JP2019101442A - Light irradiation device, manufacturing method of light irradiation device, diffraction optical element polygon assembly, manufacturing method of diffraction optical element polygon assembly, diffraction optical element, and manufacturing method of diffraction optical element - Google Patents

Light irradiation device, manufacturing method of light irradiation device, diffraction optical element polygon assembly, manufacturing method of diffraction optical element polygon assembly, diffraction optical element, and manufacturing method of diffraction optical element Download PDF

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Abstract

To provide a light irradiation device easy to manufacture and capable of improving optical characteristics, and also to provide a manufacturing method of a light irradiation device, a diffraction optical element polygon assembly, a manufacturing method of a diffraction optical element polygon assembly, a diffraction optical element, and a manufacturing method of a diffraction optical element.SOLUTION: A light irradiation device 1 includes: a light source part 20; and a diffraction optical element 10 arranged at a location to be irradiated with light from the light source part 20 and including a unit cell 17 of a rectangular shape having a plurality of diffraction gratings to obtain specific light distribution characteristics. The diffraction optical element 10 includes a plurality of the unit cells 17 periodically arranged. The diffraction gratings are formed to an end part of the diffraction optical element 10.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、光照射装置、光照射装置の製造方法、回折光学素子多面付体、回折光学素子多面付体の製造方法、回折光学素子、回折光学素子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a light irradiation apparatus, a method of manufacturing a light irradiation apparatus, a diffractive optical element polyhedron, a method of manufacturing a diffractive optical element polyhedron, a diffractive optical element, and a method of manufacturing a diffractive optical element.

従来、カメラモジュール等の分野において、WLO(Wafer Level Optics)、WLP(Wafer Level Package)等の技術が開発されている。これらWLOやWLP等の技術は、光学素子として屈折系レンズをベースにしており、光源やセンサー部との光軸合せを行わないと性能が十分発揮されず、正常に機能しないため、モジュールチップサイズ毎に多面付けする手法が一般的である。   Conventionally, in the field of camera modules and the like, technologies such as WLO (Wafer Level Optics) and WLP (Wafer Level Package) have been developed. The technologies such as WLO and WLP are based on a refractive lens as an optical element, and if the optical axis alignment with the light source and the sensor unit is not performed, the performance is not sufficiently exhibited and the module chip size does not function properly. It is common practice to make multiple interviews each time.

上記従来の技術では、モジュールチップサイズ毎に多面付けを行うので、光源やセンサー部材と光学素子との位置出しが重要となる。特に、光源やセンサー部材と光学素子とを貼り合せる際に、多面付けの端から端までのピッチずれがあると、一部光軸が合わない部分が生じ、歩留り悪化につながるおそれがあった。   In the above-mentioned prior art, since multiple faces are provided for each module chip size, positioning of the light source or sensor member with the optical element becomes important. In particular, when the light source or the sensor member and the optical element are bonded to each other, if there is a pitch deviation from one end to the other of the polyhedron, there is a possibility that a part where the optical axis is not aligned is generated, which may lead to yield deterioration.

また、光学素子に形成されているレンズ領域と光源との位置ずれがあると、レンズの偏向作用がない領域、又は、本来のレンズの偏向作用と異なる偏向作用を有する領域に光源からの光が照射されてしまい、光学素子を通った光について、所望の配光特性が得られない場合があった。   In addition, when there is a positional deviation between the lens area formed in the optical element and the light source, light from the light source is in the area where there is no lens deflection action or in the area having a deflection action different from the original lens deflection action. There was a case where the desired light distribution characteristic could not be obtained for the light which has been irradiated and passed through the optical element.

そのため、位置出しの工程が煩雑であったり、各部材の寸法精度を高めたりする必要があった。これらは、コストアップの要因であり、改善が望まれていた。   Therefore, it is necessary to make the process of positioning complicated, or to improve the dimensional accuracy of each member. These are factors of cost increase, and improvement has been desired.

また、WLOやWLP等では、チップサイズに個片化するために切断が行なわれる。この切断時に発生する塵埃は、光学素子の性能を劣化させるものであり、塵埃の発生を抑制することが望まれていた。特に、回折格子を備える光学素子である回折光学素子(DOE)の場合、回折格子が微細な凹凸形状により構成されているため、切断時に塵埃が発生して、凹凸形状に付着してしまうと、除去が困難であり、かつ、光学特性に及ぼす影響が大きいことから、切断時の塵埃の発生を抑制して容易に製造が可能な手法が望まれていた。
また、近年ではWLOやWLP等に替わる技術手法として、PLP(Panel Level Package)技術の開発も進められているが、WLOやWLP等と同様にチップサイズに個片化するための切断は必要であり、塵埃発生の抑制は同様に必要となる。
In addition, in WLO, WLP, etc., cutting is performed in order to singulate into chip sizes. The dust generated at the time of cutting degrades the performance of the optical element, and it has been desired to suppress the generation of the dust. In particular, in the case of a diffractive optical element (DOE) which is an optical element provided with a diffraction grating, if the diffraction grating is constituted by a fine asperity shape, dust may be generated at the time of cutting and adhere to the asperity shape, Since removal is difficult and the influence on optical properties is large, there has been a demand for a method that can be easily manufactured by suppressing the generation of dust at the time of cutting.
Also, in recent years, PLP (Panel Level Package) technology has been developed as a technical method to replace WLO, WLP, etc. However, as with WLO, WLP, etc., cutting to separate into chip sizes is necessary. There is a need to control dust generation as well.

特開2003−302526号公報JP 2003-302526 A

本発明の課題は、製造が容易であり、かつ、光学的な特性を改善できる光照射装置、光照射装置の製造方法、回折光学素子多面付体、回折光学素子多面付体の製造方法、回折光学素子、回折光学素子の製造方法を提供することである。   The object of the present invention is to provide a light irradiation apparatus which can be easily manufactured and whose optical characteristics can be improved, a method of manufacturing the light irradiation apparatus, a diffractive optical element polyhedron, a diffractive optical element polyhedron, a diffraction An optical element and a method of manufacturing a diffractive optical element are provided.

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。   The present invention solves the above problems by the following solution means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached and demonstrated, it is not limited to this.

第1の発明は、光源(20,21)と、前記光源(20,21)からの光が照射される位置に配置され、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)を有した回折光学素子(10)と、を備え、前記回折光学素子(10)は、前記単位セル(17)が周期的に複数配列されて構成されており、当該回折光学素子(10)の端部まで回折格子が形成されている光照射装置(1,1B)である。   According to the first aspect of the present invention, a light source (20, 21) and a position where light from the light source (20, 21) is irradiated are disposed to form a plurality of diffraction gratings to obtain specific light distribution characteristics. And a diffractive optical element (10) having a rectangular unit cell (17), wherein the diffractive optical element (10) is configured by arranging a plurality of the unit cells (17) periodically. It is a light irradiation device (1, 1B) in which the diffraction grating is formed up to the end of the diffractive optical element (10).

第2の発明は、第1の発明に記載の光照射装置(1,1B)において、前記単位セル(17)が隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A second invention is characterized in that, in the light irradiation apparatus (1, 1B) according to the first invention, the diffraction grating pattern is continuous at the boundary portion where the unit cells (17) are adjacent to each other. Light irradiator (1, 1B).

第3の発明は、第1の発明又は第2の発明に記載の光照射装置(1,1B)において、前記回折光学素子(10)は、回折格子とは区別して認識可能なマーク(16)を備えること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A third invention is the light irradiation device (1, 1B) according to the first invention or the second invention, wherein the diffractive optical element (10) is a mark (16) distinguishable from a diffraction grating. And a light irradiator (1, 1B).

第4の発明は、第3の発明に記載の光照射装置(1,1B)において、前記マーク(16)は、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A fourth invention is characterized in that, in the light irradiation device (1, 1B) according to the third invention, the mark (16) is disposed so as to overlap a region where the diffraction grating is disposed. It is a light irradiation device (1, 1 B).

第5の発明は、第1の発明から第4の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)において、前記単位セル(17)は、前記光源(20,21)から照射される光の照射範囲内に複数配置可能な大きさであること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   In a fifth aspect of the present invention, in the light irradiation device (1, 1B) according to any one of the first to fourth aspects, the unit cell (17) is irradiated from the light source (20, 21). It is a light irradiator (1, 1B) characterized in that it has a size that can be arranged in a plurality in the irradiation range of light.

第6の発明は、第1の発明から第5の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)において、前記単位セル(17)は、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A sixth invention is the light irradiation apparatus (1, 1B) according to any one of the first invention to the fifth invention, wherein the unit cell (17) has a normal to the surface on which the concavo-convex shape is formed. A light irradiation device (1, 1) characterized in that a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments is formed when viewed from the direction, the boundary between the convex portion and the concave portion 1B).

第7の発明は、第1の発明から第6の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)において、前記回折光学素子(10)は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部(18)を有すること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A seventh invention is the light irradiation apparatus (1, 1B) according to any of the first invention to the sixth invention, wherein at least the diffraction grating is formed in the diffractive optical element (10). It is a light irradiator (1, 1B) characterized by having a chamfer (18) at an end on the surface side.

第8の発明は、第7の発明に記載の光照射装置(1,1B)において、前記回折光学素子(10)は、ガラスにより構成された基材(12)を備え、前記面取り部(18)は、少なくとも前記基材(12)に到達する位置まで形成されていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   An eighth invention is the light irradiation apparatus (1, 1B) according to the seventh invention, wherein the diffractive optical element (10) includes a base material (12) made of glass, and the chamfered portion (18) ) Is a light irradiation device (1, 1B) characterized in that it is formed to at least a position where it reaches the base material (12).

第9の発明は、第7の発明又は第8の発明に記載の光照射装置(1,1B)において、前記面取り部(18)は、前記回折光学素子(10)の両面それぞれに設けられていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)である。   A ninth invention is the light irradiation apparatus (1, 1B) according to the seventh invention or the eighth invention, wherein the chamfered portion (18) is provided on both surfaces of the diffractive optical element (10). A light emitting device (1, 1B) characterized by

第10の発明は、複数の光源(20,21)が並べて配列された光源多面付体(200)と、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)が複数並べて配列され、かつ、前記単位セル(17)が周期的に複数配列されて構成され、前記単位セル(17)は、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体(100)と、を接合する接合工程と、前記接合工程で接合された前記光源多面付体(200)及び回折光学素子多面付体(100)を切断する切断工程と、を備える光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The tenth invention is a light source multifaceted body (200) in which a plurality of light sources (20, 21) are arranged side by side, and a rectangle configured such that a plurality of diffraction gratings are formed to obtain a specific light distribution characteristic. A plurality of unit cells (17) of a shape are arranged side by side, and a plurality of the unit cells (17) are periodically arranged, and the unit cells (17) are to be cut and separated into pieces A bonding step of bonding the diffractive optical element polyhedral body (100) continuously arranged regardless of the region, the light source polyhedral body (200) bonded in the bonding step, and the diffractive optical element polyhedron And a cutting step of cutting the body (100).

第11の発明は、第10の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記単位セル(17)が隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   In an eleventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to the tenth aspect, the diffraction grating pattern is continuous at the boundary portion where the unit cells (17) are adjacent to each other. It is a manufacturing method of the light irradiation apparatus (1, 1B) characterized by these.

第12の発明は、第10の発明又は第11の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記回折光学素子多面付体(100)は、回折格子とは区別して認識可能なマーク(16)を備えること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The twelfth invention is the method for manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to the tenth invention or the eleventh invention, wherein the diffractive optical element polyhedron (100) is recognized separately from a diffraction grating. It is a method of manufacturing a light emitting device (1, 1B) characterized in that it comprises possible marks (16).

第13の発明は、第12の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記マーク(16)は、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   In a thirteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to the twelfth aspect, the mark (16) is disposed so as to overlap the region where the diffraction grating is disposed. It is a manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B) which is characterized.

第14の発明は、第13の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記切断工程は、前記マーク(16)を利用して切断位置を決定すること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   A fourteenth invention is characterized in that, in the method of manufacturing the light irradiation device (1, 1B) according to the thirteenth invention, the cutting step determines the cutting position using the mark (16). It is a manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B) which

第15の発明は、第10の発明から第14の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記単位セル(17)は、前記光源(20,21)から照射される光の照射範囲内に複数配置可能な大きさであること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The fifteenth invention is the method for manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to any of the tenth invention to the fourteenth invention, wherein the unit cell (17) comprises the light source (20, 21) It is a manufacturing method of the light irradiation apparatus (1, 1B) characterized by being a size which can be arranged in multiple numbers in the irradiation range of the light irradiated from.

第16の発明は、第10の発明から第15の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記単位セル(17)は、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The sixteenth invention is the method of manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to any of the tenth invention to the fifteenth invention, wherein the unit cell (17) has a surface on which a concavo-convex shape is formed. A light irradiation apparatus characterized in that a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments is formed when viewed from the normal direction of It is a manufacturing method of (1, 1 B).

第17の発明は、第10の発明から第16の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記切断工程は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側に、面取り部(18)を形成する面取り部形成工程を含むこと、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The seventeenth invention is the manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B) according to any one of the tenth invention to the sixteenth invention, wherein the cutting step is a surface on which at least the diffraction grating is formed. It is a manufacturing method of the light irradiation apparatus (1, 1B) characterized by including the chamfering part formation process of forming a chamfering part (18) in the side.

第18の発明は、第17の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記回折光学素子多面付体(100)は、ガラスにより構成された基材(12)を備え、前記面取り部形成工程では、少なくとも前記基材(12)に到達する位置まで前記面取り部(18)を形成すること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The eighteenth invention is the manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B) according to the seventeenth invention, wherein the diffractive optical element multifaceted body (100) includes a base material (12) made of glass. In the chamfered portion forming step, the chamfered portion (18) is formed to a position at least reaching the base (12), which is a manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B).

第19の発明は、第17の発明又は第18の発明に記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記面取り部形成工程では、接合された前記光源多面付体(200)及び前記回折光学素子多面付体(100)の両面それぞれに前記面取り部(18)を形成するように前記回折光学素子多面付体(100)の両面から加工を行なうこと、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The nineteenth invention is the method for manufacturing a light irradiation device (1, 1B) according to the seventeenth invention or the eighteenth invention, wherein in the chamfered portion forming step, the joined light source multifaceted body (200) and A light irradiation apparatus characterized in that processing is performed from both sides of the diffractive optical element polyhedron (100) so as to form the chamfers (18) on both sides of the diffractive optical element polyhedron (100). It is a manufacturing method of (1, 1 B).

第20の発明は、第17の発明から第19の発明までのいずれかに記載の光照射装置(1,1B)の製造方法において、前記面取り部形成工程では、前記光源多面付体(200)及び回折光学素子多面付体(100)の少なくとも一方が個片化されずに繋がった状態にあり、前記面取り部形成工程の後にさらに前記光源多面付体(200)及び回折光学素子多面付体(100)を個片化する切断を行なう本切断工程を備えること、を特徴とする光照射装置(1,1B)の製造方法である。   The twentieth invention is the method according to any one of the seventeenth invention to the nineteenth invention, wherein in the chamfered portion forming step, the light source polyhedron (200) And at least one side of the diffractive optical element polyhedral body (100) is connected without being separated, and the light source polyhedral body (200) and the diffractive optical element polyhedral body ( 100) is a manufacturing method of the light irradiation device (1, 1B) characterized by including a main cutting step of cutting into pieces.

