JP6303759B2

JP6303759B2 - 光学素子及び投影装置

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Publication number: JP6303759B2
Application number: JP2014087814A
Authority: JP
Inventors: 浩司宮坂
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2018-04-04
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Also published as: JP2015057632A

Description

本発明は、光学素子及び投影装置に関する。

レーザを光源とする投影装置の場合、レーザから照射される光束の強度分布を補正するために特許文献１に開示されているような散乱板が用いられる場合がある。しかし、散乱板は表面のランダムな凹凸によって光を拡散させるため一般的に光の利用効率が悪く、マイクロレンズアレイのように屈折作用によって、光の拡散が所定の範囲となるものが好ましい。

ところで、レーザのような干渉性の高い光源を用いる場合、配列が規則的なマイクロレンズの場合では、配列の規則性にしたがって所定の方向にのみ回折光が発生し、光束の強度分布の補正が不十分になる場合がある。このような回折作用を低減させる方法として、マイクロレンズアレイに対して不規則性を導入する方法があり、特に制御された範囲で不規則性を導入することにより、所定の角度範囲に光を拡散させる方法が知られている。特許文献２においては、深さ方向に不規則性を導入しているマイクロ構造体が開示されており、深さ方向の分布範囲が１０μｍ以上であるマイクロ構造体の例が示されている。

特開２００７−２３３３７１号公報米国特許第７０３３７３６号明細書

ところで、一般的な照明光学系においては、均一ではなく特定の方向に強い光が生じることにより、強度分布が生じることは好ましくない。このため、マイクロレンズアレイに対して不規則性を導入することにより、回折の影響によって、ある方向に強い光が生じることを低減することができるが、不規則性の導入量が大きい場合には、所定の範囲外の光量が増えるため光の利用効率が低下する場合がある。従って、光の利用効率を維持しつつ、特定の方向に強度の強い光が生じない光学素子が求められている。

本実施の形態の一観点によれば、基材の表面には、複数の凹部が形成されており、前記凹部は、曲面により形成される曲面部を有しており、前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、前記複数の領域の１つの少なくとも一部は、前記複数の領域の他の１つの少なくとも一部を前記基材の表面の法線を軸に回転させた形状であることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、基材の表面には、複数の凸部が形成されており、前記凸部は、曲面により形成される曲面部を有しており、前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、前記複数の領域の１つの少なくとも一部は、前記複数の領域の他の１つの少なくとも一部を前記基材の表面の法線を軸に回転させた形状であることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、基材の表面には、複数の凹部が形成されており、前記凹部は、曲面により形成される曲面部を有しており、前記複数の凹部における底部は、不規則に形成されており、前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、各々の前記底部は、対応する所定のピッチＰで配列されている点の位置を中心に、半径が０．１５×Ｐの円の範囲内に１つ存在するものであって、前記複数の領域ごとに、前記所定のピッチＰで配列されている点の配列方向が異なることを特徴とする。

また、本実施の形態の他の一観点によれば、基材の表面には、複数の凸部が形成されており、前記凸部は、曲面により形成される曲面部を有しており、前記複数の凸部における頂上部は、不規則に形成されており、前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、各々の前記頂上部は、対応する所定のピッチＰで配列されている点の位置を中心に、半径が０．１５×Ｐの円の範囲内に１つ存在するものであって、前記複数の領域ごとに、前記所定のピッチＰで配列されている点の配列方向が異なることを特徴とする。

本発明により、光の利用効率を維持しつつ、特定の方向に強度の強い光が生じない光学素子を提供することができる。

本実施の形態における光学素子の構造図本実施の形態における光学素子の説明図（１）本実施の形態における光学素子の説明図（２）本実施の形態における光学素子の製造方法１の工程図本実施の形態における光学素子の製造方法２の工程図本実施の形態における光学素子の製造方法３の工程図本実施の形態における光学素子の製造方法４の工程図本実施の形態における光学素子の製造方法の説明図本実施の形態における他の光学素子の構造図（１）本実施の形態における他の光学素子の構造図（２）本実施の形態における投影装置の構造図本実施の形態における他の投影装置の構造図蛍光ホイールの構造図例１における光学素子の説明図例２における光学素子の説明図例３における光学素子の説明図例４における光学素子の説明図例５における光学素子の説明図例６における光学素子の説明図例７における光学素子の説明図例８における光学素子の説明図例９における光学素子の説明図例１０における光学素子の説明図例１１における光学素子の説明図例８から例１１における光学素子の説明図例１２における光学素子の説明図例１３における光学素子の説明図例１４における光学素子の説明図

発明を実施するための形態について、以下に説明する。なお、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

（光学素子）
図１に基づき本実施の形態における光学素子について説明する。なお、図１（ａ）は、本実施の形態における光学素子の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における一点鎖線１Ａ−１Ｂにおいて切断した断面図を模式的に示す。

本実施の形態における光学素子１０は、基材１１の表面に複数の凹部１２が形成されている構造のものである。なお、本実施の形態における説明では、基材１１の表面に複数の凹部１２が形成されている場合について説明するが、本実施の形態における光学素子は、基材１１の表面に複数の凸部が形成されているものでもよい。

図１に示される本実施の形態における光学素子においては、凹部１２の最も深い部分が底部１３となっており、凹部１２における底部１３の深さ方向における位置は均一ではなく、凹部１２における底部１３の深さ方向における位置は２値以上となっており、複数の凹部１２における底部１３において、最も深い底部１３の深さ位置と最も浅い底部１３の深さ位置の差、即ち、底部１３の高低差は、Δｄとなるように形成されている。

次に、底部１３における平面的な位置について説明する。図２（ａ）においては、底部１３の位置を「●」によって示している。底部１３の位置は、規則的な配列、即ち、所定の周期で配列しているものであってもよく、不規則な配列であってもよい。底部１３の位置が不規則な配列である場合には、規則的な配列のピッチをＰとすると、規則的な配列がなされた場合における底部の中心点（規則的な配列がなされている点）を基準にして、底部１３は、半径が０．２５×Ｐの円の範囲内に存在するように形成されていることが好ましく、更には、半径が０．１５×Ｐの円の範囲内に存在するように形成されていることがより好ましい。このようにすることにより、後述するように所定の角度範囲に効率よく光を拡散させることができる。所定の方向ごとに規則配列のピッチが異なっている場合には、その比率に応じて底部の分布する範囲を楕円にしてもよい。また、規則配列のある点とその近隣の点の距離を１／４の位置の垂線によって囲まれる領域内に底部を分布させると好ましく、規則配列のある点とその近隣の点の距離を３／２０の位置の垂線によって囲まれる領域内に底部を分布させるとより好ましい。なお、図２（ａ）においては、規則的な配列がなされている点の位置を「×」により示している。図２（ａ）においては、この規則的な配列は、最も近い規則的な配列がなされている点同士を結んだ形状が、三角形となるような配列である。ここで、垂線とは、規則的な配列がなされている点と、隣り合う規則的な配列がなされている点とを結ぶ線分に対する垂線を言う。

