TWI724211B

TWI724211B - 繞射光學元件、光照射裝置

Info

Publication number: TWI724211B
Application number: TW106124810A
Authority: TW
Inventors: 宮崎祐一; 登山伸人; 吉岡英範
Original assignee: 日商大日本印刷股份有限公司
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2021-04-11
Also published as: US10768347B2; CN109477915A; US20190285781A1; JP2018022151A; TW201816431A; WO2018016633A1; KR102403407B1; KR20190028709A; JP6891691B2; CN109477915B

Abstract

[課題]提供一種：光的利用效率高，且即便光的入射角產生偏差時，也能得到對繞射光的影響小且穩定的所期望繞射光，再來，繞射光的虹班也少的繞射光學元件、光照射裝置。　　[解決手段]一種將光整形的繞射光學元件(10)，具有：繞射層(15)，該繞射層具備：在剖面形狀並列配置有複數凸部(11a)的高折射率部(11)；折射率比前述高折射率部(11)還低，且包含至少在凸部(11a)之間形成的凹部(12)的低折射率層(14)；其中，凸部(11a)在其側面形狀的至少一方側，具有：具備高度相異的複數段部(11a-1，11a-2，11a-3，11a-4)的多階段形狀；凸部(11a)的側面形狀至少在一部分包含：相對於包含繞射層(15)的平面呈傾斜的傾斜部(11b，11c，11d)。

Description

繞射光學元件、光照射裝置

[0001] 本發明有關於繞射光學元件、光照射裝置。

[0002] 因網路的普及而為了回避安全風險的個人認證的需求、及汽車的自動駕駛化的進展、或者所謂「物聯網(Internet of Things)」的普及等，近年來，感測器系統的必要性逐漸增加。雖感測器有各式各樣的種類，檢出的資訊也有很多種，但作為其中之1的手段，有從光源對著對象物照射光，並從反射回來的光得到資訊者。例如，圖案認證感測器或紅外光雷達等為其一例。　　[0003] 該等感測器的光源使用因應用途而有波長分佈或亮度、擴大者。光的波長常使用可見光~紅外光，特別是因為紅外光難以受到外光的影響，且為不可見光，能觀察對象物的稍微內部的特徵，而受到廣泛的應用。又，作為光源的種類，常使用LED光源及雷射光源等。例如，若檢測遠處時適合使用光的擴散較少的雷射光源，若檢測近處、或需照射有某種程度擴散的區域時，適合使用LED光源。　　[0004] 不過，作為對象的照射區域之大小及形狀，未必會與來自光源的光的擴散(輪廓)一致，此時需要藉由擴散板、透鏡、遮蔽板等來將光整形。最近，開發有Light Shaping Diffuser(LSD)這種能將光的形狀以某種程度整形的擴散板。　　又，作為將光整形的別種手段，有繞射光學元件(Diffractive Optical Element：DOE)。這是應用使光通過具有相異折射率的材料以周期性配列的部分時的繞射現象。DOE雖然基本上是對單一波長的光而設計，但理論上大致都能將光整形成任意的形狀。又，在前述LSD中，相對於照射區域內的光強度成為高斯分佈，DOE能夠控制照射區域內的光分佈的均一性。DOE的這種特性，因為能抑制向不需要的區域的照射而能高效率化、以及光源數的刪減等造成的裝置小型化等的點，是有利的(例如，參照專利文獻1)。　　又，DOE可以對應雷射這種平行光源、及LED這種擴散光源的任一者，又，對於從紫外光到可見光、紅外光這樣的廣範圍波長也適用。　　[0005] DOE需要nm等級的微細加工，特別是為了使長波長的光繞射，需要形成高縱橫比的微細形狀。因此，DOE的製造，從前，使用利用電子線的電子線光蝕刻技術。例如，在紫外光～近紅外光範圍透明的石英板上形成硬遮罩或光阻後，利用電子線對光阻描繪預定的形狀，依序進行光阻顯影、硬遮罩的乾蝕刻、石英的乾蝕刻，在石英板表面形成圖案後，藉由除去硬遮罩得到所期望的DOE。 [先前技術文獻] [專利文獻] 　　[0006] [專利文獻1]特開2015-170320號公報