第21の発明は、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)が複数並べて配列され、かつ、前記単位セル(17)が周期的に複数配列されて構成されており、前記単位セル(17)は、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体(100)である。   In the twenty-first invention, a plurality of rectangular unit cells (17) configured to obtain a specific light distribution characteristic by forming a plurality of diffraction gratings are arranged side by side, and the unit cell (17) is A plurality of the diffractive optical element polyhedrons (100) are periodically arranged and configured, and the unit cells (17) are continuously arranged irrespective of the area to be cut and separated into pieces It is.

第22の発明は、第21の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)において、前記単位セル(17)が隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)である。   The twenty-second invention is characterized in that, in the diffractive optical element polyhedron (100) according to the twenty-first invention, the pattern of the diffraction grating is continuous at the boundary portion where the unit cells (17) are adjacent to each other. It is a diffractive optical element polyhedron (100).

第23の発明は、第21の発明又は第22の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)において、回折格子とは区別して認識可能なマーク(16)を備え、前記マーク(16)は、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)である。   The twenty-third invention is the diffractive optical element multifaceted body (100) according to the twenty-first invention or the twenty-second invention, comprising a mark (16) distinguishable from the diffraction grating, and the mark (16) Is a diffractive optical element multifaceted body (100) characterized in that the diffractive optical element is disposed so as to overlap the area where the diffraction grating is disposed.

第24の発明は、第23の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)において、前記マーク(16)は、切断が予定される切断予定直線毎に配置されていること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)である。   The twenty-fourth invention is characterized in that, in the diffractive optical element polyhedron (100) according to the twenty-third invention, the marks (16) are arranged for every planned cutting straight line where cutting is scheduled. Diffractive optical element polyhedron (100).

第25の発明は、第23の発明又は第24の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)において、前記マーク(16)は、切断されて個片化される予定の領域毎に配置されていること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)である。   The twenty-fifth invention is the diffractive optical element multifaceted body (100) according to the twenty-third invention or the twenty-fourth invention, wherein the mark (16) is arranged for each area to be cut and separated into pieces It is a diffractive optical element polyhedron (100) characterized in that

第26の発明は、第21の発明から第25の発明までのいずれかに記載の回折光学素子多面付体(100)において、前記単位セル(17)は、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)である。   According to a twenty-sixth aspect, in the diffractive optical element multifaceted body (100) according to any one of the twenty-first to twenty-fifth aspects, a unit cell (17) has a surface with a concavo-convex shape formed thereon. A diffractive optical element multifaceted characterized in that a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments is formed as viewed from the linear direction. It is a body (100).

第27の発明は、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)が複数並べて配列され、かつ、前記単位セル(17)が周期的に複数配列されて構成されている回折光学素子多面付体(100)を製造する回折光学素子多面付体(100)の製造方法であって、回折格子が形成される領域を複数に分割した分割領域に対応する成形型(300,401,402,403)を準備する成形型準備工程と、前記成形型(300,401,402,403)を用いて、回折格子を賦型する賦型工程と、を備える回折光学素子多面付体(100)の製造方法である。   In a twenty-seventh aspect of the present invention, a plurality of rectangular unit cells (17) configured such that a plurality of diffraction gratings are formed to obtain a specific light distribution characteristic are arranged side by side, and the unit cell (17) is A manufacturing method of a diffractive optical element polyhedral body (100) for manufacturing a diffractive optical element polyhedral body (100) which is periodically arrayed and configured, and a region in which a diffraction grating is formed is divided into a plurality of areas. Forming a diffraction grating by using a mold preparing step of preparing a mold (300, 401, 402, 403) corresponding to the divided area, and using the mold (300, 401, 402, 403) A process for producing a diffractive optical element polyhedron (100) comprising the steps of:

第28の発明は、第27の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)の製造方法であって、前記賦型工程は、同一の成形型(300,401,402,403)を用いて異なる領域を順次賦型する工程を含むこと、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)の製造方法である。   The twenty-eighth invention is a manufacturing method of a diffractive optical element polyhedron (100) according to the twenty-seventh invention, wherein the shaping step uses the same molding die (300, 401, 402, 403). A method of manufacturing a diffractive optical element multifaceted body (100), comprising the step of sequentially forming different regions.

第29の発明は、第27の発明又は第28の発明に記載の回折光学素子多面付体(100)の製造方法において、前記単位セル(17)は、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、を特徴とする回折光学素子多面付体(100)の製造方法である。   The twenty-ninth invention is the manufacturing method of a diffractive optical element multifaceted body (100) according to the twenty-seventh invention or the twenty-eighth invention, wherein the unit cell (17) has a normal to a surface on which a concavo-convex shape is formed. A diffractive optical element having a pattern in which a boundary between a convex portion and a concave portion includes at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments as viewed from the direction is formed. It is a manufacturing method of (100).

第30の発明は、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)を有し、端部まで前記回折格子が形成されており、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部(18)を有する回折光学素子(10)である。   The thirtieth invention has a rectangular unit cell (17) configured to have a plurality of diffraction gratings formed to obtain a specific light distribution characteristic, and the diffraction gratings are formed up to the end. It is a diffractive optical element (10) having a chamfered portion (18) at least at the end on the side where the diffraction grating is formed.

第31の発明は、第30の発明に記載の回折光学素子(10)において、前記単位セル(17)は、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、を特徴とする回折光学素子(10)である。   According to a thirty-first aspect of the present invention, in the diffractive optical element (10) according to the thirtieth aspect, the unit cell (17) has a boundary between the convex portion and the concave portion when viewed from the normal direction of the surface on which the concave and convex shape is formed A diffractive optical element (10) is characterized in that a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments is formed.

第32の発明は、第30の発明又は第31の発明に記載の回折光学素子(10)において、ガラスにより構成された基材(12)を備え、前記面取り部(18)は、少なくとも前記基材(12)に到達する位置まで形成されていること、を特徴とする回折光学素子(10)である。   The thirty-second invention comprises the substrate (12) made of glass in the diffractive optical element (10) according to the thirtieth invention or the thirty-first invention, and the chamfered portion (18) comprises at least the base It is a diffractive optical element (10) characterized in that it is formed to a position where it reaches the material (12).

第33の発明は、第30の発明から第32の発明までのいずれかに記載の回折光学素子(10)において、前記面取り部(18)は、前記回折光学素子(10)の両面それぞれに設けられていること、を特徴とする回折光学素子(10)である。   The thirty-third invention is the diffractive optical element (10) according to any of the thirtieth invention to the thirty-second invention, wherein the chamfered portion (18) is provided on both surfaces of the diffractive optical element (10). It is a diffractive optical element (10) characterized by being.

第34の発明は、第30の発明から第33の発明までのいずれかに記載の回折光学素子(10)の製造方法であって、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セル(17)が複数並べて配列され、かつ、前記単位セル(17)が周期的に複数配列されて構成されており、前記単位セル(17)は、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体(100)を切断する切断工程を備え、前記切断工程は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部(18)を形成する面取り部形成工程を含む回折光学素子(10)の製造方法である。   The thirty-fourth invention is a method of manufacturing the diffractive optical element (10) according to any of the thirtieth invention to the thirty-third invention, wherein a plurality of diffraction gratings are formed to obtain a specific light distribution characteristic. A plurality of unit cells (17) of a rectangular shape configured to be arranged side by side, and a plurality of the unit cells (17) are periodically arranged, and the unit cells (17) are cut And a cutting step of cutting the diffractive optical element multifaceted body (100) continuously arranged regardless of the area to be singulated, the cutting step forming at least the diffraction grating This is a method of manufacturing a diffractive optical element (10) including a chamfered portion forming step of forming a chamfered portion (18) at an end portion on the side where the lens is located.

本発明によれば、製造が容易であり、かつ、光学的な特性を改善できる光照射装置、光照射装置の製造方法、回折光学素子多面付体、回折光学素子多面付体の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a light irradiation device which can be easily manufactured and whose optical characteristics can be improved, a method of manufacturing the light irradiation device, a diffractive optical element polyhedron, and a method of manufacturing the diffractive optical element polyhedron. can do.

第1実施形態の光照射装置1の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the light irradiation apparatus 1 of 1st Embodiment. 光照射装置1の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the light irradiation device 1; 光照射装置1の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the light irradiation device 1; 回折光学素子10を図3の上方から見た平面図である。FIG. 4 is a plan view of the diffractive optical element 10 as viewed from above in FIG. 3. 図4から回折格子のパターンを省略して示した図である。It is the figure which abbreviate | omitted and showed the pattern of the diffraction grating from FIG. 図4から回折格子のパターンのみを示した図である。It is the figure which showed only the pattern of the diffraction grating from FIG. 図6の単位セル17の例における部分周期構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the partial period structure in the example of the unit cell 17 of FIG. 回折光学素子を模式的に示した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a diffractive optical element. 光照射装置1の製造に用いる回折光学素子ウェハー100及び光源ウェハー200を示す図である。FIG. 2 is a view showing a diffractive optical element wafer 100 and a light source wafer 200 used for manufacturing the light irradiation device 1. 回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合した状態を断面として示した図である。FIG. 6 is a view showing a state in which the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 are bonded as a cross section. インプリント成型の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of imprint formation. インプリント成型の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of imprint molding. 第2実施形態の光照射装置1Bの断面図である。It is sectional drawing of light irradiation apparatus 1B of 2nd Embodiment. 回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合した状態で切断を行なう切断工程を示す図である。It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects in the state which joined the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200. FIG. 回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合した状態で切断を行なう切断工程を示す図である。It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects in the state which joined the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200. FIG. 第3実施形態の回折光学素子10の断面図である。It is sectional drawing of the diffraction optical element 10 of 3rd Embodiment. 回折光学素子ウェハー100を切断する切断工程を示す図である。It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects the diffractive optical element wafer 100. FIG. 先端がV形状の回転刃のみを用いて面取り部18の形成と個片化とを行なう例を示す図である。It is a figure which shows the example which performs formation and singulation of the chamfering part 18 using only the rotary blade whose V-shaped tip. 4点曲げ試験の試験状況を示す図である。It is a figure which shows the test condition of a 4 point | piece bending test. 3種類の試験片を図19中の矢印A−Aの位置で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected three types of test pieces in the position of arrow AA in FIG. 実験条件と実験結果をまとめて示した図である。It is the figure which put together and showed experimental conditions and an experimental result. 実験結果から得られた面取り部の角度と最大曲げ応力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the angle of the chamfer and the maximum bending stress obtained from the experimental result. 実際に回折光学素子を切断した端面を拡大撮影した写真を示す図である。It is a figure which shows the photograph which image-photographed the end surface which actually cut | disconnected the diffractive optical element. 面取り部18の寸法を説明する図である。It is a figure explaining the dimension of the chamfer 18.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面等を参照して説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings and the like.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の光照射装置1の分解斜視図である。
図2は、光照射装置1の斜視図である。
図3は、光照射装置1の断面図である。
なお、図1から図3を含め、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料等を示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
First Embodiment
FIG. 1 is an exploded perspective view of the light irradiation device 1 of the first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of the light irradiation device 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the light irradiation device 1.
Note that each of the drawings shown below including FIGS. 1 to 3 is a schematic view, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated for easy understanding.
Moreover, in the following description, although a specific numerical value, a shape, a material, etc. are shown and demonstrated, these can be changed suitably.

本明細書において、形状や幾何学的条件を特定する用語、例えば、平行や直交等の用語については、厳密に意味するところに加え、同様の光学的機能を奏し、平行や直交と見なせる程度の誤差を有する状態も含むものとする。
本明細書において、板、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは、一般的な使い方として、厚さの厚い順に、板、シート、フィルムの順で使用されており、本明細書中でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は、適宜置き換えることができるものとする。
また、本発明において透明とは、少なくとも利用する波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては、透明として取り扱うものとする。
In the present specification, terms specifying shape and geometrical conditions, such as parallel and orthogonal terms, in addition to strictly meaning, have similar optical functions and can be regarded as parallel or orthogonal. It also includes conditions with errors.
In this specification, the terms plate, sheet, film, etc. are used, but as a general usage, these are used in the order of thickness, in order of plate, sheet, film I use it according to it even in writing. However, there is no technical meaning to such proper use, and these terms can be replaced as appropriate.
In the present invention, the term "transparent" refers to one that transmits light of at least the wavelength to be used. For example, even if it does not transmit visible light, if it transmits infrared light, it shall be treated as transparent when used for infrared applications.

図1に示すように、光照射装置1は、回折光学素子10と、光源部20とを備える。
本実施形態の光照射装置1は、例えば、バーコードを表す照射パターンを照射して利用してもよいし、車両等から路面等へ各種情報を表す照射パターンを照射してもよい。また、光照射装置1は、距離測定、人体検出、立体物認識等における検出光の照射等に利用してもよい。また、光照射装置1は、カメラ等で物体からの反射光を取込む装置と一体化してもよく、その場合、距離測定、3D認識、人体測定、物体認識、バー認識が可能である。
As shown in FIG. 1, the light irradiation device 1 includes a diffractive optical element 10 and a light source unit 20.
The light irradiation apparatus 1 of the present embodiment may, for example, irradiate and use an irradiation pattern representing a barcode, or may irradiate an irradiation pattern representing various information from a vehicle or the like to a road surface or the like. Further, the light irradiation device 1 may be used for irradiation of detection light in distance measurement, human body detection, three-dimensional object recognition or the like. In addition, the light irradiation device 1 may be integrated with a device that takes in reflected light from an object with a camera or the like, in which case distance measurement, 3D recognition, human body measurement, object recognition, and bar recognition are possible.

回折光学素子(光学素子)10は、回折現象により光の進行方向を制御して光を整形するDOEと呼ばれる素子であり、板状に形成されている。
なお、本発明において「光を整形する」とは、光の進行方向を制御することにより、対象物又は対象領域に投影された光の形状(照射パターン)が任意の形状となるようにしたり、照射パターン内の強度分布を平坦化したり、全体的に又は部分的に任意の強度分布になるようにしたりすることをいう。例えば、光源が平面形状の回折光学素子に直接投影した場合に照射スポットが円形となる光を発光する。この光を、回折光学素子を透過させることにより、照射パターンを、正方形の組み合わせや、長方形、円形等、目的の形状とすることを、「光を整形する」いう。
The diffractive optical element (optical element) 10 is an element called DOE that shapes light by controlling the traveling direction of light by diffraction phenomenon, and is formed in a plate shape.
In the present invention, “to shape the light” means that the shape (irradiation pattern) of the light projected onto the object or the target area becomes an arbitrary shape by controlling the traveling direction of the light. It means to flatten the intensity distribution in the irradiation pattern, or to make the intensity distribution as a whole or partially. For example, when the light source is directly projected onto a planar-shaped diffractive optical element, light whose illumination spot is circular is emitted. By transmitting this light through a diffractive optical element, it is called “shaping the light” to make the irradiation pattern a desired shape such as a combination of squares, a rectangle, a circle and the like.

回折光学素子10は、高屈折率部11と、基材12と、密着層13とを備え、光源部20からの光が照射される位置に配置されている。
高屈折率部11は、回折格子に対応する凹凸形状が形成された原版を用いて、例えば、基材上に塗布された紫外線硬化樹脂を賦型して凹凸形状を転写し、紫外線を照射して硬化させることにより形成できる。
The diffractive optical element 10 includes a high refractive index portion 11, a base 12, and an adhesive layer 13, and is disposed at a position where light from the light source portion 20 is irradiated.
The high refractive index portion 11 uses, for example, an ultraviolet curable resin coated on a base material to form a concavoconvex shape by using an original plate on which a concavoconvex shape corresponding to a diffraction grating is formed, transfers the concavoconvex shape, and irradiates ultraviolet light. It can be formed by curing.