また、ある第１の方向に対して底部の平均的な間隔がＰ_１となるように底部を配列させてもよい。このとき第１の方向と直交する方向を第２の方向として、第１の方向に形成される底部の列の各底部の位置の重心が間隔Ｐ_２となるように配置させてもよい。このような配列は規則的な配列をもとにしていないため規則配列による周期性の影響をより低減することができる。このような配列の例を図３に示す。図３は底部の位置を「●」で示している。図３において第１の方向に複数の底部の列を配置しておりその一部の底部の列の第２の方向の重心位置を点線５１ａ、点線５１ｂ、点線５１ｃ、点線５１ｄで示している。重心位置が点線５１ａとなる底部の列において、第１の方向の底部の間隔はそれぞれＰ_１１、Ｐ_１２、…、Ｐ_１７となっており、その平均値はＰ_１となっている。また、第２の方向の重心位置である点線５１ａ、点線５１ｂ、点線５１ｃ、点線５１ｄの間隔がそれぞれＰ_２となるように各底部の列の中の底部の位置は第２の方向に対して不規則になっている。図３では図面の下方向から奇数番目の底部の列の左端の底部の第１の方向の重心位置（点線５３）と、図面の下方向から偶数番目の底部５２の列の左端の底部の第１の方向の重心位置（点線５４）とがＰ_１／２となるように配置されており、３^０．５／２×Ｐ_１＝Ｐ_２を満たすようになっている。底部の列の中の第１の方向の底部の間隔は（１±０．２５）Ｐ_１であると好ましく、（１±０．１５）Ｐ_１であるとより好ましい。また、底部の列の第２の方向の重心位置に対してそれぞれの底部の位置が重心位置に対して±０．２５Ｐ_２となることが好ましく、±０．１５Ｐ_２であるとより好ましい。

また、底部の配列に不規則性がある場合、領域内の一部の範囲で底部の配列が点対称または線対称となる配置を含むようにしてもよい。このようにすることである方向の正の方向と負の方向で非対称性が生じにくくすることができる。

なお、図２（ａ）においては、三角の規則的な配列がなされている点の位置「×」に対して、ピッチの３／２０内の領域に底部「●」が分布する場合を示している。光学素子１０は複数の領域を有しており、図２（ａ）に示す場合では、領域１５ａ、領域１５ｂ、領域１５ｃ、領域１５ｄの４つの領域に分かれている。各々の領域１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、基準配列を有しており、点の位置「×」により示されている。

例えば、点の位置「×」が最近接となる配列方向は、領域１５ａでは０°、領域１５ｂでは１５°、領域１５ｃでは３０°、領域１５ｄでは４５°傾いて配列するように形成されている。

点の位置「×」が最近接となるものの配列方向が、例えば、０°のみの一方向である場合には、後述するように、直交する方向における出射光の出射角度は異なった値となる。しかしながら、光学素子に複数の領域を設け、各々の領域において、点の位置「×」が最近接となる配列方向を領域ごとに変えることにより、直交する方向における出射光の出射角度の相違を緩和することができ、出射光の強度分布を特定の方向に偏らないようにすることができる。

よって、本実施の形態における光学素子では、少なくとも２つの領域を有しており、これらの領域においては、点の位置「×」が最近接となるものの配列方向が異なっている。よって、ある規則配列の配列方向が、ある点を中心に回転したものであってもよい。また、各々の領域ごとに、例えば、三角配列と正方配列のように配列方法が異なったものであってもよい。基準配列は配列の点が長方形となる場合であってもよい。

図２（ａ）における構造体１２ａと構造体１２ｂの底部を結ぶ一点鎖線２Ａ−２Ｂにおいて切断された断面図を図２（ｂ）に示す。

図２（ｂ）に示されるように、凹部１２ａの底部１３ａと凹部１２ｂの底部１３ｂとは、深さ方向における位置は異なっており、凹部１２ａを形成する面と凹部１２ｂとを形成する面とが同一の曲率を有しているような場合には、凹部１２ａと凹部１２ｂとの境界となる点１４ａは底部１３ａと底部１３ｂとの２等分線上には位置しない。なお、隣り合う底部において深さ方向の位置が一致している場合については点線で示すが、この場合には境界となる点１４ｂは底部１３ａと底部１３ｂ_１の２等分線上となる。

一般的には、ガラスなどの基材をウェットエッチングすることにより凹部を形成する場合には、隣り合う凹部の表面における曲率は同程度となる。このため、凹部の底部における深さ方向の位置が大きく異なると、境界となる点１４ａの位置が、２等分線上から大きくずれてしまう。

なお、境界となる点１４ｂの位置で凹部が隣り合う場合には、隣り合う凹部の表面における傾斜角度は同一となり、境界となる点１４ｂにおける凹部の傾斜角度を所定の拡散角度にすることができ、所定の拡散角度範囲内に効率よく光を拡散させることができる。一方、境界となる点１４ａの位置で凹部が隣り合う場合には、隣り合う凹部の表面における傾斜角度は異なり、所定の拡散角度に対して凹部における傾斜角度が一方では小さく、他方では大きくなる。この場合、所定の拡散角度範囲外に光が拡散する量が増える。

以上より、凹部１２の底部１３の深さ方向における位置が、大きく異なる場合には、所定の拡散角度範囲外の光が生じやすくなるため、凹部１２の底部１３の深さ方向における位置の違いは、小さい方が好ましい。しかしながら、凹部１２の底部１３の深さ方向における位置が、すべて同じである場合には、直進透過する光の成分が増大する。よって、直進透過する光の成分を低減するため、直進透過する光の成分に回折現象を生じさせて、拡散させる方法がある。

回折現象を生じさせるためには、底部１３の深さ方向における位置によって生じる光路差が２／７波長以上であることが好ましい。また、最も効率よく回折現象を生じさせるためには、底部１３の深さ方向における位置によって生じる光路差が波長程度であることが好ましいが、回折現象においては光路差の波長の剰余を考慮すればよいことと、加工による制御性を考慮すると、底部１３の深さ方向における位置によって生じる光路差が、波長の１０倍以下であることが好ましい。

以上、光学素子が透過型の光学素子である場合について説明したが、上記内容は、凹部１２が形成される基材１１の屈折率をｎ１、凹部１２の周囲の媒質の屈折率をｎ２、入射する光束の波長をλとした場合、下記の（１）に示す式であらわされる。