[發明所欲解決的問題] 　　[0007] DOE雖然能將光有效率地整形，但在DOE與空氣的界面(或者，DOE與折射率相異的材料之間的界面)，會引起因為折射率的急速變化而造成的界面反射。該界面反射使光的利用效率降低。　　為了回避界面反射，例如，雖然考慮到有形成介電體多層膜這樣的抗反射膜的手法，但一般多會有成本提高的問題。又，也常有難以將抗反射膜沿著DOE的微細形狀而均勻地形成的問題。　　[0008] 又，DOE一般設計成對來自預定方向的入射光進行所期望的整形。當利用雷射光源時，常有對DOE面(存在DOE的周期構造的面、或其裏面)進行通常的垂直入射的情形。又，利用LED等擴散光源時，將光源的擴散輪廓作為基礎，對DOE進行考慮到相對於DOE平面(包含繞射格子的周期構造之面)斜向將光射入的設計。　　不過，實際使用DOE時，不一定是以與用於設計的擴散輪廓相同的角度將光入射，因裝置的組裝精度或光源的性能動搖等影響會有入射角變化的情形發生。從前的DOE，若入射角與設計時的角度有偏差，繞射光(出射光)的特性(例如，配光特性)會有大變化的傾向。因此，會有DOE及具備DOE的光照射裝置的設計界限變小的傾向，也有實用化困難、裝置的高額化等問題。　　[0009] 再來，為了提升DOE的配光效率，會有將剖面形狀形成多階段形狀的情形。這是藉由控制光的繞射方向來提升配光精度。不過，為了得到這樣的高精度，在將多階段形狀加工的工程中的加工精度有極限，在多階段形狀的尺寸會產生偏差。接著，因為該多階段形狀的尺寸偏差，經整形的繞射光會有虹斑產生的情形。　　[0010] 本發明的課題為提供一種：光的利用效率高，且即便光的入射角產生偏差時，也能得到對繞射光的影響小且穩定的所期望繞射光，再來，繞射光的虹班也少的繞射光學元件、光照射裝置。 [解決問題的手段] 　　[0011] 本發明藉由以下的解決手段來解決前述課題。此外，為了容易理解，附加對應本發明實施形態的符號來說明，但並不以此為限。　　[0012] 第1發明為一種將光整形的繞射光學元件(10，20，30，40)，具有：繞射層(15，25，35，45)，該繞射層具備：在剖面形狀排列配置有複數凸部(11a，21a，31a，41a等的形狀)的高折射率部(11，21，31，41)；折射率比前述高折射率部(11，21，31，41)還低，且包含至少在前述凸部(11a，21a，31a，41a等的形狀)之間形成的凹部(12)的低折射率部(14)；其中，前述凸部(11a，21a，31a，41a)在其側面形狀的至少一方側，具有：具備高度相異的複數段部(11a-1，11a-2，11a-3，11a-4，21a-1，21a-2，21a-3，21a-4，31a-1，31a-2，31a-3，31a-4，41a-1，41a-2，41a-3，41a-4)的多階段形狀；前述凸部(11a，21a，31a，41a)的側面形狀至少在一部分包含：相對於包含前述繞射層(15，25，35，45)的平面呈傾斜的傾斜部(11b，11c，11d，21b，21c，21d，31b，31c，31d，41b，41c，41d)。　　[0013] 第2發明為如第1發明所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，前述凸部(11a，21a，31a，41a)的側面形狀具備：從前述凸部(11a，21a，31a，41a)的前端部朝向根部(11f，21f，31f，41f)而向前述凸部(11a，21a，31a，41a)的寬度變寬的方向傾斜的第1傾斜部(11b，21b，31b，41b)。　　[0014] 第3發明為如第2發明所記載的繞射光學元件，具備：從前述第1傾斜部(11b，21b，31b，41b)朝向前述根部(11f，21f，31f，41f)而在垂直前述繞射層(15，25，35，45)的方向延伸的垂直部。　　[0015] 第4發明為如第2發明所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，具備：從前述第1傾斜部(11b，21b，31b，41b)朝向前述根部(11f，21f，31f，41f)而向前述凸部(11a，21a，31a，41a)的寬度變窄的方向傾斜的第2傾斜部(11c，21c，31c，41c)；從前述第2傾斜部(11c，21c，31c，41c)再朝向前述根部(11f，21f，31f，41f)而向前述凸部(11a，21a，31a，41a)的寬度變寬的方向傾斜的第3傾斜部(11d，21d，31d，41d)。　　[0016] 第5發明為如第4發明所記載的繞射光學元件，其中，將連結前述第2傾斜部(11c，21c，31c，41c)與前述第3傾斜部(11d，21d，31d，41d)的窄縮部分的寬度作為1個段部的寬度來看時，比該段部的頂部(11e，21e，31e，41e)的寬度還寬。　　[0017] 第6發明為如第1發明至第5發明中任1項所記載的繞射光學元件(10，30，40)，其中，前述多階段形狀的稜線(11j，11k，31j，31k，41k)的至少1者，以沒有角的方式傾斜。　　[0018] 第7發明為如第1發明至第6發明中任1項所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，在前述多階段形狀的相鄰段部的邊界的至少1者，具備：以比各段部的寬度還窄的寬度呈銳角突出、或者呈銳角凹陷而形成的銳角部(11g，11h，21h，21i，31i，41i)。　　[0019] 第8發明為如第1發明至第7發明中任1項所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，前述高折射率部(11，21，31，41)為將游離輻射線硬化性樹脂組成物硬化者。　　[0020] 第9發明為如第1發明至第8發明中任1項所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，前述低折射率部(14)為空氣。　　[0021] 第10發明為如第1發明至第9發明中任1項所記載的繞射光學元件(10)，其中，以透明基材(61)、前述繞射層(15，25，35，45)、將前述繞射層(15，25，35，45)被覆的被覆層(62，63)的順序作層積。　　[0022] 第11發明為如第1發明至第10發明中任1項所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，前述繞射層(15，25，35，45)使波長780nm以上的紅外光繞射。　　[0023] 第12發明為如第11發明所記載的繞射光學元件(10，20，30，40)，其中，前述凸部(11a，21a，31a，41a)的高度為650nm以上。　　[0024] 第13發明為一種光照射裝置，具備：光源(L)；在前述光源(L)發的光通過的位置上至少配置的1個如第1發明至第12發明中任1項所記載之繞射光學元件(10，20，30，40)。　　[0025] 第14發明為如第13發明所記載的光照射裝置，其中，前述光源(L)能發出波長780nm以上的紅外光。 [發明的效果] 　　[0026] 根據本發明，能提供一種：光的利用效率高，且即便光的入射角產生偏差時，也能得到對繞射光的影響小且穩定的所期望繞射光，再來，繞射光的虹班也少的繞射光學元件、光照射裝置。