紫外線硬化樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリチオール系、ブタジエンアクリレート等を用いることができる。なお、高屈折率部11を形成するための材料は、紫外線硬化樹脂に限定されない。高屈折率部11は、例えば、電子線硬化樹脂で形成してもよい。また、高屈折率部11は、熱硬化型や紫外線硬化型のSOG(Spin on Glass)を用いて構成してもよい。また、回折格子に対応する凹凸形状は、原版から賦型により転写する例に限らず、上記凹凸形状を有する原版から作製された樹脂の中間版を用いて賦型してもよい。   As an ultraviolet curing resin, urethane acrylate type, polyester acrylate type, epoxy acrylate type, polyether acrylate type, polythiol type, butadiene acrylate etc. can be used, for example. In addition, the material for forming the high refractive index part 11 is not limited to an ultraviolet curing resin. The high refractive index portion 11 may be formed of, for example, an electron beam curable resin. Further, the high refractive index portion 11 may be configured using a thermosetting or ultraviolet curable SOG (Spin on Glass). Further, the concavo-convex shape corresponding to the diffraction grating is not limited to the example of transferring from the original plate by molding, and the concavo-convex shape may be shaped using an intermediate plate of a resin manufactured from the original plate having the concavo-convex shape.

基材12は、高屈折率部11を賦型する際のベースとなる部材である。基材12としては、例えば、ガラスを用いることができる。また、基材12には、ガラスに限らず、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン(MBS)樹脂、メタクリル酸メチル・スチレン(MS)樹脂、アクリル・スチレン(AS)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂等の透明樹脂を用いることができる。本実施形態では、基材12には、ガラスを採用したので、板状に形成されているが、樹脂シートや樹脂フィルムとしてもよい。
密着層13は、基材12上に塗布されて、紫外線硬化樹脂等との密着性を高めるためのプライマー層である。なお、密着層13は、省略してもよい。
回折光学素子10についての詳細は、後述する。
The base 12 is a member serving as a base when forming the high refractive index portion 11. For example, glass can be used as the substrate 12. Further, the substrate 12 is not limited to glass, and polycarbonate (PC) resin, polyethylene terephthalate (PET) resin, methyl methacrylate butadiene styrene (MBS) resin, methyl methacrylate styrene (MS) resin, acrylic Transparent resins such as styrene (AS) resin and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin can be used. In the present embodiment, glass is used as the substrate 12 and thus the plate 12 is formed, but a resin sheet or a resin film may be used.
The adhesion layer 13 is a primer layer which is applied on the substrate 12 to enhance the adhesion to the ultraviolet curable resin or the like. The adhesion layer 13 may be omitted.
Details of the diffractive optical element 10 will be described later.

光源部20は、発光素子(光源)21と、基板22と、ホルダ24とを備えている。
発光素子(光源)21は、赤外光、青色光等を発光し、その光を回折光学素子10に光を投影する。発光素子21としては、例えば、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)等のレーザ光源を用いてもよいし、LED(発光ダイオード)を用いてもよい。発光素子21は、基板22上に実装されている。なお、発光素子21の形態によっては、配線23を用いて基板と接続することもできる。本実施形態では、発光素子21は、波長が850nmの光を発光する垂直共振器面発光レーザとした。
The light source unit 20 includes a light emitting element (light source) 21, a substrate 22, and a holder 24.
The light emitting element (light source) 21 emits infrared light, blue light or the like, and projects the light onto the diffractive optical element 10. As the light emitting element 21, for example, a laser light source such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) may be used, or an LED (light emitting diode) may be used. The light emitting element 21 is mounted on the substrate 22. Note that, depending on the form of the light-emitting element 21, the wiring 23 can be used to connect to the substrate. In the present embodiment, the light emitting element 21 is a vertical cavity surface emitting laser that emits light having a wavelength of 850 nm.

ホルダ24は、回折光学素子10を搭載するための枠形に形成されている。ホルダ24は、例えば、ポリアミド、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックにより形成される。ホルダ24を変形しにくくするため、ポリカーボネート等にガラスファイバーを含有させてもよい。
ホルダ24は、その中央が、貫通した開口部となっている。ホルダ24は、回折光学素子10の周縁部が載せられる頂部24aを備えている。そして、この頂部24aの上に、接着材60を介して回折光学素子10が載せられて固定されている。なお、本実施形態のホルダ24の頂部24aは、平面で構成されているが、溝をさらに設けてもよい。
ホルダ24は、その背面側(図3中の下側)に、不図示の接着材等を用いて、基板22に取り付けられている。
The holder 24 is formed in a frame shape for mounting the diffractive optical element 10. The holder 24 is formed of, for example, an engineering plastic such as polyamide or polycarbonate. In order to make the holder 24 difficult to deform, it is possible to contain glass fiber in polycarbonate or the like.
The center of the holder 24 is an opening that penetrates. The holder 24 has a top 24 a on which the peripheral edge of the diffractive optical element 10 is placed. Then, the diffractive optical element 10 is mounted on and fixed to the top 24 a via the adhesive 60. In addition, although the top part 24a of the holder 24 of this embodiment is comprised by the plane, you may provide a groove | channel further.
The holder 24 is attached to the substrate 22 on the back side (the lower side in FIG. 3) using an adhesive (not shown) or the like.

図4は、回折光学素子10を図3の上方から見た平面図である。
図5は、図4から回折格子のパターンを省略して示した図である。
回折光学素子10の表面には、複数箇所に、マーク16が配置されている。本実施形態では、マーク16は、回折格子のパターンが配置された領域に重ねて配置されている。
FIG. 4 is a plan view of the diffractive optical element 10 as viewed from above in FIG.
FIG. 5 is a view in which the pattern of the diffraction grating is omitted from FIG.
Marks 16 are arranged at a plurality of places on the surface of the diffractive optical element 10. In the present embodiment, the mark 16 is disposed so as to overlap the area where the pattern of the diffraction grating is disposed.

マーク16は、例えば、光学的検出装置を用いて検知するための種々の目印や基準等として用いられる。
マーク16は、複数の凹凸形状を有するパターンの集合体により形成されており、凹凸のエッジによる光の反射等により、光学的に容易に認識することができる。凹凸形状としては、例えば、ラインアンドスペースパターン、ホールパターン、ドットパターン等を用いることができる。凹凸形状は、それらのうちの1種類を用いてパターンの集合体を形成してもよく、複数種類を用いてパターンの集合体を形成してもよい。これらのパターンの凹凸形状には一定の周期性を持たせることができる。
The mark 16 is used as, for example, various marks or references for detection using an optical detection device.
The mark 16 is formed of a collection of patterns having a plurality of concavo-convex shapes, and can be easily recognized optically by reflection of light by the edges of the concavities and the like. As the concavo-convex shape, for example, a line and space pattern, a hole pattern, a dot pattern or the like can be used. With regard to the concavo-convex shape, one of them may be used to form a set of patterns, or a plurality of types may be used to form a set of patterns. The irregular shape of these patterns can have a certain periodicity.

マーク16を形成する凹凸形状の隣接する一組の凹部と凸部を合わせた幅をピッチとすると、マーク16を形成する凹凸形状のピッチは、光学的検出装置で検知が容易であれば特に限定はされない。例えば、凹凸形状のピッチを、後述する回折格子のパターンのピッチより広くすることにより、回折光学素子10の製造を妨げることがない。また、ピッチが細かい方が凹凸形状のエッジ部分での光の反射により検知しやすくなる。例えば、500nm〜10μm程度、より好ましくは1μm〜5μmのピッチで設定すればよい。また、複数種類のピッチが含まれていてもよい。
一組の凹部と凸部のそれぞれの幅の比であるデューティー比は、光学的検知装置において検知しやすい1:1でよいが、製造可能な範囲でデューティー比を変えてもよい。
本実施形態において、マーク16は、賦型する方向に合わせて全て同じ方向のラインアンドスペースパターンとして形成されている。凹部と凸部のピッチは、全て一定とし、デューティー比は1:1としている。
また、マーク16の凹部の最大深さは、回折格子の最大深さと同等、又はそれより深いことが好ましい。マーク16の凹部を深くするにしたがい、識別がより容易となる。
なお、回折光学素子10を形成する装置の仕様上マーク16の検出精度が落ちる場合等にはマーク16を凹凸構造ではなく別の反射性、遮光性材料としてもよい、その場合マークの形成は印刷やフォトリソグラフィ等の一般的な手法をとることができるが、金属等を用いる場合はフォトリソグラフィが好適に用いられる。回折光学素子10においては基材12の表面又は裏面に形成される。
Assuming that the combined width of a pair of adjacent concave and convex portions forming the mark 16 is a pitch, the pitch of the concave and convex shape forming the mark 16 is particularly limited as long as detection is easy by the optical detection device. It is not done. For example, by making the pitch of the concavo-convex shape wider than the pitch of the pattern of the diffraction grating described later, the manufacturing of the diffractive optical element 10 is not hindered. In addition, the smaller the pitch, the easier the detection due to the reflection of light at the edge portion of the uneven shape. For example, it may be set at a pitch of about 500 nm to 10 μm, more preferably 1 μm to 5 μm. Moreover, multiple types of pitch may be included.
The duty ratio, which is the ratio of the width of each set of concave and convex portions, may be 1: 1 which is easy to detect in the optical detection device, but may be changed within the range that can be manufactured.
In the present embodiment, the marks 16 are all formed as line and space patterns in the same direction in accordance with the direction of molding. The pitches of the concave and convex portions are all constant, and the duty ratio is 1: 1.
Further, the maximum depth of the recess of the mark 16 is preferably equal to or deeper than the maximum depth of the diffraction grating. As the recess of the mark 16 is made deeper, identification becomes easier.
If the detection accuracy of the mark 16 is reduced due to the specifications of the device forming the diffractive optical element 10, the mark 16 may be made of another reflective or light-shielding material instead of the concavo-convex structure. Although a general method such as photolithography can be employed, photolithography is preferably used when metal or the like is used. The diffractive optical element 10 is formed on the front surface or the back surface of the substrate 12.

次に、回折光学素子10に設けられている回折格子のパターンについて、さらに詳しく説明する。
図6は、図4から回折格子のパターンのみを示した図である。
回折光学素子10には、単位セル17が周期的に複数並べて配置されている。この単位セル17は、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性、すなわち、光を所望のパターンに整形することができるように構成されている。このために、単位セル17だけで、所望の配光特性を得ることが可能なように、高屈折率部11上に凹凸形状で構成された回折格子が設計されて配置されている。複数の単位セル17は、いずれも回折格子の構成が全く同じものであり、同一の凹凸形状(回折格子)を持つ単位セル17が複数並べて配置されている。
また、単位セル17同士は、間隔を空けずに配置されており、単位セル同士が隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続するように設定されている。
さらに、回折光学素子10の端部まで、余白等を設けることなく回折格子が形成されている。
本実施形態では、1つの回折光学素子10は、3mm×3mmの正方形に形成されており、単位セル17は、0.6mm×0.6mmの正方形に設定されている。よって、回折光学素子10の表面に25個の単位セル17が配列されている。
Next, the pattern of the diffraction grating provided in the diffractive optical element 10 will be described in more detail.
FIG. 6 is a view showing only the pattern of the diffraction grating from FIG.
In the diffractive optical element 10, a plurality of unit cells 17 are periodically arranged. The unit cell 17 is configured such that a plurality of diffraction gratings are formed to shape specific light distribution characteristics, that is, light into a desired pattern. For this reason, a diffraction grating configured in a concavo-convex shape is designed and arranged on the high refractive index portion 11 so that desired light distribution characteristics can be obtained with only the unit cell 17. The plurality of unit cells 17 all have the same configuration of the diffraction grating, and a plurality of unit cells 17 having the same concavo-convex shape (diffraction grating) are arranged side by side.
Further, the unit cells 17 are arranged without a gap, and the diffraction grating pattern is set to be continuous at the boundary where the unit cells are adjacent to each other.
Furthermore, the diffraction grating is formed without providing a margin and the like up to the end of the diffractive optical element 10.
In the present embodiment, one diffractive optical element 10 is formed in a square of 3 mm × 3 mm, and the unit cell 17 is set in a square of 0.6 mm × 0.6 mm. Thus, 25 unit cells 17 are arranged on the surface of the diffractive optical element 10.

発光素子21は、この回折光学素子10に対して光を照射し、その照射領域は、回折光学素子10の全面としてもよいが、通常は、例えば、回折光学素子10の素子面積の略50%〜80%程度である。そして、この光の照射領域内に、単位セル17は、複数配列されるように構成されている。例えば、仮に、光の照射領域が、回折光学素子10の素子面積の50%であったとしても、本実施形態の例では、単位セル17が12.5個配列されていることになる。また、本実施形態の回折光学素子10では、回折格子が全面に配列されている。よって、本実施形態の光照射装置1は、回折光学素子10と発光素子21との相対的な位置ずれがあったとしても、常に適切に成形された光を出射可能である。   The light emitting element 21 emits light to the diffractive optical element 10, and the irradiated area may be the entire surface of the diffractive optical element 10, but usually, for example, about 50% of the element area of the diffractive optical element 10 About 80%. A plurality of unit cells 17 are arranged in the irradiation area of the light. For example, even if the irradiation area of light is 50% of the element area of the diffractive optical element 10, in the example of the present embodiment, 12.5 unit cells 17 are arranged. Further, in the diffractive optical element 10 of the present embodiment, the diffraction gratings are arranged on the entire surface. Therefore, even if there is a relative positional deviation between the diffractive optical element 10 and the light emitting element 21, the light irradiation device 1 of the present embodiment can always emit light shaped appropriately.

なお、図6では、理解を容易にするために、単位セル17を大きく表しており、1つの回折光学素子10に9個の単位セル17を配置した例を示した。また、個々の単位セル17がわかりやすくなるように、単位セル17の境界を意図的にわかりやすく表現しているが、実際には、単位セル17の境界は、回折格子のパターンが連続していることから、判別が難しい。   In FIG. 6, the unit cell 17 is shown to be large for easy understanding, and an example in which nine unit cells 17 are disposed in one diffractive optical element 10 is shown. In addition, although the boundaries of the unit cells 17 are intentionally expressed in an easy-to-understand manner so that the unit cells 17 can be easily understood, in fact, in the boundaries of the unit cells 17, the diffraction grating pattern is continuous. Because it is difficult to distinguish.

本実施形態の単位セル17は、図6に示したハッチングの異なる領域それぞれの位置において深さが異なっている。すなわち、単位セル17は、4段階の高さの異なる多段階形状により構成されている。そして、単位セル17は、通常、異なる周期構造を持つ複数の領域(部分周期構造)を有している。   The unit cells 17 of the present embodiment have different depths at the positions of the different hatching regions shown in FIG. That is, the unit cell 17 is comprised by the multistep shape from which the height of four steps differs. The unit cell 17 usually has a plurality of regions (partial periodic structures) having different periodic structures.