２／７≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｄ｜／λ≦１０・・・・（１）

なお、本実施の形態における光学素子では、更には、下記の（２）に示される条件であることが好ましく、また、下記の（３）に示される条件であることがより一層好ましい。

２／７≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｄ｜／λ≦５・・・・・（２）

２／７≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｄ｜／λ≦２・・・・・（３）

また、凹部１２の底部１３の深さ方向における位置は、任意の位置にするのではなく、複数の水準（複数の深さ位置）となるように形成してもよい。この場合、深さ方向における位置が２水準（深さ位置が２値）以上であれば、上述した回折現象を得ることができるが、より効率的に回折現象を生じさせるためには、深さ方向における位置が４水準（深さ位置が４値）以上とすることがより好ましい。また、効率的に回折現象を生じさせるためには、底部１３が特定の深さの位置に多く分布しないことが好ましく、２水準の場合には、ある特定の深さ方向における位置に、７５％より多く底部１３が分布していないことが好ましく、更に、４水準以上の場合には、ある特定の深さ方向における位置に、５０％より多くの底部１３が分布していないことが好ましい。

また、基材１１が反りを有している場合や、数１００μｍ以上の長いピッチで凹凸となるうねりを有している場合や、ウェットエッチング加工によって基材１１が長いピッチのうねりを有するような場合がある。このような場合、基材１１の反りやうねりによる凹凸によって素子の全面で（１）に示す式を満たさない場合があるが、このような場合、少なくとも隣り合う底部が（１）に示す式を満たすようにしてもよい。

また、底部１３ｂと凹部１２ａと凹部１２ｂの境界である点１４の高さ方向の変位量を変位量Δｚとした場合、変位量Δｚによって発生する光路差が入射する光の波長に比べて小さい値となると光に対して凹部が所望の作用をしない場合がある。したがって、変位量Δｚを素子内で平均化した値をΔｚ_ａｖｇとして、Δｚ_ａｖｇが２／７≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｚ_ａｖｇ｜／λを満たすようにすることが好ましく、Δｚ_ａｖｇが１／２≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｚ_ａｖｇ｜／λを満たすようにするとより好ましく、Δｚ_ａｖｇが３／４≦｜（ｎ１−ｎ２）×Δｚ_ａｖｇ｜／λを満たすようにするとさらに好ましい。Δｚ_ａｖｇは凹部の平均的な形状を求め、底部同士の平均的な間隔の半値をｒ_ａｖｇとして原点からｒ_ａｖｇにおける平均的な形状の高さによって近似させてもよい。例えば、凹部の平均的な形状が曲率半径Ｒ_ａｖｇの球面である場合、原点からｒ離れた球面の高さはＲ_ａｖｇ−（Ｒ_ａｖｇ ^２−ｒ^２）^１／２によって求めることができるのでΔｚ_ａｖｇ＝Ｒ_ａｖｇ−（Ｒ_ａｖｇ ^２−ｒ_ａｖｇ ^２）^１／２によって求めてもよい。

光学素子１０が透過型の光学素子の場合には、表面に凹部１２が形成される基材１１を形成している材料としては、ガラスや樹脂などの透明材料を用いることができる。なお、レーザ等の光源からの光を入射するような場合には、耐光性が高いガラス等の無機材料を用いることが好ましい。

また、本実施の形態においては、光学素子１０の表面に、不図示の反射防止膜等の光学薄膜を成膜してもよい。

（光学素子の製造方法）
次に、本実施の形態における光学素子の製造方法について説明する。本実施の形態における光学素子１０の製造方法には、基材１１をウェットエッチングすることにより形成する方法、グレースケール露光によりレジストパターンを形成した後、基材１１をドライエッチングすることにより形成する方法、成形型等によるプレス成形により形成する方法、インプリント等による方法が挙げられる。

基材１１をウェットエッチングすることにより、本実施の形態における光学素子を製造する製造方法の例として、以下に４つの製造方法について説明する。

（光学素子の製造方法１）
最初に、図４に基づき光学素子の製造方法１について説明する。

この方法では、まず、図４（ａ）に示すように、ガラス等により形成された基材１１の上に、パターニングされたマスク２１と、マスク２１の開口部における基材１１にザグリ部２２を形成する。マスク２１及びザグリ部２２の形成方法は、フォトリソグラフィとエッチング、リフトオフなどのプロセスを組み合わせた加工により形成する方法や、ブラスト加工などの方法を用いて形成することができる。

ブラスト加工では、一般的に、ザグリ部２２の深さや、マスク２１の開口部の大きさを制御するのが難しいため、フォトリソグラフィとエッチング、リフトオフなどのプロセスを組み合わせた加工により形成する方法が好ましい。フォトリソグラフィとエッチングを組み合わせて形成する方法の場合、ザグリ部２２を形成する際には、ドライエッチングを用いることができ、この場合、ザグリ部２２の底面２２ａは平面状に加工される。

次に、図４（ｂ）に示すように、基材１１の上にマスク２１が形成されており、基材１１において、マスク２１の開口部が形成されている領域にはザグリ部２２が形成されているものをウェットエッチングする。これにより、ザグリ部２２を起点として基材１１の一部がウェットエッチングにより除去され、基材１１の表面に凹部１２が形成される。ウェットエッチングにおいては、基材１１は等方的にエッチングにより除去されるため、凹部１２の底部は平坦部２３により形成される。よって、凹部１２の表面は、平坦部２３と曲面部２４とにより形成される。曲面部２４では、断面が円弧となる曲面形状となるが、マスク２１がウェットエッチングにおける耐性があまりない場合には、マスク２１の剥がれ等によって、凹部１２におけるエッジ部分の形状が、円弧からずれる場合がある。この場合には、断面のうち平坦部２３に接続する曲面部２４の少なくとも一部が円弧となる曲面形状となる。マスク２１を形成している材料としては、パターニング加工が可能であってウェットエッチング耐性の高いものであることが好ましく、例えば、クロムやモリブデン等の金属材料により形成されている。

次に、図４（ｃ）に示すように、マスク２１を除去することにより、本実施の形態における光学素子１０を作製することができる。

なお、凹部１２における平坦部２３は、図１及び図２等における底部１３に相当する部分であり、基材１１の厚み方向に対し垂直となる面により形成されている。平坦部２３と曲面部２４との境界は、曲率半径の値を断面方向において計測することにより求めることができる。この場合、平坦部２３と曲面部２４との境界近傍における曲率半径は、ある一定値の曲率半径から無限大の曲率半径へと変化するものとして観察される。このような変化は、理想的には急峻な変化となるが、境界における変化が急峻な変化とならないような場合には、曲面部２４の曲率半径のα倍以上の領域等の所定の曲率半径以上の領域を平坦部２３とみなすこともできる。なお、αの値は、１．１以上であることが好ましい。このような曲率半径等の測定には、３次元計測器を用いることができる。また、曲面部２４の曲率が大きくなるような場合には、３次元計測器のＳ／Ｎの範囲内では、曲率半径の変化を確認することができない場合がある。しかしながら、このような場合には、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡等により凹部１２の形状を観察することにより、平坦部２３と曲面部２４との境界及び平坦部２３の大きさを求めてもよい。