[實施形態] 　　[0028] 以下，參照圖式等說明實施本發明的最佳的形態。　　[0029] (第1實施形態) 　　圖1為表示本發明的繞射光學元件的第1實施形態的平面圖。　　圖2為表示圖1的繞射光學元件之例中的部分周期構造的一例的斜視圖。　　圖3為以圖2中的箭頭G-G’的位置將繞射光學元件切斷的剖面圖。　　此外，包含圖1，以下所示的各圖都是模式地表示的圖，為了容易理解而將各部的大小、形狀適宜地誇大表示。　　又，在以下的說明中，雖示出具體的數值、形狀、材料等進行說明，但其能夠適宜變更。　　[0030] 此外，在本發明中所用的形狀、幾何條件、及界定該等的程度的用語，例如，關於「平行」、「垂直」、「相同」等用語、長度、角度的值等，並沒有嚴格地限定，解釋成包含能期待得到同樣功能的程度的範圍。又，本說明書中的「平面視」指的是相對繞射光學元件的板面垂直的方向，亦即從形成微細形狀之側辨視的意義。也就是說，相當於從相對於具有繞射光學元件的繞射層面垂直的方向辨視(從圖2中的Z軸的正側辨視的狀態，即辨視成圖1的那種平面圖的狀態)。　　[0031] 又，在本發明中，「將光整形」指的是藉由控制光的行進方向，使投影至對象物或對象區域的光的形狀(照射區域)變成任意的形狀。例如，如圖15之例所示，當在平面形狀的螢幕200上直接投影時，準備照射區域202成為圓形的光201(圖15(b))。使得此光201透過本發明的繞射光學元件10，讓照射區域204成為正方形(圖15(a))、長方形、或圓形(圖未示)等目的的形狀，稱之為「將光整形」。　　又，在本發明中，「透明」指的是至少使利用的波長的光透過者。例如，即便無法使可見光透過，若能使紅外光透過者，在用於紅外光用途時，可作為透明來採用。　　[0032] 第1實施形態的繞射光學元件10為將光整形的繞射光學元件(DOE)。繞射光學元件10設計成對波長980nm的紅外雷射將光擴散成以十字形狀具體上為±50度、寬度為±3.3度擴散光的頻帶為2公差的形狀。　　第1實施形態的繞射光學元件10在圖1所示的A，B，C，D的各個位置深度都不同。也就是說，繞射光學元件10由4階段的高度相異的多階段形狀所構成。接著，繞射光學元件10通常為具有相異周期構造的複數區域(部分周期構造：例如，圖1的E，F區域)。圖2將部分周期構造的一例抽出來表示。　　繞射光學元件10如圖3所示，具備在剖面形狀排列配置有複數凸部11a的高折射率部11。該高折射率部11維持相同的剖面形狀，向剖面的深度方向延伸。　　[0033] 高折射率部11，例如，可以是藉由將石英(SiO₂ 、合成石英)進行乾蝕刻處理，將形狀加工而作成者，也可以是將游離輻射線硬化性樹脂組成物硬化者。這種周期構造的製造方法，因為已有各種習知的手法，可利用該等習知的手法適宜作成。接著，以下說明的本案的特徵的傾斜部等的形狀，主要藉由調整乾蝕刻處理的各種條件而實現。　　[0034] 又，包含在凸部11a之間形成的凹部12、及凸部11a的頂部附近的空間13的圖3的上方部分存在有空氣，成為折射率比高折射率部11還低的低折射率部14。藉由將高折射率部11及低折射率部14交互排列配置的周期構造，構成具備作用以將光整形的繞射層15。　　[0035] 圖4為將凸部11a擴大表示的圖。　　凸部11a在側面形狀的一方側(圖4中為左側)具有：具備高度相異的4個段部的多階段形狀。具體來說，凸部11a在一面側具有：最突出的位階1段部11a-1、比位階1段部11a-1還低一段的位階2段部11a-2、比位階2段部11a-2又更低一段的位階3段部11a-3、比位階3段部11a-3又再更低一段的位階4段部11a-4。　　又，與凸部11a的段部相反側(圖4中為右側)的側面形狀具備：複數相對於包含繞射層15的平面P傾斜的傾斜部。具體來說，凸部11a設有：第1傾斜部11b、第2傾斜部11c、第3傾斜部11d。　　[0036] 第1傾斜部11b為藉由從位階1段部11a-1的前端部11e朝向根部11f而向凸部11a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。包含該第1傾斜部11b的斜面，在此說明所謂斜面主要表示由曲面所構成者。不過，該等斜面包含由平面所構成的部分也可以。　　[0037] 第2傾斜部11c為藉由從第1傾斜部11b朝向根部11f而向凸部11a的寬度變窄的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0038] 第3傾斜部11d為藉由從第2傾斜部11c再朝向根部11f而向凸部11a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0039] 又，凸部11a具備：銳角部11g、11h、11i。　　銳角部11g在相鄰位階2段部11a-2與位階3段部11a-3的邊界，以比位階2段部11a-2及位階3段部11a-3的寬度還窄的寬度以銳角向低折射率部14側突出。　　銳角部11h在相鄰位階3段部11a-3與位階4段部11a-4的邊界，以比位階3段部11a-3及位階4段部11a-4的寬度還窄的寬度以銳角向低折射率部14側突出。　　銳角部11i在相鄰位階3段部11a-3與位階4段部11a-4的邊界，以比位階3段部11a-3及位階4段部11a-4的寬度還窄的寬度以銳角從低折射率部14側向高折射率部11側凹陷而形成。　　[0040] 又，位階1段部11a-1與位階2段部11a-2之間的壁部11m、位階2段部11a-2與位階3段部11a-3之間的壁部11n、位階3段部11a-3與位階4段部11a-4之間的壁部11o，都是作為從低折射率部14側朝向高折射率部11側而向凸部11a的寬度變寬的方向傾斜的斜面來構成。　　[0041] 再來，凸部11a的多階段形狀的稜線中，稜線11j及稜線11k因為是彎曲，故以沒有角的方式傾斜。　　稜線11j為位階3段部11a-3與銳角部11i之間的稜線，稜線的角是彎曲的，呈沒有角的方式傾斜的形態。關於該稜線11j，為了在附近形成銳角部11h，雖然也可以採用位階3段部11a-3與銳角部11h之間的稜線，但銳角部11h因為是追加設置者，因此不考慮該銳角部11h，應是將位階3段部11a-3與銳角部11i之間的稜線作為彎曲形狀來採用者。　　稜線11k為位階4段部11a-4與銳角部11i之間的稜線，稜線的角是彎曲的，呈沒有角的方式傾斜的形態。此外，關於該稜線11k，若沒有形成銳角部11i的話，本來就沒有存在角，是成為角落的部分。　　[0042] 例如，對於980nm的雷射光，以石英為材質，將擴散成長邊±50°×短邊±3.3°的矩形的擴散形狀以4-level設計時，繞射格子的最適深度成為1633nm、間距成為1280nm、突起部的寬度成為960nm。　　該等設計，例如能夠使用：利用嚴密結合波解析(RCWA)演算法的GratingMOD(Rsoft社製)、或反復傅立葉轉換演算法(IFTA)的Virtuallab(LightTrans社製)等各種模擬工具來進行。　　又，凸部11a的高度較佳為650nm以上。這是因為以波長780nm、折射率1.6計算時，在2-level中需要高度650nm、4-level中需要高度975nm、8-level中需要高度1137nm的凸部11a。　　[0043] 如同上述，藉由從前端部11e連結第1傾斜部11b、第2傾斜部11c、第3傾斜部11d而設置，凸部11a其寬度從前端部11e向根部11f先變寬再變窄，在第2傾斜部11c與第3傾斜部11d的邊界部分，作為1個段部也就是作為位階1段部11a-1的寬度來看時，寬度為最窄，形成窄縮部分，在第3傾斜部11d寬度擴大而到達根元部11f。因此，與凸部11a的段部相反側(圖4中為右側)的側面形狀，詳細觀察該剖面形狀後，是由方向相異的複數斜面組合而構成。　　又，凸部11a的段部側設有：銳角部11g、11h、11i、及角呈彎曲且構成沒有角的傾斜的面的稜線11j及稜線11k。　　因此，觀察第1實施形態的繞射光學元件10的全體時，雖具備與從前的繞射光學元件的形狀同樣的多階段形狀，但詳細觀察該剖面形狀後，由各種斜面及曲面組合而構成。　　[0044] 關於第1實施形態的繞射光學元件10的作用及效果，參照與其他的實施形態及比較例相比的評價結果並於後述。　　[0045] (第2實施形態) 　　圖5為將第2實施形態的繞射光學元件20以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　第2實施形態的繞射光學元件20除了凸部21a的形狀與第1實施形態的繞射光學元件10相異以外，與第1實施形態為同樣的形態。因此，與前述的第1實施形態實現相同作用的部分附加同一符號說明，並適宜地省略重複說明。　　繞射光學元件20具備：具有凸部21a的高折射率部21、包含凹部12及空間13的低折射率部14，藉由將高折射率部21及低折射率部14交互排列配置的周期構造，構成具備用以將光整形的繞射層25。　　[0046] 凸部21a除了形狀相異以外，與第1實施形態的凸部11a一樣。以下，說明關於凸部21a的形狀。　　圖6為將凸部21a擴大表示的圖。　　凸部21a在側面形狀的一方側(圖6中為左側)具有：具備高度相異的4個段部的多階段形狀。具體來說，凸部21a在一面側具有：最突出的位階1段部21a-1、比位階1段部21a-1還低一段的位階2段部21a-2、比位階2段部21a-2又更低一段的位階3段部21a-3、比位階3段部21a-3又再更低一段的位階4段部21a-4。　　又，與凸部21a的段部相反側(圖6中為右側)的側面形狀具備：複數相對於包含繞射層25的平面P傾斜的傾斜部。具體來說，凸部21a設有：第1傾斜部21b、第2傾斜部21c、第3傾斜部21d。　　[0047] 第1傾斜部21b為藉由從位階1段部21a-1的前端部21e朝向根部21f而向凸部21a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。包含該第1傾斜部21b的斜面，在此說明所謂斜面主要表示由曲面所構成者。不過，該等斜面包含由平面所構成的部分也可以。　　[0048] 第2傾斜部21c為藉由從第1傾斜部21b朝向根部21f而向凸部21a的寬度變窄的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0049] 第3傾斜部21d為藉由從第2傾斜部21c再朝向根部21f而向凸部21a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0050] 又，凸部21a具備：銳角部21g、21h、21i。　　