図7は、図6の単位セル17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8は、回折光学素子を模式的に示した断面図である。
単位セル17に構成されている回折格子のパターンは、曲線により構成されているが、回折光学素子の狙いの出射パターンによっては、直線、又は、曲線からなる線分を繋げた折れ線となっているパターンを含む場合もある。したがって、本実施形態の回折格子のパターンは、高屈折率部11(後述)の凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含む。
回折光学素子10は、図7に示すような複雑な形状をしているが、簡略化して模式的に示すと、図8に示すように、断面形状において複数の凸部11aが並んで配置されている高屈折率部11を備えている。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a partial periodic structure in the example of the unit cell 17 of FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the diffractive optical element.
The pattern of the diffraction grating formed in the unit cell 17 is formed by a curve, but it is a broken line in which straight line segments or curved line segments are connected depending on the target emission pattern of the diffractive optical element. May contain patterns. Therefore, in the diffraction grating pattern of the present embodiment, the boundary between the convex portion and the concave portion has a curve and a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the concavo-convex shape of the high refractive index portion 11 (described later) is formed. Includes at least one of the connected polygonal lines.
Although the diffractive optical element 10 has a complicated shape as shown in FIG. 7, when simplified and schematically shown, as shown in FIG. 8, a plurality of convex portions 11a are arranged side by side in the cross sectional shape The high refractive index portion 11 is provided.

高屈折率部11は、例えば、クオーツ(SiO、合成石英)をエッチング処理により形状を加工して作られたものであってもよい。また、高屈折率部11は、クオーツやシリコンウェハーを加工した物から型取りを行って成形型を作成し、この成形型を利用して電離放射線硬化性樹脂組成物を硬化したものであってもよい。電離放射線硬化性樹脂組成物を用いてこのような周期構造の物を製造する方法は、様々な手法が公知であり、単位セル17(回折光学素子10)の高屈折率部11は、それら公知の手法を利用して、適宜作製することができる。 The high refractive index portion 11 may be formed by processing a shape by etching quartz (SiO 2 , synthetic quartz), for example. Further, the high refractive index portion 11 is obtained by forming a mold from a product obtained by processing quartz or a silicon wafer to form a mold, and curing the ionizing radiation curable resin composition using the mold. It is also good. Various methods are known for producing such a periodic structure using an ionizing radiation curable resin composition, and the high refractive index portion 11 of the unit cell 17 (diffractive optical element 10) is It can produce suitably using the method of.

また、凸部11aの間に形成されている凹部14a及び凸部11aの頂部付近の空間14bを含む図8の上方の部分は、空気が存在しており、高屈折率部11よりも屈折率が低い低屈折率部14となっている。これら高屈折率部11及び低屈折率部14が交互に並んで配置された周期構造により、光を整形する作用を備える回折層15が構成されている。   Further, air exists in the upper part of FIG. 8 including the recess 14 a formed between the protrusions 11 a and the space 14 b near the top of the protrusions 11 a, and the refractive index is higher than that of the high refractive index portion 11. Is a low refractive index portion 14. The periodic structure in which the high refractive index portions 11 and the low refractive index portions 14 are alternately arranged, constitutes a diffraction layer 15 having an action of shaping light.

本実施形態の凸部11aは、側面形状の一方側(図8では、左側)に、高さの異なる4つの段部を備えた多段階形状を有している。具体的には、凸部11aは、最も突出したレベル1段部11a−1と、レベル1段部11a−1よりも一段低いレベル2段部11a−2と、レベル2段部11a−2よりもさらに一段低いレベル3段部11a−3と、レベル3段部11a−3よりもさらに一段低いレベル4段部11a−4とを一側面側に有している。また、凸部11aの側面形状の他方側(図8では、右側)は、レベル1段部11a−1からレベル4段部11a−4まで直線状につながる側壁部11bとなっている。
なお、本実施形態の光照射装置では、発光素子21が波長850nmのレーザ光源であることから、これに合せて、単位セル17の回折格子は、波長が850nmの光を回折するために最適となる深さに構成されている。
The convex part 11a of this embodiment has a multistep shape provided with four step parts from which height differs on one side (left side in FIG. 8) of side shape. Specifically, the convex portion 11a has a level 1 step portion 11a-1 that protrudes the most, a level 2 step portion 11a-2 that is one step lower than the level 1 step portion 11a-1, and a level 2 step portion 11a-2 A level 3 step 11a-3, which is lower by one step, and a level 4 step 11a-4, which is lower by one step than the level 3 step 11a-3, are provided on one side. Moreover, the other side (right side in FIG. 8) of the side surface shape of the convex part 11a is the side wall part 11b connected linearly from level 1 step part 11a-1 to level 4 step part 11a-4.
In the light irradiation apparatus of the present embodiment, since the light emitting element 21 is a laser light source having a wavelength of 850 nm, the diffraction grating of the unit cell 17 is optimum for diffracting light having a wavelength of 850 nm. Is configured to be

上述したような多段階形状により構成されている部分周期構造は、各部分周期構造毎に、主に配列ピッチと配列方向とが異なって形成されている。それぞれの部分周期構造では、光を回折させて所定の方向に偏向させて出射するので、1つの部分周期構造では、非常に小さな点(ドット)として光が照射される。単位セル17には、それぞれ所望の方向に光を偏向させるように構成されたこの部分周期構造が多数配置されており、全体としては、所望の形に光を成形した照射パターンを投影可能となっている。   The partial periodic structure composed of the multistep shape as described above is mainly formed with the arrangement pitch and the arrangement direction being different for each partial periodic structure. In each partial periodic structure, light is diffracted, deflected in a predetermined direction, and emitted, and thus, in one partial periodic structure, light is irradiated as a very small point (dot). A large number of such partial periodic structures, each configured to deflect light in a desired direction, are disposed in each unit cell 17, and as a whole, it becomes possible to project an irradiation pattern in which light is shaped into a desired shape. ing.

次に、本実施形態の光照射装置1の製造方法について説明する。
本実施形態では、個々の光照射装置1毎に、光源部20と回折光学素子10とを接合するのではなく、WLO(Wafer Level Optics)又はWLP(Wafer Level Package)と呼ばれる手法をさらに改良して用いる。
図9は、光照射装置1の製造に用いる回折光学素子ウェハー100及び光源ウェハー200を示す図である。
図10は、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合した状態を断面として示した図である。
本実施形態では、図9に示すような回折光学素子ウェハー100及び光源ウェハー200をそれぞれ作製する。
ここで、回折光学素子ウェハー100は、単位セルが複数並べて配列された回折格子多面付体であり、光源ウェハー200は、複数の光源が並べて配列された光源多面付体である。以下の説明では、一般的にWLOやWLP等で用いられるウェハー形状(円形状)の
回折光学素子ウェハー100及び光源ウェハー200を例に挙げて説明するが、回折格子多面付体及び、光源多面付体の形状は、ウェハー形状(円形状)に限定されず、PLP(Panel Level Package)等で用いられる四角形パネル形状であってもよい。
Next, the manufacturing method of the light irradiation apparatus 1 of this embodiment is demonstrated.
In this embodiment, the light source unit 20 and the diffractive optical element 10 are not joined to each light irradiation apparatus 1, and a method called WLO (Wafer Level Optics) or WLP (Wafer Level Package) is further improved. Use.
FIG. 9 is a view showing a diffractive optical element wafer 100 and a light source wafer 200 used for manufacturing the light irradiation device 1.
FIG. 10 is a view showing a state in which the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 are bonded as a cross section.
In the present embodiment, a diffractive optical element wafer 100 and a light source wafer 200 as shown in FIG. 9 are respectively manufactured.
Here, the diffractive optical element wafer 100 is a diffraction grating polyhedron with a plurality of unit cells arranged, and the light source wafer 200 is a light source polyhedron with a plurality of light sources arranged side by side. In the following description, the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 of wafer shape (circular shape) generally used in WLO, WLP, etc. are described as an example. The shape of the body is not limited to the wafer shape (circular shape), and may be a square panel shape used in PLP (Panel Level Package) or the like.

本実施形態の回折光学素子ウェハー100の製造は、先ず、直径8インチの円形のガラス製の基材12上に、密着層13を塗布する。そして、密着層13の上に、高屈折率部11となる未硬化の紫外線硬化樹脂を塗布し、これに後述する原版(成形型)を押し当てて凹凸形状を賦型した状態で紫外線を照射して硬化させることにより回折光学素子ウェハー100が完成する。
ここで、回折光学素子ウェハー100上に賦型される回折格子は、単位セル17が周期的に複数配列されて構成されている。また、回折光学素子ウェハー100上の単位セル17は、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている。すなわち、回折光学素子ウェハー100上において、高屈折率部11に賦型される回折格子については、切断されて個片化される予定の領域の区別がない。ただし、マーク16については、切断されて個片化される予定の領域毎に設けられている。
本実施形態では、図9の回折光学素子ウェハー100上にハッチングで示す領域Aのように、必要な領域にのみ回折格子の凹凸形状を賦型した。しかし、回折光学素子ウェハー100上の全面に回折格子の凹凸形状を賦型してもよい。
In the manufacture of the diffractive optical element wafer 100 of the present embodiment, first, the adhesive layer 13 is applied on a circular glass substrate 12 having a diameter of 8 inches. Then, an uncured ultraviolet curable resin to be the high refractive index portion 11 is applied onto the adhesion layer 13, and an original plate (molding die) described later is pressed against this to irradiate ultraviolet rays in a state of forming the uneven shape. Then, the diffractive optical element wafer 100 is completed by curing.
Here, the diffraction grating formed on the diffractive optical element wafer 100 is configured by arranging a plurality of unit cells 17 periodically. The unit cells 17 on the diffractive optical element wafer 100 are continuously arranged regardless of the area to be cut and separated. That is, on the diffractive optical element wafer 100, with regard to the diffraction grating formed in the high refractive index portion 11, there is no distinction of the region to be cut and divided into pieces. However, the mark 16 is provided for each area to be cut and separated into pieces.
In the present embodiment, as in the region A indicated by hatching on the diffractive optical element wafer 100 of FIG. 9, the concavo-convex shape of the diffraction grating is formed only in the necessary region. However, the concavo-convex shape of the diffraction grating may be formed on the entire surface of the diffractive optical element wafer 100.

回折光学素子ウェハー100の製造には、上述したように、回折格子の凹凸形状を有する原版を予め作製し、この原版を用いてインプリント成型を行い、紫外線硬化樹脂に凹凸形状を転写(賦型)することにより行う。この原版の作製には、非常に手間がかかり、作製コストも高くなることから、上述したような8インチサイズの原版を準備することは非効率であり現実的ではない。そこで、本実施形態では、8インチサイズの回折光学素子ウェハー100を複数の領域に分けて、全体サイズよりも小型の原版を利用することにより、大型の回折光学素子ウェハー100を効率よく作製する。   For manufacturing the diffractive optical element wafer 100, as described above, an original plate having a concavo-convex shape of a diffraction grating is prepared in advance, imprint molding is performed using this original plate, and the concavo-convex shape is transferred to an ultraviolet curing resin ) To do. Since preparation of this original plate is very time-consuming and expensive, the preparation of the 8-inch original plate as described above is inefficient and impractical. Therefore, in the present embodiment, the 8-inch-sized diffractive optical element wafer 100 is divided into a plurality of regions, and a large-sized diffractive optical element wafer 100 is efficiently manufactured by using an original plate smaller than the entire size.

図11は、インプリント成型の一例を説明する図である。なお、図11中でハッチングを付した領域は、回折格子の凹凸形状が配置されている領域、及び、それに対応する原版を示している。
図11に示す例では、回折光学素子ウェハー100の表面を4つの領域に分けて、この領域の1つに対応する原版(成形型)300を準備する(成形型準備工程)。そして、この原版300を用いて、回折格子を賦型する賦型工程を行う。この原版300は、回転させて向きを変えれば、4つの領域の全てに利用可能である。したがって、この例では、1つの原版300を準備し、同一の原版300を用いて異なる領域を順次賦型する工程を行えば、原版300よりも大きな回折光学素子ウェハー100の製造が可能である。なお、原版300を4つ用意して、一度の賦型工程で全体の賦型を完了してもよい。
なお、図11では、4つに分けた領域の間に、若干の隙間を設けているが、この隙間をなくしてもよい。
FIG. 11 is a view for explaining an example of imprint molding. The hatched area in FIG. 11 indicates the area in which the concavo-convex shape of the diffraction grating is disposed, and the original plate corresponding thereto.
In the example shown in FIG. 11, the surface of the diffractive optical element wafer 100 is divided into four regions, and an original plate (molding die) 300 corresponding to one of the regions is prepared (molding die preparation step). Then, using this original plate 300, a shaping step of shaping the diffraction grating is performed. This original plate 300 can be used for all four areas if it is rotated to change its orientation. Therefore, in this example, if one original plate 300 is prepared and the different regions are sequentially shaped using the same original plate 300, it is possible to manufacture the diffractive optical element wafer 100 larger than the original plate 300. In addition, four original plates 300 may be prepared and the entire shaping may be completed in one shaping step.
Note that although a slight gap is provided between the four divided regions in FIG. 11, this gap may be eliminated.

図12は、インプリント成型の他の例を説明する図である。なお、図12中でハッチングを付した領域は、回折格子の凹凸形状が配置されている領域、及び、それに対応する原版を示している。
図12に示す例では、回折光学素子ウェハー100の表面を3種類12個の領域に分けて、この領域の種類毎に対応する原版(成形型)401,402,403を準備する(成形型準備工程)。そして、この原版401,402,403を用いて、回折格子を賦型する賦型工程を行う。原版401,402,403に対応する領域は、それぞれ、4箇所あるので、それぞれの賦型を順次行ってもよいし、原版401,402,403をそれぞれ4つずつ用意して、1回の賦型工程としてもよい。
なお、図12では、12個に分けた領域を密着配置しているが、各領域の間に、若干の隙間を設けてもよい。
FIG. 12 is a view for explaining another example of imprint molding. The hatched area in FIG. 12 indicates the area in which the concavo-convex shape of the diffraction grating is arranged, and the original plate corresponding thereto.
In the example shown in FIG. 12, the surface of the diffractive optical element wafer 100 is divided into three types and twelve areas, and originals (forming molds) 401, 402, 403 corresponding to the types of the areas are prepared (forming mold preparation Process). Then, using this original plate 401, 402, 403, a shaping step of shaping the diffraction grating is performed. Since there are four regions corresponding to the originals 401, 402, and 403, respectively, each shaping may be sequentially performed, or four originals 401, 402, and 403 may be prepared to perform one application. It may be a mold process.
In FIG. 12, the 12 divided regions are closely arranged, but a slight gap may be provided between the respective regions.

図9及び図10に戻って、光源ウェハー200は、光源部20となる構成が密接して並べて配置された構成となっている。切断されて個片化されることにより個々の光源部20となる部分の境界については、光源ウェハー200の状態では、繋がっていて、明確な境界はなく、ホルダ24の壁となる部分が構成されている。   Returning to FIG. 9 and FIG. 10, the light source wafer 200 has a configuration in which the components to be the light source unit 20 are closely arranged. With respect to the boundaries of the portions to be the individual light source units 20 by being cut and separated, in the state of the light source wafer 200, there are no clear boundaries which are connected and a portion to be the wall of the holder 24 is configured ing.