（光学素子の製造方法２）
次に、図５に基づき光学素子の製造方法２について説明する。

図４に示す方法では、ガラス等の基材１１に、ザグリ部２２を形成したが、この場合、基材１１を形成しているガラスの種類によっては、ザグリ部２２を形成するためのドライエッチングによる加工に、極めて長い時間を要する場合があり、更には、殆どドライエッチングすることができず、ザグリ部２２を形成することができない場合がある。図５に示す方法は、あらかじめ基材１１の表面に、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５などのドライエッチングが可能な薄膜層２５を形成する方法である。

具体的には、最初に、図５（ａ）に示すように、基材１１の表面に、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等のドライエッチングが可能な薄膜層２５を成膜し、薄膜層２５の上に、マスク２１を形成するとともに、薄膜層２５において、マスク２１の開口部の一部に、ザグリ部２６を形成する。これにより、容易にザグリ部２６を形成することができ、後のウェットエッチングによる加工が可能になる。

次に、図５（ｂ）に示すように、基材１１の上に薄膜層２５及びマスク２１が積層して形成されており、薄膜層２５にザグリ部２６が形成されているものをウェットエッチングすることにより、薄膜層２５及び基材１１の一部が除去される。この際、基材１１においては、ウェットエッチングにより等方的に除去される。これにより、基材１１に凹部１２を形成することができる。

次に、図５（ｃ）に示すように、マスク２１及び薄膜層２５を除去することにより、本実施の形態における光学素子１０を作製することができる。

薄膜層２５を形成するための材料としては、ガラスよりもウェットエッチングのレートが小さいものを選択することが好ましい。例えば、ＨａｉｘｉｎＺｈｕｅｔａｌ．，Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．１９（２００９）０６５０１３には、様々なガラス材料に対するウェットエッチングのレートが記載されている。これによれば、ＳｉＯ_２と組成が同じ石英とガラス材料ではウェットエッチングのレートが１０倍以上異なる場合がある。

基材１１とＳｉＯ_２のウェットエッチングのレートの比率をｒ、薄膜層２５のザグリ部２６の底部の深さ方向における位置の分布範囲をΔＤとした場合、最終的な凹部１２の底部１３の深さ方向における位置の分布範囲Δｄは、Δｄ＝ｒΔＤとなる。よって、例えば、ｒが１０であり、必要なΔｄが１μｍである場合、ΔＤは１００ｎｍとなる。このように、各種ガラス材料の加工が可能になることのほかに、ザグリ部２６における加工量を小さくすることができるため、ドライエッチングのほかにリフトオフやゾルゲルにより、薄膜層２５にザグリ部２６を形成することができる。

薄膜層２５を形成するための材料としては、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等のほかに、ゾルゲル、有機材料を用いることができる。ゾルゲルや有機材料を用いる場合には、インプリントプロセスによって薄膜層２５をパターニングしてもよい。

（光学素子の製造方法３）
次に、図６に基づき光学素子の製造方法３について説明する。

図６に示す方法は、図５に示す方法と同様に、薄膜層を用いて深さ方向の底部の位置を調整するものであるが、薄膜層にザグリ部を形成するのではなく、パターニングされたマスク２１の一部の開口部に、薄膜層２７を形成するものである。これにより、薄膜層２７の厚みの違いによってウェットエッチング液が基材１１に到達するまでの時間を調整することができ、形成される凹部１２の底部１３の深さ方向における位置を異なる位置にすることが可能となる。

図６に示す製造方法では、最初に、図６（ａ）に示すように、基材１１の表面に開口部を有するマスク２１を形成し、マスク２１の開口部が形成されている領域の一部において、基材１１及びマスク２１の上に、薄膜層２７を形成する。

次に、図６（ｂ）に示すように、基材１１の上にマスク２１及び薄膜層２７が形成されているものをウェットエッチングすることにより、薄膜層２７及び基材１１の一部が除去される。この際、基材１１においては、ウェットエッチングにより等方的に除去される。これにより、基材１１に凹部１２を形成することができる。

次に、図６（ｃ）に示すように、マスク２１を除去することにより、本実施の形態における光学素子１０を作製することができる。

なお、図６に示す場合では、マスク２１の上に薄膜層２７を形成した場合について説明したが、開口部を有する薄膜層２７を形成した上に、マスク２１を形成してもよい。薄膜層２７を形成している材料は、薄膜層２５を形成している材料と同様のものを用いることができ、形成方法も薄膜層２５の場合と同様の方法により形成することができる。

（光学素子の製造方法４）
次に、図７に基づき光学素子の製造方法４について説明する。

図５に示す方法では薄膜層２５を形成することにより、また、図６に示す方法では薄膜層２７を形成することにより、凹部１２の底部１３における深さ方向の位置が異なるように形成するものである。これに対し、図７に示す方法は、マスク２８における開口部の大きさを変えることにより、凹部１２の底部１３における深さ方向の位置を変えるものである。なお、マスク２８は、上述したマスク２１と同様の材料により形成されている。

図７に示す製造方法では、最初に、図７（ａ）に示すように、基材１１の表面に開口部の大きさの異なるマスク２８を形成する。

次に、図７（ｂ）に示すように、基材１１にマスク２８が形成されているものをウェットエッチングすることにより、マスク２８の開口部における基材１１が除去される。この際、基材１１においては、ウェットエッチングにより等方的に除去される。これにより、基材１１に凹部１２を形成することができる。

次に、図７（ｃ）に示すように、マスク２８を除去することにより、本実施の形態における光学素子１０を作製することができる。

なお、図４から図６に示される方法では、マスク２１に形成された開口部からガラスにより形成された基材１１をウェットエッチングにより除去するものである。この場合、マスク２１の基材１１との間におけるエッチング液とマスク２１の外側のエッチング液との入れ替り効率は、マスク２１の開口部の大きさに依存するものと考えられる。よって、マスクの開口部が大きい場合には、マスクの開口部が小さい場合に比べて、エッチング液の入れ替りが効率的に行われるため、ウェットエッチングにおけるエッチングレートを高くすることができる。ウェットエッチングにおけるエッチングレートの違いは、凹部１２における深さの違いとなるため、凹部１２における底部１３の深さ方向における位置が異なるように形成することができる。図７に示す方法により光学素子を作製した場合には、形成される平坦部２３と曲面部２４とを有する凹部１２は、平坦部２３が形成されている深さ方向における位置が深いほど、平坦部２３が大きくなるように形成される。