銳角部21g在相鄰位階1段部21a-1與位階2段部21a-2的邊界的角部，以比位階1段部21a-1及位階2段部21a-2的寬度還窄的寬度以銳角向低折射率部14側突出。　　銳角部21h在相鄰位階1段部21a-1與位階2段部21a-2的邊界的角落部，以比位階1段部21a-1及位階2段部21a-2的寬度還窄的寬度以銳角從低折射率部14側向高折射率部11側凹陷而形成。　　銳角部21i在相鄰位階2段部21a-2與位階3段部21a-3的邊界，以比位階2段部21a-2及位階3段部21a-3的寬度還窄的寬度以銳角從低折射率部14側向高折射率部11側凹陷而形成。　　[0051] 又，位階1段部21a-1與位階2段部21a-2之間的壁部21m、位階2段部21a-2與位階3段部21a-3之間的壁部21n、位階3段部21a-3與位階4段部21a-4之間的壁部21o，都是作為從低折射率部14側朝向高折射率部21側而向凸部21a的寬度變寬的方向傾斜的斜面來構成。　　[0052] 又，位階1段部21a-1的前端部21e及位階2段部21a-2的前端部21j，形成於向高折射率部21側凹陷的曲面狀的傾斜面。　　[0053] 此外，第2實施形態的繞射光學元件20的形狀，成為第1實施形態的繞射光學元件10的逆版形狀。因此，第2實施形態的繞射光學元件20的製作，為在製作第1實施形態的繞射光學元件10之後，從該繞射光學元件10來進行模具製造而製作逆版1。接著，將該逆版1再進行模具製造並製作逆版2，利用該逆版2進行游離輻射線硬化型樹脂的賦型，得到繞射光學元件20。　　[0054] 關於第2實施形態的繞射光學元件20的作用及效果，也參照與其他的實施形態及比較例相比的評價結果並於後述。　　[0055] (第3實施形態) 　　圖7為將第3實施形態的繞射光學元件30以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　第3實施形態的繞射光學元件30除了凸部31a的形狀與第1實施形態的繞射光學元件10相異以外，與第1實施形態為同樣的形態。因此，與前述的第1實施形態實現相同作用的部分附加同一符號說明，並適宜地省略重複說明。　　繞射光學元件30具備：具有凸部31a的高折射率部31、包含凹部12及空間13的低折射率部14，藉由將高折射率部31及低折射率部14交互排列配置的周期構造，構成具備用以將光整形的繞射層35。　　[0056] 凸部31a除了形狀相異以外，與第1實施形態的凸部11a一樣。以下，說明關於凸部31a的形狀。　　圖8為將凸部31a擴大表示的圖。　　凸部31a在側面形狀的一方側(圖8中為左側)具有：具備高度相異的4個段部的多階段形狀。具體來說，凸部31a在一面側具有：最突出的位階1段部31a-1、比位階1段部31a-1還低一段的位階2段部31a-2、比位階2段部31a-2又更低一段的位階3段部31a-3、比位階3段部31a-3又再更低一段的位階4段部31a-4。　　又，與凸部31a的段部相反側(圖8中為右側)的側面形狀具備：複數相對於包含繞射層35的平面P傾斜的傾斜部。具體來說，凸部31a設有：第1傾斜部31b、第2傾斜部31c、第3傾斜部31d。　　[0057] 第1傾斜部31b為藉由從位階1段部31a-1的前端部31e朝向根部31f而向凸部31a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。包含該第1傾斜部31b的斜面，在此說明所謂斜面主要表示由曲面所構成者。不過，該等斜面包含由平面所構成的部分也可以。　　[0058] 第2傾斜部31c為藉由從第1傾斜部31b朝向根部31f而向凸部31a的寬度變窄的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0059] 第3傾斜部31d為藉由從第2傾斜部31c再朝向根部31f而向凸部31a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0060] 又，凸部31a具備：銳角部31i。　　銳角部31i在相鄰位階3段部31a-3與位階4段部31a-4的邊界，以比位階3段部31a-3及位階4段部31a-4的寬度還窄的寬度以銳角從低折射率部14側向高折射率部31側凹陷而形成。　　[0061] 又，位階1段部31a-1與位階2段部31a-2之間的壁部31m、位階2段部31a-2與位階3段部31a-3之間的壁部31n、位階3段部31a-3與位階4段部31a-4之間的壁部31o，都是作為從低折射率部14側朝向高折射率部31側而向凸部31a的寬度變寬的方向傾斜的斜面來構成。　　[0062] 再來，凸部31a的多階段形狀的稜線中，稜線31j及稜線31k因為是彎曲，故以沒有角的方式傾斜。　　稜線31j為位階3段部31a-3與銳角部31i之間的稜線，稜線的角是彎曲的，呈沒有角的方式傾斜的形態。　　稜線31k為位階4段部31a-4與銳角部31i之間的稜線，稜線的角是彎曲的，呈沒有角的方式傾斜的形態。此外，關於該稜線31k，若沒有形成銳角部31i的話，本來就沒有存在角，是成為角落的部分。　　[0063] 關於第3實施形態的繞射光學元件30的作用及效果，也參照與其他的實施形態及比較例相比的評價結果並於後述。　　[0064] (第4實施形態) 　　圖9為將第4實施形態的繞射光學元件40以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　第4實施形態的繞射光學元件40除了凸部41a的形狀與第1實施形態的繞射光學元件10相異以外，與第1實施形態為同樣的形態。因此，與前述的第1實施形態實現相同作用的部分附加同一符號說明，並適宜地省略重複說明。　　繞射光學元件40具備：具有凸部41a的高折射率部41、包含凹部12及空間13的低折射率部14，藉由將高折射率部41及低折射率部14交互排列配置的周期構造，構成具備用以將光整形的繞射層45。　　[0065] 凸部41a除了形狀相異以外，與第1實施形態的凸部11a一樣。以下，說明關於凸部41a的形狀。　　圖10為將凸部41a擴大表示的圖。　　凸部41a在側面形狀的一方側(圖10中為左側)具有：具備高度相異的4個段部的多階段形狀。具體來說，凸部41a在一面側具有：最突出的位階1段部41a-1、比位階1段部41a-1還低一段的位階2段部41a-2、比位階2段部41a-2又更低一段的位階3段部41a-3、比位階3段部41a-3又再更低一段的位階4段部41a-4。　　又，與凸部41a的段部相反側(圖10中為右側)的側面形狀具備：複數相對於包含繞射層45的平面P傾斜的傾斜部。具體來說，凸部41a設有：第1傾斜部41b、第2傾斜部41c、第3傾斜部41d。　　[0066] 第1傾斜部41b為藉由從位階1段部41a-1的前端部41e朝向根部41f而向凸部41a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。包含該第1傾斜部41b的斜面，在此說明所謂斜面主要表示由曲面所構成者。不過，該等斜面包含由平面所構成的部分也可以。　　[0067] 第2傾斜部41c為藉由從第1傾斜部41b朝向根部41f而向凸部41a的寬度變窄的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0068] 第3傾斜部41d為藉由從第2傾斜部41c再朝向根部41f而向凸部41a的寬度變寬的方向傾斜的曲面所構成的斜面。　　[0069] 又，凸部41a具備：銳角部41i。　　銳角部41i在相鄰位階3段部41a-3與位階4段部41a-4的邊界，以比位階3段部41a-3及位階4段部41a-4的寬度還窄的寬度以銳角從低折射率部14側向高折射率部41側凹陷而形成。　　[0070] 又，位階1段部41a-1與位階2段部41a-2之間的壁部41m、位階2段部41a-2與位階3段部41a-3之間的壁部41n、位階3段部41a-3與位階4段部41a-4之間的壁部41o，都是作為從低折射率部14側朝向高折射率部41側而向凸部41a的寬度變寬的方向傾斜的斜面來構成。　　[0071] 再來，稜線41k為位階4段部41a-4與銳角部41i之間的稜線，稜線的角是彎曲的，呈沒有角的方式傾斜的形態。此外，關於該稜線31k，若沒有形成銳角部31i的話，本來就沒有存在角，是成為角落的部分。　　[0072] 關於第4實施形態的繞射光學元件40的作用及效果，也參照與其他的實施形態及比較例相比的評價結果並於後述。　　[0073] (各實施形態的作用及效果) 　　接著，關於上述各實施形態的作用及效果，與比較例比較並說明。　　為了確認各實施形態的繞射光學元件的作用及硬化，準備了不適用本發明的構成的比較例。　　圖11為將比較例的繞射光學元件以與圖3等同樣表示的剖面圖。　　比較例的繞射光學元件50，不具備各實施形態的繞射光學元件所具有的傾斜部，將大致完全的矩形形狀組合作為多段形狀來構成。此外，比較例的繞射光學元件50與各實施形態的繞射光學元件相同，設計成對波長980nm的紅外雷射將光擴散成以十字形狀具體上為±50度、寬度為±3.3度擴散光的頻帶為2公差的形狀。　　[0074] 圖12為表示評價的狀況的圖。　　對從第1實施形態的繞射光學元件10到第4實施形態的繞射光學元件40、與比較例的繞射光學元件50的合計4種類的繞射光學元件，以圖12所示的狀況，進行繞射光的形狀與反射光的確認。　　作為螢幕S，使用市售的影印用紙。　　紅外光攝影機CAM1、CAM2係利用能檢出980nm的波長的Radiant Zemax社的Prometric。紅外光攝影機CAM1、CAM2為了防止雜訊而安裝可見光截斷過濾器進行測定。　　光源L設定成以波長980nm的紅外雷射對DOE(從繞射光學元件10至繞射光學元件40、及比較例的繞射光學元件50)以1度傾斜照射。此外，藉由配置該光源L、及在光源L發出的光所通過的位置配置上述繞射光學元件10～40的任一者，來構成光照射裝置。　　以該條件，藉由紅外光攝影機CAM1、CAM2分別觀察繞射光學元件(DOE)的表面所反射的光、及投影至螢幕S的光，並進行比較。　　又，也確認關於使紅外雷射的入射角度以1±1度變動時的螢幕投影形狀的變動。其結果顯示於表1。　　[0075] 　表1：　評價結果