上述した回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを作製して準備したら、両者を接合する接合工程を行う。具体的には、頂部24aの上に、接着材60を塗布して、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合する。
次に、上記接合工程で接合された回折光学素子ウェハー100及び光源ウェハー200を切断する切断工程を行い、個片化することにより、光照射装置1が完成する。
Once the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 described above are manufactured and prepared, a bonding step of bonding the both is performed. Specifically, an adhesive 60 is applied onto the top 24 a to bond the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200.
Next, a cutting process of cutting the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 bonded in the bonding process is performed to singulate the light irradiation apparatus 1.

ここで、切断工程では、図10に矢印で示した位置で切断を行うが、回折光学素子ウェハー100に形成されている回折格子が、領域の区別なく配置されていることが、非常に有利に働く。すなわち、回折光学素子ウェハー100の切断位置に関しては、多少の位置ずれがあったとしても、光を整形する特性、すなわち、光照射装置1が発する光の配光特性には、何ら影響を与えない。これは、単位セル17だけで必要な配光特性を得られるような光の整形作用を備えており、かつ、単位セル17が発光素子21からの光の照射領域よりも十分に小さく、照射領域内に単位セル17が多数配列されている構成となっているからである。   Here, in the cutting step, cutting is performed at the position indicated by the arrow in FIG. 10, but it is very advantageous that the diffraction gratings formed on the diffractive optical element wafer 100 be arranged without distinction of the regions. work. That is, with regard to the cutting position of the diffractive optical element wafer 100, even if there is a slight positional deviation, the light shaping characteristic, that is, the light distribution characteristic of the light emitted from the light irradiation device 1 is not affected at all. . This is provided with a light shaping effect that can obtain the necessary light distribution characteristic only with the unit cell 17, and the unit cell 17 is sufficiently smaller than the irradiation area of the light from the light emitting element 21, and the irradiation area This is because a large number of unit cells 17 are arranged inside.

このような構成は、屈折系レンズでは実現が困難であり、従来の屈折系レンズを用いた場合には、レンズの光軸を正確に発光素子21と合せ込むことが要求されていた。また、回折光学素子を用いたとしても、照射領域にだけ回折格子を設ける従来の構成では、位置合わせを正確にしないと不必要な方向への漏れ光の発生や、光の利用効率の低下といった現象が生じていた。よって、従来は、発光素子側と光学素子(レンズ)側との相対的な位置を正確に合せる必要があった。そのためには、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200との双方の寸法を非常に厳しく管理して、双方とも精度の高い部品として作製される必要があった。   Such a configuration is difficult to realize with a refractive lens, and when a conventional refractive lens is used, it is required that the optical axis of the lens be accurately aligned with the light emitting element 21. In addition, even if a diffractive optical element is used, in the conventional configuration in which the diffraction grating is provided only in the irradiation area, the occurrence of leaked light in unnecessary directions unless the alignment is made accurately, the reduction of the light utilization efficiency, etc. The phenomenon was happening. Therefore, conventionally, it has been necessary to accurately align the relative positions of the light emitting element side and the optical element (lens) side. For that purpose, the dimensions of both the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 have to be very strictly controlled, and both have to be manufactured as high-precision parts.

これらの課題を、本実施形態の光照射装置1では、解決している。基本的には、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200との間の面内方向の相対的な位置ずれに関しては、ラフに位置合わせを行うだけで十分である。回折光学素子ウェハー100上には、マーク16があるので、そのマークが大きくずれないようにするだけでよい。そして、切断時には、光源ウェハー200に対する切断位置だけを調整すればよく、製造時に要求される寸法管理の労力が大きく軽減される。そして、このように製造が容易な構成であるにもかかわらず、位置ずれによる光学的特性の劣化が生じにくく、結果として、得られる光学的な特性を改善できる。   These problems are solved by the light irradiation device 1 of the present embodiment. Basically, with regard to relative positional deviation in the in-plane direction between the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200, only rough alignment is sufficient. Since the mark 16 is present on the diffractive optical element wafer 100, it is only necessary to prevent the mark from being largely deviated. Then, at the time of cutting, it is sufficient to adjust only the cutting position with respect to the light source wafer 200, and the labor of dimensional control required at the time of manufacturing can be greatly reduced. And although it is a structure which manufacture is easy in this way, deterioration of the optical characteristic by position shift does not occur easily, and as a result, the optical characteristic obtained can be improved.

なお面内角度のズレに対しては面内方向の位置ズレと異なり、必要スペックを考慮したあわせ込みが必要であるが、離れた位置の最低2箇所のマークを見てあわせるだけで通常は十分な精度が確保できる。またガイド等を用いた物理的な合わせ込みも可能であり管理の労力は小さいものである。
なお、回折光学素子と光源の間に別のコリメートレンズ素子と組み合わせて用いる場合においては、レンズと光源(又は光源ウェハー)との精密な位置あわせが必要となる。レンズと光源の精密な位置あわせが既になされた素子に対しては回折光学素子の位置あわせをラフに行うことが可能となり、先に回折光学素子とレンズを位置あわせして組み合わせる場合はレンズに形成された位置合わせ用マークを光源との位置あわせに用いればよいため、回折光学素子とレンズの位置あわせをラフに行うことができる。後者の場合、回折光学素子とレンズを基材の両面に形成することもできる。
また回折光学素子10の基材の表裏いずれかに回折以外の機能を持つパターン層を形成して用いる場合には、そのパターン層を見て光源又はコリメートレンズ素子と位置あわせをするように設計することで回折光学素子の形成における位置あわせをラフに行うことができる。パターン層の例としては遮光層、識別層、配線層等がある。
In addition, unlike the positional deviation in the in-plane direction, the in-plane angular deviation needs to be adjusted in consideration of the required specifications, but it is usually sufficient to just match at least two marks at distant positions. Accuracy can be ensured. Also, physical alignment using a guide or the like is possible, and the management effort is small.
In addition, when using combining with another collimating lens element between a diffractive optical element and a light source, precise alignment with a lens and a light source (or light source wafer) is needed. Rough alignment of the diffractive optical element can be performed on elements for which precise alignment between the lens and the light source has already been made. If the diffractive optical element and the lens are aligned and combined first, they are formed on the lens Since the alignment mark thus obtained may be used for alignment with the light source, the alignment of the diffractive optical element and the lens can be roughly performed. In the latter case, the diffractive optical element and the lens can also be formed on both sides of the substrate.
When a pattern layer having a function other than diffraction is formed on either the front or the back of the base of the diffractive optical element 10, the pattern layer is viewed to design alignment with the light source or the collimating lens element. This enables rough alignment in the formation of the diffractive optical element. Examples of the pattern layer include a light shielding layer, an identification layer, and a wiring layer.

このような本実施形態の特徴的な構成により、切断工程では、基本的には、光源ウェハー200を位置決め基準として、等ピッチで切断を行う。なお、回折光学素子ウェハー100又は光源ウェハー200に設けられたマークを基準として切断を行ってもよい。その場合、回折光学素子ウェハー100に切断用のマークをさらに設けてもよい。この場合、マークは、切断されて個片化される予定の領域毎に配置してもよいし、切断が予定される切断予定直線毎に配置してもよい。また、このマークは、先に示したマーク16のように回折格子と重ねて設けてもよいし、回折格子が形成されていない余白部分に設けてもよい。
回折光学素子ウェハー100にマークを設けて、それを基準として切断工程を行う場合であっても、上述した本実施形態における有利な効果は十分に発揮される。回折光学素子ウェハー100に設けたマークは、回折光学素子ウェハー100が接合されることによって見え難くなる光源ウェハー200の位置を示すものとして利用すればよいからである。その場合、接合時、又は、切断前に、回折光学素子ウェハー100に設けたマークが光源ウェハー200の基準位置と、どの程度ずれているのかを把握しておくとよい。
According to such a characteristic configuration of the present embodiment, in the cutting process, basically, the light source wafer 200 is used as a positioning reference to perform cutting at an equal pitch. The cutting may be performed based on the mark provided on the diffractive optical element wafer 100 or the light source wafer 200. In that case, the diffractive optical element wafer 100 may be further provided with a cutting mark. In this case, the mark may be arranged for each area to be cut and separated into pieces, or may be arranged for each planned cutting straight line for which cutting is scheduled. Also, this mark may be provided overlapping with the diffraction grating like the mark 16 shown above, or may be provided in the margin where the diffraction grating is not formed.
Even when marks are provided on the diffractive optical element wafer 100 and the cutting step is performed based on the marks, the advantageous effects of the above-described embodiment can be sufficiently exhibited. This is because the mark provided on the diffractive optical element wafer 100 may be used to indicate the position of the light source wafer 200 which is difficult to see when the diffractive optical element wafer 100 is bonded. In that case, it is preferable to grasp how much the mark provided on the diffractive optical element wafer 100 is deviated from the reference position of the light source wafer 200 at the time of bonding or before cutting.

以上説明したように、本実施形態の光照射装置1の回折光学素子10は、単位セル17が周期的に複数配列されて構成されており、回折光学素子10の端部まで回折格子が形成されている。また、回折光学素子ウェハー100上の単位セル17は、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている。したがって、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200との面内方向における相対的な位置合わせに高い精度が必要とされない。また、切断工程における位置合わせもラフに行うことが可能となる。よって、製造を容易に行えるとともに、光学的な特性を改善できる。   As described above, in the diffractive optical element 10 of the light irradiation apparatus 1 of the present embodiment, a plurality of unit cells 17 are periodically arranged, and a diffraction grating is formed up to the end of the diffractive optical element 10. ing. The unit cells 17 on the diffractive optical element wafer 100 are continuously arranged regardless of the area to be cut and separated. Therefore, high accuracy is not required for relative alignment between the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 in the in-plane direction. In addition, alignment in the cutting process can be performed roughly. Thus, the manufacture can be facilitated, and the optical characteristics can be improved.

(第2実施形態)
図13は、第2実施形態の光照射装置1Bの断面図である。
第2実施形態の光照射装置1Bは、基材12がガラスにより構成されている点と、面取り部18を備えている点とで第1実施形態の光照射装置1と異なっている他は、第1実施形態の光照射装置1と同様な形態をしている。よって、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
Second Embodiment
FIG. 13 is a cross-sectional view of the light irradiation device 1B of the second embodiment.
The light irradiation device 1B of the second embodiment differs from the light irradiation device 1 of the first embodiment in that the base material 12 is made of glass and in that the chamfered portion 18 is provided, It has the same form as the light irradiation device 1 of the first embodiment. Therefore, the same code | symbol is attached | subjected to the part which fulfill | performs the function similar to 1st Embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

第2実施形態の光照射装置1Bの基材12は、ガラスにより構成されている。ガラスを基材とすることにより、回折光学素子10の厚さを薄くしても撓みにくく、精度の高い回折光学素子を提供可能である。その一方で、ガラスは、一般的に樹脂素材と比べて脆いことから、切断工程において切断箇所に微細な欠け等が発生するおそれが高い。基材12に欠けた部位が生じると、回折光学素子10の強度が劣化するおそれがある。
また、先に図示したように、回折光学素子10の回折格子(高屈折率部11)は、非常に複雑な形状をしており、かつ、この形状は、非常に微細なものである。そして、この複雑かつ微細な回折格子を回転刃で切断する場合、回転刃との摩擦力等によって高屈折率部が引き剥がされて微細な塵埃となり、回折光学素子10に大量に付着してしまうおそれがある。特に、基材12がガラスにより構成されている場合には、ガラスが欠けるときに、さらに回折格子を引き剥がすおそれも高くなる。
The base 12 of the light irradiation device 1B of the second embodiment is made of glass. By using glass as a base material, it is difficult to bend even if the thickness of the diffractive optical element 10 is reduced, and a diffractive optical element with high accuracy can be provided. On the other hand, since glass is generally brittle compared to a resin material, there is a high possibility that fine chips or the like may occur at the cut portion in the cutting step. If a missing portion occurs in the base 12, the strength of the diffractive optical element 10 may be degraded.
Moreover, as illustrated previously, the diffraction grating (high refractive index portion 11) of the diffractive optical element 10 has a very complicated shape, and this shape is very fine. Then, when cutting this complex and fine diffraction grating with a rotary blade, the high refractive index portion is peeled off due to the frictional force with the rotary blade or the like to become fine dust and adheres to the diffractive optical element 10 in large quantities. There is a fear. In particular, in the case where the base 12 is made of glass, when the glass is chipped, the risk of peeling off the diffraction grating is further increased.

そこで、第2実施形態の光照射装置1Bでは、切断工程において、面取り部18を形成する面取り部形成工程を行ない、ガラス製の基材12の欠けを抑制し、また、回折格子(高屈折率部11)に起因する塵埃の発生を抑えている。   Therefore, in the light irradiation device 1B of the second embodiment, in the cutting step, the chamfered portion forming step of forming the chamfered portion 18 is performed to suppress the chipping of the glass base 12, and the diffraction grating (high refractive index The generation of dust caused by the part 11) is suppressed.

面取り部18は、回折格子が形成されている面側、すなわち、高屈折率部11が設けられている面側にあり、図13中では上面側(光出射面側)の端部の稜線をC面取りした形状に構成されている。よって、面取り部18は、斜面に構成されている。この面取り部18は、高屈折率部11が設けられている面側の全周に形成されている。また、面取り部18は、基材12に到達する位置まで形成されている。
本実施形態では、面取り部18は、回折光学素子10のシート面に対して45度傾斜した斜面とした。したがって、後述する回転刃B1のベベル角θ(刃先全体の角度の半分の角度、図13参照)は、45度とした。
なお、面取り部18は、C面取りに限らず、R面取りとして構成してもよい。その場合には、回転刃B1についても対応するR形状のものを用いればよい。
The chamfered portion 18 is on the surface side where the diffraction grating is formed, that is, on the surface side where the high refractive index portion 11 is provided, and in FIG. 13, the ridgeline of the end portion on the upper surface side (light emitting surface side) It has a C-chamfered shape. Accordingly, the chamfered portion 18 is configured as a slope. The chamfered portion 18 is formed on the entire periphery of the surface on which the high refractive index portion 11 is provided. In addition, the chamfered portion 18 is formed to a position where it reaches the base 12.
In the present embodiment, the chamfered portion 18 is a slope inclined 45 degrees with respect to the sheet surface of the diffractive optical element 10. Therefore, the bevel angle θ (half of the angle of the entire cutting edge, see FIG. 13) of the rotary blade B1 described later was 45 degrees.
The chamfered portion 18 is not limited to the C-chamfered but may be configured as a R-chamfered. In that case, the corresponding R-shaped one may be used also for the rotary blade B1.

図14及び図15は、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合した状態で切断を行なう切断工程を示す図である。
第2実施形態の切断工程では、先ず、図14に示すように先端がV形状の回転刃B1を用いて、高屈折率部11が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行ない、面取り部18を形成する(面取り部形成工程)。この面取り部形成工程では、回転刃B1が基材12に到達する位置までVカットを行なう。この段階では、個片化はされず、光源ウェハー200は繋がった状態になっている。
FIG. 14 and FIG. 15 are views showing a cutting process of cutting in a state where the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200 are bonded.
In the cutting step of the second embodiment, first, as shown in FIG. 14, V-cut (bevel cut) is performed from the side where the high refractive index portion 11 is provided, using the rotary blade B1 having a V-shaped tip. , Forming the chamfered portion 18 (chamfered portion forming step). In this chamfered portion forming step, V cutting is performed to a position where the rotary blade B1 reaches the base material 12. At this stage, singulation is not performed, and the light source wafers 200 are in a connected state.