なお、図７に示す光学素子の製造方法においては、マスク２８の開口部が大きすぎると、凹部１２における平坦部２３の占有面積が大きくなるため、マスク２８の開口部は、幅が１０μｍ以下となるように形成されていることが好ましく、更には、幅が５μｍ以下となるように形成されていることがより好ましい。また、底部の位置が不規則な場合には、底部どうしの間隔が不規則となるため、ウェットエッチングの過程で隣り合う凹部１２を隔てる基材１１が消失するのに必要な時間が変化する場合がある。このような場合、ウェットエッチング液の状態がそれぞれの凹部で変化することによってそれぞれの凹部におけるエッチングレートが変化する場合がある。このような場合、マスク２１の開口部の大きさが同一であっても底部１３の深さ方向を変化させることができる。

また、図４から図７に示す方法では、マスク２１及び２８の剥がれや、エッチング液の局所的な濃度分布が生じる場合があると、所望の形状の凹部１２が形成されない場合がある。よって、曲面部２４の曲率半径は、曲率半径の平均値に対して±３０％以内となるように形成することが好ましく、±１０％以内となるように形成することがより好ましい。

また、上記のような製造方法を用いる場合、図２（ｂ）に示すように底部１３ｂの位置が深いほど点１４ａの位置が点１４ｂから離れることとなる。したがって、図２（ａ）のような平面図におけるそれぞれの凹部１２が占有する多角形の面積と底部１３の深さには相関がでることになる。したがって、作製した素子と設計の間の差異を判断する指標として凹部１２が占有する多角形の面積と底部１３の深さの相関を用いることができる。ここで、凹部１２が占有する多角形の面積と底部１３の深さの相関係数を計算した際に相関係数の絶対値が０．２以上となるように光学素子を加工することが好ましく、相関係数の絶対値が０．４以上となるように光学素子を加工することが好ましい。図８（ａ）はモリブデンを用いて、平均ピッチ、開口がそれぞれ６０μｍ、φ３μｍとなるようにマスク２１を形成してウェットエッチングした光学素子の表面を観察したものである。凹部の多角形が占有する面積と高さ方向の底部の位置を９か所測定し、凹部の多角形が占有する面積の最小値で規格化した面積比と高さ方向の位置を計測した結果を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）では面積比と高さ方向の位置に負の相関がみられており、相関係数を計算すると−０．６４であった。

（他の構造の光学素子）
次に、本実施の形態における他の構造の光学素子について説明する。

図９に示す構造の光学素子３０は、基材３１の表面に複数の凸部３２が形成されている構造のものである。なお、図９（ａ）は、本実施の形態における光学素子の平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における一点鎖線９Ａ−９Ｂにおいて切断した断面図を模式的に示す。この光学素子３０においては、基材３１は、光学素子１０における基材１１と同様の材料を用いることができる。また、この光学素子３０では、凸部３２の頂上部３３が、光学素子１０の凹部１２の底部１３に対応しており、凸部３２の頂上部３３の高さ方向における位置は、底部１３の深さ方向における位置に対応している。

複数の凸部３２が形成されている光学素子３０の製造方法として、グレースケールマスクや成形型によって所定のレジスト形状を形成し、ドライエッチングによって基材に転写させる方法や、プレス成形によって基材の表面に成形型の凹凸を転写する方法を用いることができる。また、基材と成形型の間に樹脂材料を配置させ樹脂材料に凹凸を転写させる方法を用いることができる。

ドライエッチングやプレス成形する場合、高さ方向の平均的な変位量Δｚ_ａｖｇが大きいとドライエッチングのエッチング量が大きくなり加工が困難になる、また、プレス成形を用いる場合は加工の欠点が生じるなどの問題が生じるため、加工の観点からも式（１）〜式（３）のいずれかを満たすことが好ましい。

上記の加工方法における成形型として切削による成形型のほかに、製造方法１〜４に記載の方法によって加工した成形型を用いることができる。また、製造方法１〜４に記載の方法によって加工した成形型のレプリカを作成することでそのレプリカを成形型として使用してもよい。

また、図１０に示す構造の光学素子４０は、反射型の光学素子であって、基材４１の表面に複数の凹部４２が形成されており、凹部４２が形成されている面に反射膜４４が形成されている構造のものである。なお、図１０（ａ）は、本実施の形態における光学素子の平面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における一点鎖線１０Ａ−１０Ｂにおいて切断した断面図を模式的に示す。この光学素子４０においては、凹部４２には、凹部１２における底部１３と同様に底部４３が形成されている。反射膜４４は、誘電体多層膜や金属膜により形成することができる。この光学素子４０においては、凹部４２の周囲の媒質の屈折率をｎ２、入射する光束の波長をλとした場合、下記の（４）に示す式の関係にある。

２／７≦｜２×ｎ２×Δｄ｜／λ≦１０・・・・・（４）

なお、本実施の形態における光学素子では、更には、下記の（５）に示される条件であることが好ましく、また、下記の（６）に示される条件であることがより一層好ましい。

２／７≦｜２×ｎ２×Δｄ｜／λ≦５・・・・・・（５）

２／７≦｜２×ｎ２×Δｄ｜／λ≦２・・・・・・（６）

また、一般的には、底部４３の深さ方向における位置に対応する光路長差（ΔＬ）を用いる場合には、下記の（７）に示す式の関係にある。

２／７≦｜ΔＬ｜／λ≦１０・・・・・・（７）

前述したように、底部４３の深さ方向における位置の分布は、小さい方が好ましいので、下記の（８）に示す関係にあることが好ましく、更には、下記の（９）に示す関係にあることが好ましい。

２／７≦｜ΔＬ｜／λ≦５・・・・・・・（８）

２／７≦｜ΔＬ｜／λ≦２・・・・・・・（９）

図１０に示される光学素子４０においては、基材４１は、ガラスの他、金属や半導体等の不透明な材料を用いることができる。

（投影装置）
次に、本実施の形態における投影装置について説明する。図１１には、本実施の形態における投影装置１００の構造を模式的に示す。投影装置１００は、レーザ光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、レンズ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、光学素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、レンズ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、空間光変調器１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、合波プリズム１１６、レンズ１１７を有している。なお、本実施の形態においては、レーザ光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃより出射されたレーザ光等を光束と記載する場合がある。また、本実施の形態における投影装置１００においては、上述した本実施の形態における光学素子１０等が、光学素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃとして用いられている。