將比較例的結果作為A時，同等的情形為A、有點良好為AA、良好為AAA。　　[0076] 觀察表1的結果後，得知關於以1度入射的投影形狀，在第1實施形態到第4實施形態那樣設置傾斜部者，能得到與比較例同等，或比其更良好的結果。特別是關於第1實施形態的繞射光學元件10及第2實施形態的繞射光學元件20，能得到良好的結果。這是在第1實施形態及第2實施形態中，形成多個銳角部，因為有該銳角部，而形成劇烈的形狀變化點，藉此產生高次的繞射光，能夠緩和因多階段形狀的尺寸偏差所產生的配光虹班。　　[0077] 接著，關於表1的以1度入射的DOE反射光的強弱，第1實施形態到第4實施形態能得到比比較例更好的結果，也就是說，能得到反射光弱的結果。說明關於該結果。　　圖13為說明本發明的繞射光學元件相較於比較例的繞射光學元件其反射光變少的理由的圖。　　在圖13中，使其與剖面形狀的位置一致，將外觀的折射率的變化作為圖併記。圖13(a)表示比較例的繞射光學元件50的情形、圖13(b)表示第3實施形態的繞射光學元件30的情形。　　[0078] 比較例的繞射光學元件50，因為形狀的變化劇烈，外觀上的折射率也劇烈地變化，而相對於此，第3實施形態的繞射光學元件30，因為設有傾斜部，形狀不劇烈變化，因此，外觀上的折射率變化也趨緩。因為在折射率變化的界面產生反射，第3實施形態的繞射光學元件30，因為外觀上的折射率變化趨緩，抑制了界面的反射。此外，該現象在第3實施形態的繞射光學元件30以外的繞射光學元件10、20、40中也一樣。但是，從表1的結果可發現，第1實施形態的繞射光學元件10～第3實施形態的繞射光學元件30的反射光的抑制效果，比第4實施形態的繞射光學元件40還高。這是因為第1實施形態的繞射光學元件10～第3實施形態的繞射光學元件30形成比第4實施形態的繞射光學元件40更多的斜面部。　　[0079] 接著，關於表1的入射角度變動所造成的投影形狀的變化大小，第1實施形態到第4實施形態能得到比比較例更好的結果，也就是說，能得到反射光弱的結果。說明關於該結果。　　圖14為將入射角度的變化與繞射光之間的關係單純化並模式地表示的圖。　　圖14(a)表示對比較例的繞射光學元件50，從設計位置即垂直方向將光入射時的光的繞射狀態。垂直於繞射光學元件50入射的光作為1次光在左右均等地繞射。　　圖14(b)表示對比較例的繞射光學元件50，從偏離設計位置將光入射時的光的繞射狀態。從斜向入射繞射光學元件50後，如該圖14(b)所示，光的均等性崩解了。繞射光學元件的光學設計因為通常會將圖14(a)那種單純形狀設為基底，若光的入射狀態發生變化，作為繞射光學元件全體的光的繞射狀態也會變化。　　圖14(c)表示對第3實施形態的繞射光學元件30，從設計位置即垂直方向將光入射時的光的繞射狀態。即便是在剖面形狀的一部分設置傾斜部的繞射光學元件30，垂直入射的光作為1次光在左右均等地繞射。　　圖14(d)表示對第3實施形態的繞射光學元件30，從偏離設計位置將光入射時的光的繞射狀態。在剖面形狀的一部分設置傾斜部的繞射光學元件30，即便光的入射方向多少有變動，與光垂直的面一定存在有一部分，不太會對繞射光的分佈造成影響。因此，如表1所示，能得到投影形狀的變化較少的結果。　　此外，關於入射角度變動所造成的投影形狀的變化大小，第4實施形態的繞射光學元件40能得到比比較例的繞射光學元件50更好的結果，但比其他實施形態的結果還差。這是因為第4實施形態的繞射光學元件40，其傾斜部比其他實施形態的還少，受到入射角度影響的部位較多。　　[0080] 如以上說明的，根據第1實施形態到第4實施形態的繞射光學元件10，20，30，40，因為在凸部具備傾斜部，能夠使在界面反射的光減少，進而能夠提高光的利用效率。　　又，根據第1實施形態到第4實施形態的繞射光學元件10，20，30，40，因為在凸部具備傾斜部，即便因為裝置的組裝精度或光源的性能動搖等影響而使入射角變化，也難以受到影響，能得到對繞射光的影響小且穩定的所期望繞射光。　　再來，根據第1實施形態到第4實施形態的繞射光學元件10，20，30，40，因為具備銳角部，產生高次繞射光，能緩和多階段形狀的尺寸偏差所引起的配光虹斑。　　[0081] (第5實施形態) 　　圖17為將第5實施形態的繞射光學元件70以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　第5實施形態的繞射光學元件70除了凸部71a的形狀與第1實施形態的繞射光學元件10相異以外，與第1實施形態為同樣的形態。因此，與前述的第1實施形態實現相同作用的部分附加同一符號說明，並適宜地省略重複說明。　　繞射光學元件70具備：具有凸部71a的高折射率部71、包含凹部12及空間13的低折射率部15，藉由將高折射率部71及低折射率部15交互排列配置的周期構造，構成具備用以將光整形的繞射層55。　　[0082] 凸部71a除了形狀相異以外，與第1實施形態的凸部11a一樣。以下，說明關於凸部71a的形狀。　　圖18為實際製作第5實施形態的繞射光學元件70的擴大照片。　　圖19為將凸部71a擴大表示的圖。　　凸部71a在側面形狀的一方側(圖19中為左側)具有：具備高度相異的4個段部的多階段形狀。具體來說，凸部71a在一面側具有：最突出的位階1段部71a-1、比位階1段部71a-1還低一段的位階2段部71a-2、比位階2段部71a-2又更低一段的位階3段部71a-3、比位階3段部71a-3又再更低一段的位階4段部71a-4。　　又，與凸部71a的段部相反側(圖19中為右側)的側面形狀設有：朝向凸部71a的內部方向(圖19為左側)凹陷的窄縮部分71b。　　再來，在位階3段部71a-3與位階4段部71a-4的邊界的角落部分，設有：以比各段部的寬度還窄的寬度，剖面形狀以曲面狀凹陷而形成的凹陷部71c。　　再來，在各段部的角落部分，設有角落部(傾斜部)71d、71e。　　[0083] 在這裡，說明第5實施形態的繞射光學元件70與圖11所示的那種從前典型的構成階段形狀的比較例的繞射光學元件50的比較中，光學特性有什麼差異。　　圖20為表示將用於模擬作成的第5實施形態的繞射光學元件70作為模板的計算用模型的形狀的圖。　　以該形狀、及圖11所示的比較例的繞射光學元件50的形狀，進行繞射效率的解析模擬。此外，圖20中所示的繞射光學元件70的深度D相當於到比較例的繞射光學元件50的位階4段部為止的深度。　　[0084] 在這裡，繞射效率的解析模擬係利用基於嚴密結合波理論(RCWA(rigorous coupled-wave analysis)的演算。RCWA因為在數學上，歸於行列的固有值與解一次方程式，原理不會困難。又，基於該RCWA的電磁場解析的模擬結果與現實相比，除了實物中的形狀誤差等，基本上為一致。　　[0085] 又，作為比較例的繞射光學元件50的模擬條件，以以下的條件進行。　　波長λ：850nm 　　高折射率部的折射率n：1.5 　　低折射率部的折射率：1.0 　　間距：2000nm～4000nm 　　多段階的位階數P：4 　　此外，理想的溝深為不管間距為何都維持一定，藉由以下的式子求出的值。　　1段深度＝(P-1)／(P)×波長／(n-1) 　　P：位階數　　n：折射率　　本實施形態的繞射光學元件70的條件除了上述條件以外，利用進行圖20所示的形狀的變更的模型。　　又，窄縮部分71b的凹陷量作為間距的1.6％，凹陷部71c的凹陷量作為間距的2.7％。　　[0086] 圖21為表示比較例的繞射光學元件50與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果的圖。圖21表示以入射角0°的0次繞射光強度。　　在第5實施形態的繞射光學元件70中，與比較例的繞射光學元件50相比，0次繞射光強度大幅地降低，能得到非常良好的結果。使該0次繞射光強度降低的效果可想成是藉由設置窄縮部分71b及凹陷部71c所得到的。　　[0087] 圖22為表示未形成窄縮部分71b的繞射光學元件70B的模型的圖。　　圖22的模擬用模型為從圖20的模型將窄縮部分71b除去作為鉛直壁面而構成。為了調查對窄縮部分71b的繞射效率的影響，利用未形成該圖22所示的窄縮部分71b的模型進行模擬。　　圖23為關於繞射效率，將未形成窄縮部分71b的繞射光學元件70B的模擬結果，與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果一併表示的圖。　　在第5實施形態的繞射光學元件70中，因為設有窄縮部分71b，特別是在間距從2000nm到2600nm附近，繞射效率變高。因此，藉由設置窄縮部分71b，特別是能使窄間距的繞射效率上升。　　[0088] 圖24為表示未形成凹陷部71c的繞射光學元件70C的模型的圖。　　圖24的模擬用模型為從圖20的模型將窄縮部分71c除去作為平坦面而構成。為了調查對凹陷部71c的斜入射光的影響，利用未形成該圖24所示的凹陷部71c的模型進行模擬。　　圖25為關於30°斜向入射的繞射效率，將未形成凹陷部71c的繞射光學元件70C的模擬結果，與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果一併表示的圖。　　在第5實施形態的繞射光學元件70中，因為設有凹陷部71c，特別是在間距為2300nm以上的構成中，30°斜向入射的繞射效率變高。因此，藉由設置凹陷部71c，特別是能使寬間距的斜向入射時的繞射效率上升。　　[0089] (第6實施形態) 　　圖26為將第6實施形態的繞射光學元件80以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　第6實施形態的繞射光學元件80成為將第5實施形態的繞射光學元件70的製造模具反轉的形狀。　　在第6實施形態的繞射光學元件80中，具備：窄縮部分81b、突出部81c。　　如第6實施形態的繞射光學元件80的所示，即便成為將第5實施形態的繞射光學元件70的製造模具反轉的形狀，也能夠得到與第5實施形態的繞射光學元件70同樣的效果。　　[0090] (變形形態) 　　不限於以上說明的實施形態，也可以進行各種變形或變更，其等也都在本發明的範圍內。　　[0091] (1)在第1實施形態及第2實施形態中，將連結第2傾斜部與第3傾斜部的部分中的窄縮部分的寬度，在作為1個段部的寬度來看時，舉出與前端部略同等、略窄的例子來說明。不限於此，例如，將連結第2傾斜部與第3傾斜部部分中的窄縮部分的寬度，作為1個段部的寬度來看時，以比凸部的前端部的寬度還寬來形成也可以。　　[0092] (2)在各實施形態中，舉出在第1傾斜部連結第2傾斜部來形成的例子來說明。不限於此，例如，具備從第1傾斜部朝向根部而在垂直繞射層的方向延伸的垂直部也可以。　　[0093] (3)在各實施形態中，繞射光學元件以作為僅以高折射率部構成的簡單形態來表示。但不限於此，例如，設置用以形成高折射率部的透明基材也可以，設置被覆繞射層的被覆層也可以。　　圖16A、圖16B、圖16C為表示作為繞射光學元件的變形形態，設置透明基材、及被覆層之例的圖。　　在圖16A中，在透明基材61之上，形成有第1實施形態所示的繞射光學元件10，其全體作為繞射光學元件而構成。因此，藉由設置透明基材61，可以使用利用樹脂賦型的製造方法，使製造容易進行。　　在圖16B中，除了圖16A的形態以外，作為將被覆層62原封不動層積的形態，其全體作為繞射光學元件而構成。藉由該種形態，因為設有被覆層62，能夠保護凸形狀。　　在圖16C中，除了圖16A的形態以外，藉由進入凹部的透明樹脂形成被覆層62，其全體作為繞射光學元件而構成。此時，形成被覆層63的透明樹脂為了作為低折射率部，使用折射率比高折射率部還低的樹脂。藉由該種形態，能夠更有效果地保護凸形狀。　　[0094] (4)在各實施形態中，舉出繞射光學元件設計成將波長為980nm的紅外雷射繞射的例子來說明。不限於此，例如，繞射光學元件也可以將波長780nm以上的紅外光繞射，不限於紅外光，包含可見光等，將任何波長的光繞射者都適用於本發明。　　[0095] (5)在各實施形態中，舉出光照射裝置發出光源為波長980nm的紅外雷射的例子來說明。不限於此，例如，光源也可以發出波長780nm以上的紅外光，不限於紅外光，包含可見光等，發出任何波長的光的光源都適用於本發明。　　[0096] 此外，也可將第1的實施形態~第4的實施形態及變形形態作適當的組合使用，並省略詳細說明。又，本發明並不限定於以上說明的各實施形態。