次に、図15に示すように、Vカットされた幅よりも幅の狭い回転刃B2を用いて、光源ウェハー200及び回折光学素子ウェハー100を個片化する切断を行なう本切断工程を行なうことにより、図13に示した面取り部18が回折光学素子10に形成された光照射装置1Bが作製される。   Next, as shown in FIG. 15, a main cutting step is performed to cut the light source wafer 200 and the diffractive optical element wafer 100 into pieces using the rotary blade B2 narrower than the V-cut width. Thus, the light irradiation device 1B in which the chamfered portion 18 shown in FIG. 13 is formed in the diffractive optical element 10 is manufactured.

上述したように、先ず、面取り部18を形成する面取り部形成工程を行ない、次に、本切断工程を行なうことにより、従来のように一度で本切断工程を行なう場合と比べて、以下のような効果が得られる。   As described above, first, the chamfered portion forming step of forming the chamfered portion 18 is performed, and then the main cutting step is performed, as compared with the case where the main cutting step is performed at one time as in the prior art. Effect is obtained.

先ず、面取り部18を形成することにより、切断時の塵埃の発生を大幅に抑えることができる。特に、回折格子を構成する高屈折率部11の一部が剥がれて脱落することによる塵埃の発生を抑制できる。これは、先端がV形状の回転刃B1を用いることにより、深さの深い部分から掻き出す力が高屈折率部11に作用せず、また、切断側から高屈折率部11を押し付ける力が作用することにより得られる効果であると推察される。   First, by forming the chamfered portion 18, generation of dust at the time of cutting can be significantly suppressed. In particular, it is possible to suppress the generation of dust due to part of the high refractive index portion 11 constituting the diffraction grating coming off and falling off. This is because, by using the rotary blade B1 having a V-shaped tip, the force of scraping from the deep part does not act on the high refractive index portion 11, and the force of pressing the high refractive index portion 11 from the cutting side acts It is presumed that the effect is obtained by

また、面取り部18を形成することにより、基材12の欠けを抑制することができる。この効果は、基材12がガラス製である場合に、特に大きな効果が得られる。これは、基材12に達するまで面取り部18が形成されていることにより、基材12の切断時に深さの深い部分から掻き出す力が基材12の端面に生じても、端面が斜めになっていることから、欠けにくいと推察される。   Moreover, the chipping of the base 12 can be suppressed by forming the chamfered portion 18. This effect is particularly great when the substrate 12 is made of glass. This is because the chamfered portion 18 is formed to reach the base material 12 so that the end face becomes oblique even if a force to scrape from a deep part of the depth at the time of cutting of the base material 12 is generated on the end face of the base material 12 It is guessed that it is hard to lose it.

さらに、面取り部18を形成することにより、面取り部18が形成されている側を外側に曲げる力が基材12に加えられた場合の曲げ強さを向上できる。これは、上述した基材12の欠けが少なくなっていることによって、応力集中が生じないことによる効果である。   Furthermore, by forming the chamfered portion 18, it is possible to improve the bending strength in the case where a force for bending the side on which the chamfered portion 18 is formed is applied to the base 12. This is an effect due to the fact that stress concentration does not occur because the above-described chipping of the substrate 12 is reduced.

(第3実施形態)
図16は、第3実施形態の回折光学素子10の断面図である。
第3実施形態の回折光学素子10は、面取り部18を備えており、上述した第2実施形態の光照射装置1Bに積層されている回折光学素子10と同様な構成をしている。
第2実施形態では、光照射装置1Bにおいて面取り部18を形成した例を挙げて説明した。第2実施形態において説明した面取り部18を形成することにより得られる効果は、回折光学素子ウェハー100と光源ウェハー200とを接合したものを切断する場合に限って得られるものではない。例えば、回折光学素子ウェハー100のみの状態で切断して回折光学素子10を製造する場合にも、上述した面取り部18を設けることによる効果として、第2実施形態と同様な効果を得ることができる。
第3実施形態の回折光学素子10は、回折光学素子ウェハー100から切断される切断工程において、第2実施形態と同様に、面取り部形成工程を行ない、次に、本切断工程を行なうことにより作製可能である。そして、第3実施形態の回折光学素子10は、面取り部18を備えていることにより、切断時の塵埃の発生を大幅に抑えることができ、基材12の欠けを抑制することができ、曲げ強さを向上できる。
Third Embodiment
FIG. 16 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 10 of the third embodiment.
The diffractive optical element 10 according to the third embodiment includes the chamfered portion 18 and has the same configuration as the diffractive optical element 10 stacked in the light irradiation apparatus 1B according to the second embodiment described above.
In 2nd Embodiment, the example which formed the chamfer 18 in the light irradiation apparatus 1B was mentioned and demonstrated. The effect obtained by forming the chamfered portion 18 described in the second embodiment can not be obtained only when cutting a bonded piece of the diffractive optical element wafer 100 and the light source wafer 200. For example, also in the case of manufacturing the diffractive optical element 10 by cutting in the state of only the diffractive optical element wafer 100, the same effect as the second embodiment can be obtained as an effect by providing the chamfered portion 18 described above. .
The diffractive optical element 10 of the third embodiment is manufactured by performing a chamfered portion forming step in the cutting step of cutting from the diffractive optical element wafer 100 as in the second embodiment and then performing a main cutting step. It is possible. Then, the diffractive optical element 10 according to the third embodiment can significantly suppress the generation of dust at the time of cutting by providing the chamfered portion 18, and can suppress chipping of the base material 12. The strength can be improved.

(第4実施形態)
図17は、回折光学素子ウェハー100を切断する切断工程を示す図である。
第4実施形態では、両面に面取り部18を備えた回折光学素子10と、これを作製するときの切断工程を説明する。
第4実施形態では、回折光学素子10及び回折光学素子ウェハー100の層構成を第1実施形態から第3実施形態とは異なる形態とした。第4実施形態の回折光学素子10及び回折光学素子ウェハー100では、第1実施形態から第3実施形態において設けていた密着層13を省略している。また、第4実施形態の回折光学素子10及び回折光学素子ウェハー100では、回折格子が設けられていない側の基材12の面に、保証機能層19を設けている。この保証機能層19とは、付加的な機能を付与可能な各種層の総称として示している。保証機能層19としては、例えば、SiO、SION等の保護膜としてもよいし、反射防止膜としてもよいし、ITO膜としてもよく、どのような機能を付加してもよい。また、保証機能層19は、単層に限らず複数層を重ねてもよい。
Fourth Embodiment
FIG. 17 is a view showing a cutting step of cutting the diffractive optical element wafer 100. As shown in FIG.
In the fourth embodiment, a diffractive optical element 10 provided with chamfers 18 on both surfaces and a cutting process for manufacturing the same will be described.
In the fourth embodiment, the layer configurations of the diffractive optical element 10 and the diffractive optical element wafer 100 are different from those of the first to third embodiments. In the diffractive optical element 10 and the diffractive optical element wafer 100 of the fourth embodiment, the adhesive layer 13 provided in the first to third embodiments is omitted. In the diffractive optical element 10 and the diffractive optical element wafer 100 according to the fourth embodiment, the guarantee function layer 19 is provided on the surface of the base 12 on which the diffraction grating is not provided. The guarantee function layer 19 is a generic name of various layers to which an additional function can be given. The guarantee function layer 19 may be, for example, a protective film such as SiO x or SION, may be an antireflective film, may be an ITO film, or any function may be added. In addition, the guarantee function layer 19 is not limited to a single layer, and a plurality of layers may be stacked.

図17に示す例では、先ず、先端がV形状の回転刃B1−1を用いて、高屈折率部11が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行ない、上面側の面取り部18を形成する(図17(a):面取り部形成工程)。
次に、先端がV形状の回転刃B1−2を用いて、保証機能層19が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行ない、下面側の面取り部18を形成する(図17(b):面取り部形成工程)。
次に、Vカットされた幅よりも幅の狭い回転刃B2を用いて、回折光学素子ウェハー100を個片化する切断を行なう本切断工程(図17(c)を行ない、両面に面取り部18が形成された回折光学素子10が作製される(図17(d))。
なお、保証機能層19が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行なった後に、高屈折率部11が設けられている面側からVカットを行ない、その後に本切断工程を行なってもよい。
In the example shown in FIG. 17, first, V-cut (bevel cut) is performed from the surface side where the high refractive index portion 11 is provided using the rotary blade B1-1 having a V-shaped tip, and the chamfered portion on the upper surface side 18 are formed (FIG. 17A: chamfered portion forming step).
Next, V-cut (bevel cut) is performed from the side where the guarantee function layer 19 is provided, using the rotary blade B1-2 having a V-shaped tip, to form a chamfered portion 18 on the lower side (FIG. 17). (B): Chamfered part formation process).
Next, a main cutting step (FIG. 17C) is performed in which the diffractive optical element wafer 100 is cut into pieces using the rotary blade B2 narrower than the V-cut width, and the chamfered portion 18 is formed on both sides The diffractive optical element 10 having the above is formed (FIG. 17D).
In addition, after performing V cut (bevel cut) from the side where the guarantee function layer 19 is provided, V cut is performed from the side where the high refractive index portion 11 is provided, and then the main cutting step is performed. May be

また、回転刃B2を用いずに、先端がV形状の回転刃のみを用いて個片化を行なってもよい。
図18は、先端がV形状の回転刃のみを用いて面取り部18の形成と個片化とを行なう例を示す図である。
図18に示す例では、図17に示した回転刃B1−1、B1−2よりもベベル角(刃先の角度)の狭い回転刃B1−3、B1−4を用いた。
先ず、先端がV形状の回転刃B1−3を用いて、高屈折率部11が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行ない、上面側の面取り部18を形成する(図18(a):面取り部形成工程)。
次に、先端がV形状の回転刃B1−4を用いて、保証機能層19が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行ない、下面側の面取り部18を形成する面取り部形成工程と、回折光学素子ウェハー100を個片化する切断を行なう本切断工程とを同時に行ない(図18(b))、両面に面取り部18が形成された回折光学素子10が作製される(図18(c))。
なお、保証機能層19が設けられている面側からVカット(ベベルカット)を行なった後に、高屈折率部11が設けられている面側からVカットを行なって切断してもよい。
Alternatively, the cutting may be performed using only a V-shaped rotary blade without using the rotary blade B2.
FIG. 18 is a view showing an example in which the chamfered portion 18 is formed and singulated using only a rotary blade having a V-shaped tip.
In the example illustrated in FIG. 18, the rotary blades B1-3 and B1-4 having a narrower bevel angle (the angle of the cutting edge) than the rotary blades B1-1 and B1-2 illustrated in FIG. 17 are used.
First, V-cut (bevel cut) is performed from the surface side where the high refractive index portion 11 is provided using a rotary blade B1-3 having a V-shaped tip, to form a chamfer 18 on the upper surface (FIG. 18) (A): Chamfered part formation process).
Next, V-cut (bevel cut) is performed from the surface side on which the guarantee function layer 19 is provided using the rotary blade B1-4 having a V-shaped tip to form a chamfered portion to form the chamfered portion 18 on the lower surface side. The process and the main cutting process for cutting the diffractive optical element wafer 100 into pieces are simultaneously performed (FIG. 18B), and the diffractive optical element 10 having the chamfered portions 18 formed on both sides is manufactured (FIG. 18 (c).
In addition, after performing V cut (bevel cut) from the surface side in which the guarantee function layer 19 is provided, V cut may be performed from the surface side in which the high refractive index part 11 is provided, and it may cut | disconnect.

以上説明した第4実施形態によれば、面取り部18を両面に構成することができる。よって、切断時の塵埃の発生や基材12の欠けの発生を抑制できるだけでなく、両方向における曲げ強さの向上ができる。なお、図示しないが、回折格子を基材の両面に備える回折光学素子の場合には、本実施形態のように両面に面取り部18を設けることが特に望ましい。   According to the fourth embodiment described above, the chamfered portion 18 can be configured on both sides. Therefore, it is possible not only to suppress the generation of dust at the time of cutting and the generation of chipping of the base 12, but also to improve the bending strength in both directions. Although not shown, in the case of a diffractive optical element provided with diffraction gratings on both sides of a substrate, it is particularly desirable to provide chamfers 18 on both sides as in this embodiment.

(曲げ強さの確認)
上述したように、第2実施形態から第4実施形態では、面取り部18を設けることにより、面取り部18が設けられている側を外側として曲げられるときの曲げ強さの向上ができると説明した。これを実証する実験を行なったので、実験方法と実験結果を以下に示す。
この実験では、4点曲げ試験により曲げ強さを評価した。
図19は、4点曲げ試験の試験状況を示す図である。
図19に示すように、試験片長Ls=60mm、支点間距離L=45mm、荷重点間距離Li=15mmとした。
(Confirmation of bending strength)
As described above, in the second to fourth embodiments, by providing the chamfered portion 18, it is described that the bending strength can be improved when the side on which the chamfered portion 18 is provided is bent as the outer side. . Since the experiment which demonstrated this was done, the experimental method and experimental result are shown below.
In this experiment, the bending strength was evaluated by a four-point bending test.
FIG. 19 is a view showing the test situation of the 4-point bending test.
As shown in FIG. 19, the test piece length Ls = 60 mm, the distance between supporting points L = 45 mm, and the distance between load points Li = 15 mm.

図20は、3種類の試験片を図19中の矢印A−Aの位置で切断した断面図である。
試験片は、図20(a)に示した面取り部無しの試験片と、図20(b)に示した上側面に面取り部を設けた試験片と、図20(c)に示した下側面に面取り部を設けた試験片と、図20(d)に示した両面に面取り加工を行った後に本切断された両面に面取り部を設けた試験片と、図20(e)に示したV形状の回転歯のみを用いて個片化を行った両面に面取り部を設けた試験片の5種類を用意した。また、高屈折率部11等は、曲げ強さには殆ど影響を与えないことから、上記試験片は、ガラス製の基材12のみとした。これらの試験片は、いずれも、上記実施形態に例示したものと同様な切断工程によって切断して作製されたものである。
上記試験片を、インストロン製の電気機械式万能材料試験機5900シリーズによって負荷実験を実施した。
FIG. 20 is a cross-sectional view of three types of test pieces cut at the position of arrow A-A in FIG.
The test piece is the test piece without the chamfer shown in FIG. 20 (a), the test piece provided with the chamfer on the upper side shown in FIG. 20 (b), and the lower side shown in FIG. 20 (c) A test piece provided with a chamfered portion, a test piece provided with a chamfered portion on both sides cut after being chamfered on both sides shown in FIG. 20 (d), and V shown in FIG. 20 (e) There were prepared five types of test pieces provided with chamfers on both sides which were singulated using only rotating teeth of a shape. Further, since the high refractive index portion 11 and the like hardly affect the bending strength, only the glass base material 12 is used as the test piece. Each of these test pieces is produced by being cut by the same cutting process as that exemplified in the above embodiment.
The above-mentioned test pieces were subjected to a load test by an Instron-made electromechanical universal material tester 5900 series.