レーザ光源１１１ａは、例えば、赤色の波長域におけるレーザ光を出射するものであり、レーザ光源１１１ａより出射されたレーザ光は、レンズ１１２ａによってレーザ光の発散角度が調整され、光学素子１１３ａによって拡散され、再び、レンズ１１４ａによって発散角度が調整され、空間光変調器１１５ａを介し、合波プリズム１１６に入射する。空間光変調器１１５ａでは、例えば、画素ごとにレーザ光の透過、非透過の制御がなされ、赤色に対応する像が形成される。

レーザ光源１１１ｂは、例えば、緑色の波長域におけるレーザ光を出射するものであり、レーザ光源１１１ｂより出射されたレーザ光は、レンズ１１２ｂによってレーザ光の発散角度が調整され、光学素子１１３ｂによって拡散され、再び、レンズ１１４ｂによって発散角度が調整され、空間光変調器１１５ｂを介し、合波プリズム１１６に入射する。空間光変調器１１５ｂでは、例えば、画素ごとにレーザ光の透過、非透過の制御がなされ、緑色に対応する像が形成される。

レーザ光源１１１ｃは、例えば、青色の波長域におけるレーザ光を出射するものであり、レーザ光源１１１ｃより出射されたレーザ光は、レンズ１１２ｃによってレーザ光の発散角度が調整され、光学素子１１３ｃによって拡散され、再び、レンズ１１４ｃによって発散角度が調整され、空間光変調器１１５ｃを介し、合波プリズム１１６に入射する。空間光変調器１１５ｃでは、例えば、画素ごとにレーザ光の透過、非透過の制御がなされ、青色に対応する像が形成される。

合波プリズム１１６では、空間光変調器１１５ａからのレーザ光、空間光変調器１１５ｂからのレーザ光、空間光変調器１１５ｃからのレーザ光が入射し、合波された後出射される。このように、合波プリズム１１６より出射された合波されたレーザ光の光束は、レンズ１１７を介して、スクリーン１１８に投影される。

本実施の形態においては、レーザ光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃとしては、半導体レーザや第二次高調波を発生させる固体レーザなど各種レーザを用いることができる。また、レーザは複数用いてもよい。レーザ光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃはレーザそのものに限られず、レーザ光源１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃに相当するものとして、光ファイバーなどを用いてレーザ光源からの光束を伝播させたものの出射口であってもよい。

また、図１１においては、赤、緑、青の各光束に対してレーザを用いているが、赤、緑、青のうち１または複数の光源に対してレーザを用いていればよい。光学素子１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃは、赤、緑、青のすべての光束に対して用いる必要はなく、赤、緑、青の光束のうち１つ以上の光束に対して用いていればよい。

空間光変調器１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃとしては、ＬＣＯＳ（ＬｙｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｏｎＳｉｌｉｃｏｎ）やＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｒｒｏｒＤｅｖｉｃｅ）を用いることができる。図１１においては、ＬＣＯＳを用いた例を示しているが、ＤＭＤは反射型の空間光変調器であるため、図１１に示すような透過型の配置とするのではなく、合波プリズム１１６の後段にＤＭＤを設置し、ＤＭＤからの反射光をレンズ１１７によって投影する配置とすればよい。

次に、本実施の形態における投影装置であって、他の構造の投影装置について説明する。図１２は、本実施の形態における他の構造の投影装置２００を模式的に示すものである。この投影装置２００では、光源として青色のレーザ光源２０１を用いており、青色のレーザ光源から出射される光束は、第１の光学素子２０２とダイクロイックミラー２０３を透過した後、レンズ２０４を介し蛍光ホイール２０５に照射される。第１の光学素子２０２には、上述した本実施の形態における光学素子１０等が用いられている。

図１３に示されるように、蛍光ホイール２０５は、光学素子領域２０５ａ、緑色蛍光体領域２０５ｂ、赤色蛍光体領域２０５ｃの３つの領域に分割されている。光学素子領域２０５ａは、第２の光学素子が形成されており、緑色蛍光体領域２０５ｂには、緑色発光する蛍光体（蛍光材料）により形成されており、赤色蛍光体領域２０５ｃは、赤色発光する蛍光体により形成されている。なお、光学素子領域２０５ａにおける第２の光学素子は、光学素子の実施の形態における光学素子１０と同様の構造の光学素子により形成されている。

蛍光ホイール２０５は、モータ等の回転駆動部２０５ｄにより回転させることができ、青色のレーザ光源２０１からのレーザ光が緑色蛍光体領域２０５ｂに照射された場合には緑色光を得ることができ、赤色蛍光体領域２０５ｃに照射された場合には赤色光を得ることができる。なお、青色のレーザ光源２０１からのレーザ光が光学素子領域２０５ａに照射された場合には、青色光は光学素子領域２０５ａを透過する。従って、蛍光ホイール２０５では回転駆動部２０５ｄにより回転させることにより、青色光、緑色光、赤色光を時分割させて出射させることができる。緑色蛍光体領域２０５ｂ及び赤色蛍光体領域２０５ｃにおいて発生する蛍光発光は、図１２において、点線で示される光路を通り、即ち、レンズ２０４を透過し、ダイクロイックミラー２０３において反射され、レンズ２１２に入射する。レンズ２１２を透過した後、合波ミラー２１１によって反射され、レンズ２１３を透過した後、インテグレータ２１４に照射される。本実施の形態においては、緑色蛍光体領域２０５ｂ、赤色蛍光体領域２０５ｃに代えて、または、加えて、黄色蛍光体により形成された黄色蛍光体領域を設けたものであってもよい。

酸化物系、硫化物系の蛍光体としては、黄色発光するＹＡＧ系の蛍光体（Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）、ＴＡＧ系の蛍光体（Ｔｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）や添加元素によって各色の蛍光発光が発生するシリケート系、アルカリ土類系の蛍光体などを用いることができる。また、窒化物系の蛍光体として添加元素によって各色の蛍光発光が発生するαサイアロン系（ＳｉＡｌＯＮ）、緑色の蛍光発光をするβサイアロン系（ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）、赤色の蛍光発光をするカズン系（ＣａＡｌＳｉ_３Ｎ_３：Ｅｕ）を用いることができる。また、酸窒化物系の蛍光体としてＬａ酸窒化物（ＬａＡｌ（Ｓｉ_６−ｚＡｌ_２）Ｎ_１０−ｚＯ_２：Ｃｅ）を用いることができる。

蛍光ホイール２０５の光学素子領域２０５ａにおける第２の光学素子に青色の光束が照射された場合、第２の光学素子によって拡散され、第２の光学素子を透過した青色の光束は、レンズ２０６によって発散角を変換される。この後、青色の光束は、ミラー２０７で反射され、レンズ２０８を透過し、ミラー２０９で反射され、レンズ２１０を透過し、合波ミラー２１１を透過し、レンズ２１３を透過した後、インテグレータ２１４に照射される。