[0097]10‧‧‧繞射光學元件11‧‧‧高折射率部11a‧‧‧凸部11a-1‧‧‧位階1段部11a-2‧‧‧位階2段部11a-3‧‧‧位階3段部11a-4‧‧‧位階4段部11b‧‧‧第1傾斜部11c‧‧‧第2傾斜部11d‧‧‧第3傾斜部11e‧‧‧前端部11f‧‧‧根部11g‧‧‧銳角部11h‧‧‧銳角部11i‧‧‧銳角部11j‧‧‧稜線11k‧‧‧稜線11m‧‧‧壁部11n‧‧‧壁部11o‧‧‧壁部12‧‧‧凹部13‧‧‧空間14‧‧‧低折射率部15‧‧‧繞射層20‧‧‧繞射光學元件21‧‧‧高折射率部21a‧‧‧凸部21a-1‧‧‧位階1段部21a-2‧‧‧位階2段部21a-3‧‧‧位階3段部21a-4‧‧‧位階4段部21b‧‧‧第1傾斜部21c‧‧‧第2傾斜部21d‧‧‧第3傾斜部21e‧‧‧前端部21f‧‧‧根部21g‧‧‧銳角部21h‧‧‧銳角部21i‧‧‧銳角部21j‧‧‧前端部21m‧‧‧壁部21n‧‧‧壁部21o‧‧‧壁部25‧‧‧繞射層30‧‧‧繞射光學元件31‧‧‧高折射率部31a‧‧‧凸部31a-1‧‧‧位階1段部31a-2‧‧‧位階2段部31a-3‧‧‧位階3段部31a-4‧‧‧位階4段部31b‧‧‧第1傾斜部31c‧‧‧第2傾斜部31d‧‧‧第3傾斜部31e‧‧‧前端部31f‧‧‧根部31i‧‧‧銳角部31j‧‧‧稜線31k‧‧‧稜線31m‧‧‧壁部31n‧‧‧壁部31o‧‧‧壁部35‧‧‧繞射層40‧‧‧繞射光學元件41‧‧‧高折射率部41a‧‧‧凸部41a-1‧‧‧位階1段部41a-2‧‧‧位階2段部41a-3‧‧‧位階3段部41a-4‧‧‧位階4段部41b‧‧‧第1傾斜部41c‧‧‧第2傾斜部41d‧‧‧第3傾斜部41e‧‧‧前端部41f‧‧‧根部41i‧‧‧銳角部41k‧‧‧稜線41m‧‧‧壁部41n‧‧‧壁部41o‧‧‧壁部45‧‧‧繞射層50‧‧‧繞射光學元件61‧‧‧透明基材62‧‧‧被覆層63‧‧‧被覆層70‧‧‧繞射光學元件71b‧‧‧窄縮部分71c‧‧‧凹陷部80‧‧‧繞射光學元件81b‧‧‧窄縮部分81c‧‧‧凹陷部200‧‧‧螢幕201‧‧‧光202‧‧‧照射區域204‧‧‧照射區域CAM1‧‧‧紅外光攝影機CAM2‧‧‧紅外光攝影機L‧‧‧光源P‧‧‧平面S‧‧‧螢幕