図21は、実験条件と実験結果をまとめて示した図である。
図22は、実験結果から得られた面取り部の角度と最大曲げ応力との関係を示すグラフである。
面取り部を備えない試験片では、最大荷重Fmax-aveは、15.87Nであり、最大曲げ応力を最大荷重Fmax-aveから求めると、176.33MPaであった。
上面側に面取り部を備えた試験片では、最大荷重Fmax-aveは、ベベル角θ=30°の場合13.12N、θ=45°の場合14.87N、θ=50°の場合14.82N、θ=60°の場合15.94Nであり、最大曲げ応力を最大荷重Fmax-aveから求めると、θ=30°の場合145.91MPa、θ=45°の場合165.32MPa、θ=50°の場合164.75MPa、θ=60°の場合177.18MPaであり、面取り部を備えない試験片との明確な差異が認められないか、若干の低下傾向。
これらに対して、下面側に面取り部を備えた試験片では、最大荷重Fmax-aveは、θ=30°の場合16.13N、θ=45°の場合19.27N、θ=50°の場合18.09N、θ=60°の場合17.30Nであり、最大曲げ応力を最大荷重Fmax-aveから求めると、θ=30°の場合179.38MPa、θ=45°の場合214.24MPa、θ=50°の場合201.11MPa、θ=60°の場合192.30MPaであり、面取り部を備えない試験片、及び、上面側に面取り部を備えた試験片に対して曲げ強さの向上が確認できた。
加えて、両面に面取り部を備えた試験片では、θ=30°(V形状回転刃のみの2ステップ加工)の場合16.27N、θ=30°(両面面取り加工後に本切断)の場合19.43N、θ=45°の場合19.65N、θ=50°の場合19.87N、θ=60°の場合16.96Nであり、最大曲げ応力を最大荷重Fmax-aveから求めると、θ=30°(V形状回転刃のみの2ステップ加工)の場合181.18MPa、θ=30°(両面面取り加工後に本切断)の場合216.12MPa、θ=45°の場合218.51MPa、θ=50°の場合220.93MPa、θ=60°の場合188.57MPaであり、面取り部を備えない試験片、及び、上面側又は下面側に面取り部を備えた試験片に対して、一層の曲げ強さの向上が確認できた。
この結果は、切断時にガラスに生じる欠けが面取り部の作製によって抑制され、応力集中が生じ難いことによる結果である。
以上のように、面取り部18が設けられている面側を外側に曲げる場合には、面取り部18を設けることによって曲げ強さを向上することができる。
FIG. 21 summarizes the experimental conditions and the experimental results.
FIG. 22 is a graph showing the relationship between the angle of the chamfered portion and the maximum bending stress obtained from the experimental results.
The maximum load Fmax-ave was 15.87 N, and the maximum bending stress was 176.33 MPa when the maximum bending stress was determined from the maximum load Fmax-ave in the test piece without the chamfered portion.
The maximum load Fmax-ave is 13.12 N for the bevel angle θ = 30 °, 14.87 N for the θ = 45 °, and 14.82 N for the θ = 50 ° for the test piece with a chamfer on the top side. When θ = 60 °, it is 15.94 N. When the maximum bending stress is obtained from the maximum load Fmax-ave, 145.91 MPa when θ = 30 °, 165.32 MPa when θ = 45 °, θ = 50 ° In the case of 164.75 MPa, in the case of θ = 60 °, it is 177.18 MPa, and a clear difference with a test piece not equipped with a chamfer is not observed or a slight tendency to decrease.
On the other hand, in the case of a test piece with a chamfer on the lower surface side, the maximum load Fmax-ave is 16.13 N for θ = 30 °, 19.27 N for θ = 45 °, and θ = 50 °. In the case of 18.09 N, θ = 60 °, it is 17.30 N, and when the maximum bending stress is obtained from the maximum load Fmax-ave, it is 179.38 MPa in the case of θ = 30 °, 214.24 MPa in the case of θ = 45 ° 201.11MPa for = 50 °, 192.30MPa for θ = 60 °, and there is an improvement in bending strength for a test piece without a chamfer and a test piece with a chamfer on the top side It could be confirmed.
In addition, in the case of a test piece with chamfers on both sides, in the case of θ = 30 ° (two-step processing with only V-shaped rotary blades) 16.27 N, θ = 30 ° (main cutting after both-side chamfering processing) 19 When 43.N, θ = 45 °, 19.65 N, θ = 50 °, 19.87 N, θ = 60 °, 16.96 N, and the maximum bending stress is obtained from the maximum load Fmax-ave, θ = In the case of 30 ° (2 step machining with V-shaped rotary blade only) 181.18MPa, in the case of θ = 30 ° (main cutting after double-sided chamfering) 216.12MPa, in the case of θ = 45 ° 218.51MPa, θ = 50 Single-layer bending strength for test pieces without chamfers and test pieces with chamfers on the upper or lower surface side, which is 220.93 MPa for θ and 188.57 MPa for θ = 60 ° Improvement was confirmed.
This result is a result that the chipping which arises in glass at the time of cutting is controlled by preparation of a chamfer, and it is hard to produce stress concentration.
As described above, when the side on which the chamfered portion 18 is provided is bent outward, the bending strength can be improved by providing the chamfered portion 18.

(切断された端部の観察確認)
図23は、実際に回折光学素子を切断した端面を拡大撮影した写真を示す図である。図23(a)は、面取り部を設けずに切断した切断部を回折光学素子の回折格子面に垂直な方向から撮影した写真を示し、図23(b)は、面取り部を設けて切断した切断部を回折光学素子の回折格子面に垂直な方向から撮影した写真を示している。図23中の右側には、切断位置が把握しやすいように参考断面図を併記した。なお、この回折光学素子は、ガラス製の基材12の厚さが300μm(0.3mm)であるのに対して、高屈折率部11の厚さが5μm以下であることから、写真では高屈折率層11の詳細までは確認できない。
図23(a)では、ガラスの欠けが端部に多数発生していることから、端部が荒れていることが確認できる。これに対して図23(b)では、ガラスの欠けが僅かに抑えられており、端部の荒れも殆ど確認できず、綺麗な切断ラインとなっている。
また、図23(a)では、高屈折率部11の破片と思われる塵埃の存在も確認できる。
(Observation confirmation of the cut end)
FIG. 23 is a view showing an enlarged photograph of an end face of the diffractive optical element actually cut. Fig.23 (a) shows the photograph which image | photographed the cut part cut | disconnected without providing a chamfer from the direction perpendicular | vertical to the diffraction grating surface of a diffractive optical element, FIG.23 (b) provided and cut the chamfer. The photograph which image | photographed the cutting part from the direction perpendicular | vertical to the diffraction grating surface of the diffractive optical element is shown. On the right side of FIG. 23, a reference cross-sectional view is also shown to facilitate understanding of the cutting position. Note that while the thickness of the substrate 12 made of glass is 300 μm (0.3 mm) while the thickness of the high refractive index portion 11 is 5 μm or less, this diffractive optical element is high in the photograph. The details of the refractive index layer 11 can not be confirmed.
In FIG. 23 (a), it can be confirmed that the end is rough since a large number of glass chips are generated at the end. On the other hand, in FIG. 23 (b), chipping of the glass is slightly suppressed, and roughening of the end can hardly be confirmed, resulting in a clean cutting line.
Further, in FIG. 23A, the presence of dust that is considered to be fragments of the high refractive index portion 11 can also be confirmed.

(面取り部18の好ましい形態)
図24は、面取り部18の寸法を説明する図である。
ここで、図24を参照して、面取り部18として好ましい寸法について説明する。
基材12の厚さtは、0.2mm以上1.0mm以下のものが好ましく用いられている。そして、この厚さtのガラス製の基材12では、面取り部18の各部寸法は、以下の範囲とすることが、塵埃の発生抑制と、基材12の欠け発生抑制との観点において、好ましい。
ベベル角θは、20度以上、70度以下の範囲とすることが望ましい。
ベベル幅Wは、t×5%以上、t×35%以下の範囲とすることが望ましい。
これは、ストレート刃によるチッピング及び汚れ発生を起こさない程度以上に広く、かつ、チップサイズ及びチップ上の各種機能層(DOEパターン、ITO配線、各種マーク等)に影響を与えない程度に狭くすることが望ましいからである。
開先深さDは、t×5%以上、t×35%以下の範囲とすることが望ましい。
また、高屈折率部11の厚さ、及び、保証機能層19の厚さは、いずれも、基材12の厚さtの5%以下とすることが望ましい。
なお,上述した範囲は好ましい範囲ではあるが、この範囲の値に限定するものではない。
(Preferred form of chamfer 18)
FIG. 24 is a diagram for explaining the dimensions of the chamfered portion 18.
Here, with reference to FIG. 24, a preferable dimension as the chamfer 18 will be described.
The thickness t of the substrate 12 is preferably 0.2 mm or more and 1.0 mm or less. In the glass base 12 having this thickness t, it is preferable that the dimensions of each part of the chamfer 18 be in the following range in terms of suppression of dust generation and chipping of the base 12. .
It is desirable that the bevel angle θ be in the range of not less than 20 degrees and not more than 70 degrees.
The bevel width W is preferably in the range of t × 5% or more and t × 35% or less.
This should be as wide as possible without causing chipping and contamination due to the straight blade, and as narrow as not affecting the chip size and various functional layers on the chip (DOE pattern, ITO wiring, various marks, etc.) Is desirable.
The groove depth D is preferably in the range of t × 5% or more and t × 35% or less.
Further, it is preferable that the thickness of the high refractive index portion 11 and the thickness of the guarantee function layer 19 be 5% or less of the thickness t of the base 12.
In addition, although the range mentioned above is a preferable range, it is not limited to the value of this range.

(変形形態)
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(Modified form)
Various modifications and changes are possible without being limited to the embodiment described above, which are also within the scope of the present invention.

(1)各実施形態において、回折光学素子10に設けられる回折格子は、4レベルの多段階形状である例を挙げて説明した。これに限らず、回折光学素子10に設けられる回折格子は、8レベルや16レベルの多段階形状であってもよいし、2レベルの凹凸形状、2レベルの凸凹形状が傾斜したスランテッド形状、もしくは前記多段階形状部が連続した斜面となるブレーズド形状であってもよい。また、スランテッド形状及びブレーズド形状の斜面は、平坦面に限定されず、自由曲面を含む曲面形状であってもよい。 (1) In each embodiment, the diffraction grating provided in the diffractive optical element 10 has been described by giving an example in which the multilevel shape of four levels is used. Not limited to this, the diffraction grating provided in the diffractive optical element 10 may have a multistep shape of eight levels or sixteen levels, a two-level uneven shape, a slunted shape in which two levels of uneven shapes are inclined, or The blazed shape may be such that the multi-step shape portion is a continuous slope. In addition, the slopes of the slanted shape and the blazed shape are not limited to flat surfaces, and may be curved shapes including free curved surfaces.

(2)各実施形態において、回折光学素子は、基材を備えた構成としたが、高屈折率部のみで構成されている簡単な形態としてもよいし、低屈折率部14を樹脂により構成してもよいし、回折層を被覆する被覆層を設けてもよい。 (2) In each embodiment, although the diffractive optical element is configured to include the base material, the diffractive optical element may be a simple form configured only by the high refractive index portion, or the low refractive index portion 14 is configured by resin You may provide and the coating layer which coats a diffraction layer may be provided.

(3)各実施形態において、回折光学素子は、波長が850nmの光を回折するように設計されている例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、回折光学素子は、赤外光に限らず、可視光等、どのような波長の光を回折するものに本発明を適用してもよい。 (3) In each embodiment, the diffractive optical element has been described with an example designed to diffract light having a wavelength of 850 nm. For example, the present invention may be applied to a diffractive optical element that diffracts light of any wavelength, such as visible light, as well as infrared light.

(4)各実施形態において、光照射装置は、波長が850nmの光を照射するように設計されている例を挙げて説明した。これに限らず、例えば、光源が波長500nmの光を発光するものとしてもよいし、赤外光に限らず、可視光等、どのような波長の光を発光する光源を光照射装置に適用してもよい。 (4) In each embodiment, the light irradiation device has been described by way of an example designed to irradiate light having a wavelength of 850 nm. Not limited to this, for example, the light source may emit light with a wavelength of 500 nm, and it is not limited to infrared light, and a light source that emits light of any wavelength such as visible light may be applied to the light irradiation device. May be

(5)各実施形態において、光照射装置は、回折光学素子10を1枚備えている例を挙げて説明した。これに限らず、回折光学素子を複数枚重ねる構成としてもよい。その場合、回折光学素子ウェハーを光源ウェハーに複数枚重ねた後に、切断を行うようにしてもよいし、回折光学素子に面取り部を形成しながら個々に個片化した後に光源と組み合わせて構成してもよい。このような回折光学素子を複数枚重ねる場合には、本願の効果がさらに有効に作用する。 (5) In each embodiment, the light irradiation apparatus gave and demonstrated the example provided with one piece of the diffractive optical element 10. Not limited to this, a plurality of diffractive optical elements may be stacked. In that case, a plurality of diffractive optical element wafers may be stacked on a light source wafer, and then cutting may be performed. Alternatively, chamfers may be formed on the diffractive optical elements, and then individual pieces may be combined with light sources. May be When a plurality of such diffractive optical elements are stacked, the effect of the present invention works more effectively.

(6)各実施形態において、光源部20は、発光素子(光源)21と、基板22と、ホルダ24とを備えている具体的な構成の一例を示して説明した。これに限らず、光源部の構成は、公知の様々な構成を適宜適用可能である。例えば、実施形態では、発光素子(光源)21は、基板22上に実装されており、発光素子21とホルダ24との間は空間となっている例を示したが、この空間に樹脂等を充填した構成としてもよいし、ホルダ24の機能も充填された樹脂(封止材)により兼ねる構成としてもよい。また、基板22の機能を発光素子ウェハーに含めてより簡単な構成としてもよい。
また、回折光学素子に面取り部を形成して予め回折光学素子を個片化する工程とする場合には、ホルダ24の形態は、実施形態で例示したような単なる壁部のみの構成に限らず、回折光学素子を収める部位を一段低くした段部として構成する等してもよい。また、面取り部を光源側に向けて配置してもよい。面取り部の位置は、応力によって曲げられるおそれのある向きを想定して、適宜最適な配置を選択可能である。
また、回折光学素子に設けられた回折格子の凹凸形状が出射側(光源から遠い側)に配置されている例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば、回折格子の凹凸形状が入射側(光源に近い側)に向けて配置されていてもよい。
また、回折光学素子が複数積層された構成であってもよい。
また、上記例示した構成に限らず、光源部の具体的な構成や作製方法は、公知の形態に適宜置き換えてもよい。
(6) In each embodiment, the light source part 20 showed and demonstrated an example of the specific structure provided with the light emitting element (light source) 21, the board | substrate 22, and the holder 24. FIG. Not only this but the structure of a light source part can apply a well-known various structure suitably. For example, in the embodiment, the light emitting element (light source) 21 is mounted on the substrate 22 and the space between the light emitting element 21 and the holder 24 is a space. It is good also as composition filled up, and it is good also as composition which serves as the function of holder 24 with filled resin (sealing material). Further, the function of the substrate 22 may be included in the light emitting element wafer to make the configuration simpler.
Further, in the case of forming a chamfered portion in the diffractive optical element and dividing the diffractive optical element in advance, the form of the holder 24 is not limited to the configuration of only the simple wall as exemplified in the embodiment. Alternatively, it may be configured as a stepped portion in which the portion for containing the diffractive optical element is lowered by one step. Further, the chamfered portion may be disposed toward the light source side. As for the position of the chamfered portion, an optimal arrangement can be selected as appropriate assuming a direction in which bending may occur due to stress.
Further, although the example in which the concavo-convex shape of the diffraction grating provided in the diffractive optical element is disposed on the emission side (the side far from the light source) has been described, the invention is not limited thereto. For example, the concavo-convex shape of the diffraction grating is incident It may be disposed toward the side (the side closer to the light source).
In addition, a plurality of diffractive optical elements may be stacked.
Further, not limited to the above-described configuration, the specific configuration or manufacturing method of the light source unit may be appropriately replaced with a known configuration.

なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。   In addition, although embodiment and a deformation | transformation form can also be combined and used suitably, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.

1,1B 光照射装置
10 回折光学素子
11 高屈折率部
11a−1 レベル1段部
11a−2 レベル2段部
11a−3 レベル3段部
11a−4 レベル4段部
11b 側壁部
12 基材
13 密着層
14 低屈折率部
14a 凹部
14b 空間
15 回折層
16 マーク
17 単位セル
18 面取り部
19 保証機能層
20 光源部
21 発光素子
22 基板
23 配線
24 ホルダ
24a 頂部
60 接着材
100 回折光学素子ウェハー
200 光源ウェハー
300,401,402,403 原版
1, 1B light irradiation device 10 diffractive optical element 11 high refractive index portion 11a-1 level 1 step portion 11a-2 level 2 step portion 11a-3 level 3 step portion 11a-4 level 4 step portion 11b sidewall portion 12 base material 13 Adhesive layer 14 Low refractive index portion 14a Concave portion 14b Space 15 Diffractive layer 16 Mark 17 Unit cell 18 Chamfered portion 19 Guaranteed function layer 20 Light source portion 21 Light emitting element 22 Substrate 23 Wiring 24 Holder 24a Top portion 60 Adhesive material 100 Diffractive optical element wafer 200 Light source Wafer 300, 401, 402, 403 Original version

Claims (34)

光源と、
前記光源からの光が照射される位置に配置され、複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルを有した回折光学素子と、
を備え、
前記回折光学素子は、前記単位セルが周期的に複数配列されて構成されており、当該回折光学素子の端部まで回折格子が形成されている光照射装置。
Light source,
A diffractive optical element having a rectangular unit cell, which is disposed at a position where light from the light source is irradiated, and a plurality of diffraction gratings are formed to obtain a specific light distribution characteristic;
Equipped with
The light irradiator according to claim 1, wherein the diffractive optical element includes a plurality of unit cells periodically arranged, and a diffraction grating is formed up to an end of the diffractive optical element.
請求項1に記載の光照射装置において、
前記単位セルが隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to claim 1,
At the boundary where the unit cells are adjacent, the diffraction grating pattern is continuous,
A light irradiation device characterized by
請求項1又は請求項2に記載の光照射装置において、
前記回折光学素子は、回折格子とは区別して認識可能なマークを備えること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to claim 1 or 2,
The diffractive optical element is provided with a mark that can be distinguished from the diffraction grating.
A light irradiation device characterized by
請求項3に記載の光照射装置において、
前記マークは、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to claim 3,
The mark is disposed so as to overlap the area where the diffraction grating is disposed.
A light irradiation device characterized by
請求項1から請求項4までのいずれかに記載の光照射装置において、
前記単位セルは、前記光源から照射される光の照射範囲内に複数配置可能な大きさであること、
を特徴とする光照射装置。
The light irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 4.
The unit cell has a size capable of being arranged in a plurality within the irradiation range of the light irradiated from the light source,
A light irradiation device characterized by
請求項1から請求項5までのいずれかに記載の光照射装置において、
前記単位セルは、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to any one of claims 1 to 5,
The unit cell is formed with a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the uneven shape is formed. is being done,
A light irradiation device characterized by
請求項1から請求項6までのいずれかに記載の光照射装置において、
前記回折光学素子は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部を有すること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to any one of claims 1 to 6,
The diffractive optical element has a chamfered portion at least at the end on the side where the diffraction grating is formed,
A light irradiation device characterized by
請求項7に記載の光照射装置において、
前記回折光学素子は、
ガラスにより構成された基材を備え、
前記面取り部は、少なくとも前記基材に到達する位置まで形成されていること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to claim 7,
The diffractive optical element is
Equipped with a substrate made of glass,
The chamfered portion is formed to at least a position reaching the base,
A light irradiation device characterized by
請求項7又は請求項8に記載の光照射装置において、
前記面取り部は、前記回折光学素子の両面それぞれに設けられていること、
を特徴とする光照射装置。
In the light irradiation device according to claim 7 or 8,
The chamfers are provided on both surfaces of the diffractive optical element,
A light irradiation device characterized by
複数の光源が並べて配列された光源多面付体と、
複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルが複数並べて配列され、かつ、前記単位セルが周期的に複数配列されて構成され、前記単位セルは、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体と、
を接合する接合工程と、
前記接合工程で接合された前記光源多面付体及び前記回折光学素子多面付体を切断する切断工程と、
を備える光照射装置の製造方法。
A light source polygon having a plurality of light sources arranged side by side,
A plurality of rectangular unit cells configured to obtain a specific light distribution characteristic by forming a plurality of diffraction gratings are arranged side by side, and a plurality of the unit cells are periodically arranged, and the unit is configured The cell is a diffractive optical element polyhedron which is continuously arranged regardless of the area to be cut and separated.
Bonding step of bonding
The light source polyhedron bonded in the bonding step and a cutting step of cutting the diffractive optical element polyhedron;
Method of manufacturing a light irradiation apparatus comprising:
請求項10に記載の光照射装置の製造方法において、
前記単位セルが隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to claim 10,
At the boundary where the unit cells are adjacent, the diffraction grating pattern is continuous,
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項10又は請求項11に記載の光照射装置の製造方法において、
前記回折光学素子多面付体は、回折格子とは区別して認識可能なマークを備えること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to claim 10 or 11,
The diffractive optical element polygon is provided with a mark that can be distinguished from a diffraction grating.
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項12に記載の光照射装置の製造方法において、
前記マークは、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to claim 12,
The mark is disposed so as to overlap the area where the diffraction grating is disposed.
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項13に記載の光照射装置の製造方法において、
前記切断工程は、前記マークを利用して切断位置を決定すること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to claim 13,
The cutting step determines the cutting position using the mark.
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項10から請求項14までのいずれかに記載の光照射装置の製造方法において、
前記単位セルは、前記光源から照射される光の照射範囲内に複数配置可能な大きさであること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to any one of claims 10 to 14,
The unit cell has a size capable of being arranged in a plurality within the irradiation range of the light irradiated from the light source,
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項10から請求項15までのいずれかに記載の光照射装置の製造方法において、
前記単位セルは、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to any one of claims 10 to 15,
The unit cell is formed with a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the uneven shape is formed. is being done,
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項10から請求項16までのいずれかに記載の光照射装置の製造方法において、
前記切断工程は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側に、面取り部を形成する面取り部形成工程を含むこと、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to any one of claims 10 to 16,
The cutting step includes a chamfered portion forming step of forming a chamfered portion at least on the side where the diffraction grating is formed;
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項17に記載の光照射装置の製造方法において、
前記回折光学素子多面付体は、
ガラスにより構成された基材を備え、
前記面取り部形成工程では、少なくとも前記基材に到達する位置まで前記面取り部を形成すること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to claim 17,
The diffractive optical element polyhedron is
Equipped with a substrate made of glass,
Forming the chamfered portion to a position at least reaching the base material in the chamfered portion forming step;
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項17又は請求項18に記載の光照射装置の製造方法において、
前記面取り部形成工程では、接合された前記光源多面付体及び前記回折光学素子多面付体の両面それぞれに前記面取り部を形成するように前記回折光学素子多面付体の両面から加工を行なうこと、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the manufacturing method of the light irradiation device according to claim 17 or 18,
In the chamfered portion forming step, processing is performed from both sides of the diffractive optical element polyhedron so as to form the chamfers on both sides of the joined light source polyhedron and the diffractive optical element polyhedron.
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
請求項17から請求項19までのいずれかに記載の光照射装置の製造方法において、
前記面取り部形成工程では、前記光源多面付体及び回折光学素子多面付体の少なくとも一方が個片化されずに繋がった状態にあり、
前記面取り部形成工程の後にさらに前記光源多面付体及び回折光学素子多面付体を個片化する切断を行なう本切断工程を備えること、
を特徴とする光照射装置の製造方法。
In the method of manufacturing a light irradiation device according to any one of claims 17 to 19,
In the chamfered portion forming step, at least one of the light source polyhedron and the diffractive optical element polyhedron are connected without being separated.
After the chamfered portion forming step, the method further includes a main cutting step of cutting the light source polyhedron and the diffractive optical element polyhedron into pieces.
A method of manufacturing a light irradiation device characterized by
複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルが複数並べて配列され、かつ、前記単位セルが周期的に複数配列されて構成されており、
前記単位セルは、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体。
A plurality of rectangular unit cells formed by forming a plurality of diffraction gratings to obtain a specific light distribution characteristic are arranged side by side, and a plurality of the unit cells are periodically arranged.
The unit cell is a diffractive optical element multifaceted body which is continuously arranged regardless of a region to be cut and separated.
請求項21に記載の回折光学素子多面付体において、
前記単位セルが隣接する境界部分では、回折格子のパターンが連続していること、
を特徴とする回折光学素子多面付体。
In the diffractive optical element polyhedron according to claim 21,
At the boundary where the unit cells are adjacent, the diffraction grating pattern is continuous,
A diffractive optical element multifaceted body characterized by
請求項21又は請求項22に記載の回折光学素子多面付体において、
回折格子とは区別して認識可能なマークを備え、
前記マークは、回折格子が配置された領域に重ねて配置されていること、
を特徴とする回折光学素子多面付体。
In the diffractive optical element polyhedron according to claim 21 or 22,
It has marks that can be distinguished from diffraction gratings,
The mark is disposed so as to overlap the area where the diffraction grating is disposed.
A diffractive optical element multifaceted body characterized by
請求項23に記載の回折光学素子多面付体において、
前記マークは、切断が予定される切断予定直線毎に配置されていること、
を特徴とする回折光学素子多面付体。
In the diffractive optical element polyhedron according to claim 23,
The mark is disposed at each planned cutting straight line where cutting is scheduled,
A diffractive optical element multifaceted body characterized by
請求項23又は請求項24に記載の回折光学素子多面付体において、
前記マークは、切断されて個片化される予定の領域毎に配置されていること、
を特徴とする回折光学素子多面付体。
In the diffractive optical element polyhedron according to claim 23 or 24,
The mark is arranged for each area to be cut and separated.
A diffractive optical element multifaceted body characterized by
請求項21から請求項25までのいずれかに記載の回折光学素子多面付体において、
前記単位セルは、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、
を特徴とする回折光学素子多面付体。
In the diffractive optical element polyhedron according to any one of claims 21 to 25,
The unit cell is formed with a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the uneven shape is formed. is being done,
A diffractive optical element multifaceted body characterized by
複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルが複数並べて配列され、かつ、前記単位セルが周期的に複数配列されて構成されている回折光学素子多面付体を製造する回折光学素子多面付体の製造方法であって、
回折格子が形成される領域を複数に分割した分割領域に対応する成形型を準備する成形型準備工程と、
前記成形型を用いて、回折格子を賦型する賦型工程と、
を備える回折光学素子多面付体の製造方法。
A diffraction in which a plurality of rectangular unit cells configured to obtain a specific light distribution characteristic by forming a plurality of diffraction gratings are arranged side by side, and a plurality of unit cells are periodically arranged. A method of manufacturing a diffractive optical element polyhedral body for manufacturing an optical element polyhedral body, comprising:
A forming die preparing step of preparing a forming die corresponding to divided regions obtained by dividing a region in which a diffraction grating is formed into a plurality of parts;
A forming step of forming a diffraction grating using the forming die;
A method of manufacturing a diffractive optical element multifaceted body comprising:
請求項27に記載の回折光学素子多面付体の製造方法であって、
前記賦型工程は、同一の成形型を用いて異なる領域を順次賦型する工程を含むこと、
を特徴とする回折光学素子多面付体の製造方法。
28. A method of manufacturing a diffractive optical element polyhedron according to claim 27, wherein
The forming step includes the step of sequentially forming different regions using the same forming die,
The manufacturing method of the diffractive optical element polyhedron body characterized by these.
請求項27又は請求項28に記載の回折光学素子多面付体の製造方法において、
前記単位セルは、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、
を特徴とする回折光学素子多面付体の製造方法。
In the method of manufacturing a diffractive optical element polyhedron according to claim 27 or 28
The unit cell is formed with a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the uneven shape is formed. is being done,
The manufacturing method of the diffractive optical element polyhedron body characterized by these.
複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルを有し、端部まで前記回折格子が形成されており、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部を有する回折光学素子。   A plurality of diffraction gratings are formed to have a rectangular unit cell configured to obtain a specific light distribution characteristic, the diffraction grating is formed up to the end, and at least the diffraction grating is formed. A diffractive optical element having a chamfered portion at the end on the side where the lens is located. 請求項30に記載の回折光学素子において、
前記単位セルは、凹凸形状が形成された面の法線方向から見て凸部と凹部との境界が曲線と複数の線分を繋げた折れ線との少なくとも一方を含むパターンを有する回折格子が形成されていること、
を特徴とする回折光学素子。
In the diffractive optical element according to claim 30,
The unit cell is formed with a diffraction grating having a pattern including at least one of a curved line and a broken line connecting a plurality of line segments when viewed from the normal direction of the surface on which the uneven shape is formed. is being done,
A diffractive optical element characterized by
請求項30又は請求項31に記載の回折光学素子において、
ガラスにより構成された基材を備え、
前記面取り部は、少なくとも前記基材に到達する位置まで形成されていること、
を特徴とする回折光学素子。
32. The diffractive optical element according to claim 30, wherein
Equipped with a substrate made of glass,
The chamfered portion is formed to at least a position reaching the base,
A diffractive optical element characterized by
請求項30から請求項32までのいずれかに記載の回折光学素子において、
前記面取り部は、前記回折光学素子の両面それぞれに設けられていること、
を特徴とする回折光学素子。
The diffractive optical element according to any one of claims 30 to 32,
The chamfers are provided on both surfaces of the diffractive optical element,
A diffractive optical element characterized by
請求項30から請求項33までのいずれかに記載の回折光学素子の製造方法であって、
複数の回折格子が形成されて特定の配光特性が得られるように構成された矩形形状の単位セルが複数並べて配列され、かつ、前記単位セルが周期的に複数配列されて構成されており、前記単位セルは、切断されて個片化される予定の領域に関わりなく連続して配列されている回折光学素子多面付体を切断する切断工程を備え、
前記切断工程は、少なくとも前記回折格子が形成されている面側の端部に、面取り部を形成する面取り部形成工程を含む回折光学素子の製造方法。
A method of manufacturing a diffractive optical element according to any one of claims 30 to 33, wherein
A plurality of rectangular unit cells formed by forming a plurality of diffraction gratings to obtain a specific light distribution characteristic are arranged side by side, and a plurality of the unit cells are periodically arranged. The unit cell comprises a cutting step of cutting the diffractive optical element multifaceted body continuously arranged irrespective of the area to be cut and separated into pieces.
The method of manufacturing a diffractive optical element, wherein the cutting step includes a chamfered portion forming step of forming a chamfered portion at least on an end portion on a side where the diffraction grating is formed.
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