インテグレータ２１４から出射される青色、緑色、赤色の光束はレンズ２１５を透過した後、ミラー２１６によって反射され、レンズ２１７を透過し、ミラー２１８で反射された後、空間光変調器２１９に照射される。空間光変調器２１９においては像が形成されており、形成された像は、投影レンズ２２０を介して外部の不図示のスクリーンに投影される。

ここで、第１の光学素子２０２は、蛍光ホイール２０５における蛍光体に照射される光の強度分布を均一化する機能を有している。蛍光ホイール２０５における蛍光体は、蛍光材料をシリコン樹脂などに混ぜたものであり、高い尖頭値を有する青色の光束を照射すると、高い尖頭値の青色光が照射された領域において、シリコン樹脂の劣化などが生じる。このような劣化を低減するために、第１の光学素子２０２は用いられている。このように、第１の光学素子２０２を用いることにより、通常の拡散板のように山型の出射光分布とはならずに、トップハット型の出射光分布を実現できるため光束の尖頭値が下がり、より強度の大きい光束を蛍光体に照射することができる。また、蛍光ホイール２０５における光学素子領域２０５ａの第２の光学素子は、空間的な強度分布を均一化する機能を有しており、回転させることにより、より均一性を高めることができる。

次に、本実施の形態における実施例について説明する。なお、例１〜例４、例１１、例１２は比較例であり、例５〜例１０、例１３、例１４は実施例である。

（例１）
最初に、例１における光学素子について、図１４に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１４（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１４（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、ピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となるように面内に配列させたものである。開口をパターニング後ウェットエッチングによって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は４８０μｍとなる。加工後の光学素子の平面形状は図１４（ｂ）のようになる。図１４（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１４（ｃ）に示す。計算は図１４（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１４（ｃ）に示すように、規則配列による回折が生じ特定の方向に強い光が生じている。図１４（ｄ）に図１４（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。また、図１４（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると７５．２％であった。

（例２）
次に、例２における光学素子について、図１５に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１５（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１５（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、ピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図１５（ｂ）のようになる。図１５（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１５（ｃ）に示す。計算は図１５（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１５（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されているものの、規則配列の配列にしたがった強度分布が生じている。図１５（ｄ）に図１５（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図１５（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が異なっている。また、図１５（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると７１．２％であった。

（例３）
次に、例３における光学素子について、図１６に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を９０ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１６（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１６（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、ピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して１段の深さの間隔が１１．２５ｎｍとなるように８値の深さとなるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は９００ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の８値のある水準に５０％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図１６（ｂ）のようになる。図１６（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１６（ｃ）に示す。計算は図１６（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１６（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されているもの、規則配列の配列にしたがった強度分布が生じている。図１６（ｄ）に図１６（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図１６（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が異なっている。また、図１６（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると７０．６％であった。

（例４）
次に、例４における光学素子について、図１７に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１７（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１７（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、ピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となるように面内に配列させたものに対してピッチの１０％の値で位置に不規則性を導入したものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図１７（ｂ）のようになる。図１７（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１７（ｃ）に示す。計算は図１７（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１７（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されているものの、規則配列の配列にしたがった強度分布が生じている。図１７（ｄ）に図１７（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図１７（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が異なっている。また、図１７（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると７１．３％であった。

（例５）
次に、例５における光学素子について、図１８に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１８（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１８（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となり、配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニング後ウェットエッチングによって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は４８０μｍとなる。加工後の光学素子の平面形状は図１８（ｂ）のようになる。図１８（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１８（ｃ）に示す。計算は図１８（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１８（ｃ）に示すように、特定の方向に強い光が生じていない。図１８（ｄ）に図１８（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図１８（ｄ）に示すように、水平方向と垂直方向で出射角度は同程度となっている。また、図１８（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると７５．４％であった。

（例６）
次に、例６における光学素子について、図１９に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図１９（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図１９（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となり、配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図１９（ｂ）のようになる。図１９（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図１９（ｃ）に示す。計算は図１９（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図１９（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図１９（ｄ）に図１９（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図１９（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度は同程度となっている。また、図１９（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると６９．８％であった。

（例７）
次に、例７における光学素子について、図２０に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を９０ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２０（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２０（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となり、配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して１段の深さの間隔が１１．２５ｎｍとなるように８値の深さとなるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は９００ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の８値のある水準に５０％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２０（ｂ）のようになる。図２０（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２０（ｃ）に示す。計算は図２０（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２０（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２０（ｄ）に図２０（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２０（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が同程度となっている。また、図２０（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると６９．５％であった。

（例８）
次に、例８における光学素子について、図２１に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２１（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２１（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となる基本配列に対して１０％の不規則性を導入したものとなっており、基本配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２１（ｂ）のようになる。図２１（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２１（ｃ）に示す。計算は図２１（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２１（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２１（ｄ）に図２１（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２１（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が同程度となっている。また、図２１（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると６９．５％であった。

（例９）
次に、例９における光学素子について、図２２に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２２（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２２（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となる基本配列に対して２０％の不規則性を導入したものとなっており、基本配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２２（ｂ）のようになる。図２２（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２２（ｃ）に示す。計算は図２２（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２２（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２２（ｄ）に図２２（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２２（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が同程度となっている。また、図２２（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると６５．８％であった。

（例１０）
次に、例１０における光学素子について、図２３に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２３（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２３（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となる基本配列に対して２５％の不規則性を導入したものとなっており、基本配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２３（ｂ）のようになる。図２３（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２３（ｃ）に示す。計算は図２３（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２３（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２３（ｄ）に図２３（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２３（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が同程度となっている。また、図２３（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると６３．３％であった。

（例１１）
次に、例１１における光学素子について、図２４に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２４（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２４（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となる基本配列に対して５０％の不規則性を導入したものとなっており、基本配置の方向が４つの領域で０°、１５°、３０°、４５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２４（ｂ）のようになる。図２４（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２４（ｃ）に示す。計算は図２４（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２４（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２４（ｄ）に図２４（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２４（ｄ）でみられるように水平方向と垂直方向で出射角度が同程度となっているが、図２４（ｃ）において角度±１．２５°の範囲の光を積算すると５１．５％であった。

例８から例１１において図２１（ａ）、図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）の開口部の配置を４分割した左下領域についてある点の最近隣点の方向をヒストグラムにしたものを図２５（ａ）から図２５（ｄ）にそれぞれ示す。ここで、最近隣点とはある点にもっとも近接した点のことであり、グラフでは１８０°異なる方向は同一方向としてヒストグラムを作成している。規則配列に対して１０％の不規則性を有する例８では図２５（ａ）に示すように、最近隣点の方向が３つの方向に存在している。同様に、規則配列に対して２０％の不規則性を有する例９では図２５（ｂ）に示すように−３５°、４５°、９０°付近にボトム構造が見られ、最近隣点の方向が３つの方向に存在していることがわかる。同様に、規則配列に対して２５％の不規則性を有する例１０では図２５（ｃ）に示すように−４０°、３５°、９０°付近にボトム構造が見られ、最近隣点の方向が３つの方向に存在していることがわかる。規則配列に対して５０％の不規則性を有する例１１では図２５（ｄ）に示すように最近隣点が特定の方向に偏っていない。