[0027] 　　[圖1]表示本發明的繞射光學元件的第1實施形態的平面圖。　　[圖2]表示圖1的繞射光學元件之例中的部分周期構造的一例的斜視圖。　　[圖3]以圖2中的箭頭G-G’的位置將繞射光學元件切斷的剖面圖。　　[圖4]將凸部11a擴大表示的圖。　　[圖5]將第2實施形態的繞射光學元件20以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　[圖6]將凸部21a擴大表示的圖。　　[圖7]將第3實施形態的繞射光學元件30以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　[圖8]將凸部31a擴大表示的圖。　　[圖9]將第4實施形態的繞射光學元件40以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　[圖10]將凸部41a擴大表示的圖。　　[圖11]將比較例的繞射光學元件以與圖3等同樣表示的剖面圖。　　[圖12]表示評價的狀況的圖。　　[圖13]說明本發明的繞射光學元件相較於比較例的繞射光學元件其反射光變少的理由的圖。　　[圖14]將入射角度的變化與繞射光之間的關係單純化並模式地表示的圖。　　[圖15]說明繞射光學元件的圖。　　[圖16A]表示作為繞射光學元件的變形形態，設置透明基材之例的圖。　　[圖16B]表示作為繞射光學元件的變形形態，設置透明基材、及被覆層之例的圖。　　[圖16C]表示作為繞射光學元件的變形形態，設置透明基材、及被覆層之例的圖。　　[圖17]將第5實施形態的繞射光學元件70以與圖3同樣的剖面表示的圖。　　[圖18]實際製作第5實施形態的繞射光學元件70的擴大照片。　　[圖19]將凸部71a擴大表示的圖。　　[圖20]表示將用於模擬作成的第5實施形態的繞射光學元件70作為模板的計算用模型的形狀的圖。　　[圖21]表示比較例的繞射光學元件50與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果的圖。　　[圖22]表示未形成窄縮部分71b的繞射光學元件70B的模型的圖。　　[圖23]關於繞射效率，將未形成窄縮部分71b的繞射光學元件70B的模擬結果，與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果一併表示的圖。　　[圖24]表示未形成凹陷部71c的繞射光學元件70C的模型的圖。　　[圖25]關於30°斜向入射的繞射效率，將未形成窄縮部分71c的繞射光學元件70C的模擬結果，與第5實施形態的繞射光學元件70的模擬結果一併表示的圖。　　[圖26]將第6實施形態的繞射光學元件80以與圖3同樣的剖面表示的圖。

11a‧‧‧凸部

11a-1‧‧‧位階1段部

11a-2‧‧‧位階2段部

11a-3‧‧‧位階3段部

11a-4‧‧‧位階4段部

11b‧‧‧第1傾斜部

11c‧‧‧第2傾斜部

11d‧‧‧第3傾斜部

11e‧‧‧前端部

11f‧‧‧根部

11g‧‧‧銳角部

11h‧‧‧銳角部

11i‧‧‧銳角部

11j‧‧‧稜線

11k‧‧‧稜線

11m‧‧‧壁部

11n‧‧‧壁部

11o‧‧‧壁部

P‧‧‧平面

Claims

一種將光整形的繞射光學元件，具備：繞射層；前述繞射層具有：在剖面形狀排列配置有複數凸部的高折射率部；折射率比前述高折射率部還低，且至少包含形成於前述凸部之間的凹部的低折射率部；其中，前述凸部在其側面形狀的至少一方側具有：具備高度相異的複數段部的多階段形狀；前述凸部的側面形狀在至少一部分具備：相對於包含前述繞射層的平面呈傾斜的傾斜部；前述凸部的側面形狀具備：從前述凸部的前端部朝向根部而向前述凸部的寬度變寬的方向傾斜的第1傾斜部；前述繞射光學元件，具備：從前述第1傾斜部朝向前述根部而向前述凸部的寬度變窄的方向傾斜的第2傾斜部；從前述第2傾斜部再朝向前述根部而向前述凸部的寬度變寬的方向傾斜的第3傾斜部。
如請求項1所記載的繞射光學元件，其中，將連結前述第2傾斜部與前述第3傾斜部的窄縮部分的寬度作為1個段部的寬度來看時，比該段部的頂部的寬度還寬。
如請求項1所記載的繞射光學元件，其中，前述凸部的側面形狀具備：一部分向前述凸部的內部方向凹入的窄縮部分。
一種將光整形的繞射光學元件，具備：繞射層；前述繞射層具有：在剖面形狀排列配置有複數凸部的高折射率部；折射率比前述高折射率部還低，且至少包含形成於前述凸部之間的凹部的低折射率部；其中，前述凸部在其側面形狀的至少一方側具有：具備高度相異的複數段部的多階段形狀；前述凸部的側面形狀具備：一部分向前述凸部的內部方向凹入的窄縮部分。
如請求項3或請求項4所記載的繞射光學元件，其中，將前述窄縮部分的寬度作為1個段部的寬度來看時，為該段部的頂部的寬度的1/2以上。