上記ではボトム構造の存在によって最近隣点の偏りの方向を特定したが、０°から３６０°の範囲で点が三角形をなすように配列する場合には６方向、四角形をなす場合には４方向、六角形をなす場合には３方向に最近隣点の偏りを有するため、これらの値を仮定してそのような偏りがあるかを判断してもよい。

また、不規則性の値が大きくなるほど±１．２５°の範囲に含まれる光の光量が低下している。

（例１２）
次に、例１２における光学素子について、図２６に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２６（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２６（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正方形となっている。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２６（ｂ）のようになる。図２６（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２６（ｃ）に示す。計算は図２６（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２６（ｃ）に示すように、水平または垂直方向と４５°方向に出射させる光の強度が異なっている。図２６（ｄ）に図２６（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２６（ｄ）でみられるように水平または垂直方向と４５°方向で出射角度が異なっている。

（例１３）
次に、例１３における光学素子について、図２７に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２７（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２７（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、４つの領域にピッチ５０μｍで開口位置が正方形となり、基本配置の方向が４つの領域で０°、２２．５°、４５°、６７．５°となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２７（ｂ）のようになる。図２７（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２７（ｃ）に示す。計算は図２７（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２７（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２７（ｄ）に図２７（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２７（ｄ）でみられるように水平または垂直方向と４５°方向で出射角度が同程度となっている。

（例１４）
次に、例１４における光学素子について、図２８に基づき説明する。

屈折率１．５３のガラス基材を洗浄し、薄膜層としてＳｉＯ_２を４５ｎｍ成膜し、マスクとしてモリブデンを５０ｎｍ成膜する。モリブデンを成膜後、レジストを塗布し、フォトリソグラフィ、エッチング加工によって図２８（ａ）に示した配列でφ１μｍの開口をマスクにパターニングする。なお、図２８（ａ）はおよそ１ｍｍ角内の開口の位置を示しており、２つの領域でピッチ５０μｍで開口位置が正方形となり、基本配置の方向が２つの領域で０°、４５°、となるように面内に配列させ、２つの領域でピッチ５０μｍで開口位置が正三角形となり、基本配置の方向が２つの領域で０°、３０°、となるように面内に配列させたものである。開口をパターニングしたのちに、フォトリソグラフィとエッチングによってＳｉＯ_２をパターニングし、開口部の深さが基準深さに対して０ｎｍまたは４５ｎｍの２値の値となるようにする。開口をパターニング後、ＳｉＯ_２とガラス基材のエッチングレート比が１０となるように調整されたウェットエッチング液によって４８０μｍエッチングを行う。したがって、構造体の曲面部の曲率半径は略４８０μｍとなり、構造体の深さ方向の分布範囲は４５０ｎｍとなる。ここで底部１３の位置の深さ方向の分布範囲の２値のある水準に７５％以上の底部１３が配置されないように、各底部１３の深さ方向の位置が不規則になるように配置させている。加工後の光学素子の平面形状は図２８（ｂ）のようになる。図２８（ｂ）は白黒の階調で深さを表示しており、深くなるに伴い黒くなるように表示されている。

このような構造体に対して４５０ｎｍの光を入射した場合の光の出射光分布を計算したものを図２８（ｃ）に示す。計算は図２８（ｂ）の形状から発生する位相差のフーリエ変換を求めることで行った。図２８（ｃ）に示すように、回折の影響が低減され特定の方向に出射させる光の強度が低減されている。図２８（ｄ）に図２８（ｃ）の出射光分布のうち水平方向の強度を角度０．２１度ごとに平均化し角度に対してグラフ化したものを示す。図２８（ｄ）でみられるように水平または垂直方向と４５°方向で出射角度が同程度となっている。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。また、本発明の光学素子は投影装置に限らず、３次元計測装置などの各種装置に用いることができる。また、照明用の拡散板、カメラのファインダー内の焦点板や、投影装置のスクリーンなど拡散状態を制御するための光学素子として用いることができる。

１０光学素子
１１基材
１２凹部
１２ａ、１２ｂ凹部
１３底部
１３ａ、１３ｂ底部
１４境界となる点
１５境界となる点
２１マスク
２２ザグリ部
２２ａ底面
２３平坦部
２４曲面部
２５薄膜層
２６ザグリ部
２７薄膜層
２８マスク
３０、４０光学素子
３１、４１基材
３２凸部
３３頂上部
４２凹部
４３底部
４４反射膜
１００投影装置
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃレーザ光源
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃレンズ
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ光学素子
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃレンズ
１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ空間光変調器
１１６合波プリズム
１１７レンズ
１１８スクリーン
２００投影装置
２０１レーザ光源
２０２第１の光学素子
２０３ダイクロイックミラー
２０４レンズ
２０５蛍光ホイール
２０６、２０８、２１０、２１２、２１３、２１５、２１７レンズ
２０７、２０９、２１６、２１８ミラー
２１１合波ミラー
２１４インテグレータ
２１９空間光変調器
２２０投影レンズ

Claims

基材の表面には、複数の凹部が形成されており、
前記凹部は、曲面により形成される曲面部を有しており、
前記複数の凹部における底部は、不規則に形成されており、
前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、
各々の前記底部は、対応する所定のピッチＰで配列されている点の位置を中心に、半径が０．１５×Ｐの円の範囲内に１つ存在するものであって、
前記複数の領域ごとに、前記所定のピッチＰで配列されている点の配列方向が異なることを特徴とする光学素子。
基材の表面には、複数の凸部が形成されており、
前記凸部は、曲面により形成される曲面部を有しており、
前記複数の凸部における頂上部は、不規則に形成されており、
前記基材の表面は、複数の領域に分割されており、
各々の前記頂上部は、対応する所定のピッチＰで配列されている点の位置を中心に、半径が０．１５×Ｐの円の範囲内に１つ存在するものであって、
前記複数の領域ごとに、前記所定のピッチＰで配列されている点の配列方向が異なることを特徴とする光学素子。
前記光学素子は、光を透過することを特徴とする請求項１または２に記載の光学素子。
前記光学素子は、光を反射することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
前記所定のピッチＰで配列されている点の配列方向は、前記所定のピッチＰで配列されている点が最近接となる方向であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学素子。
前記所定のピッチＰで配列されている点の最近接となる点を結んだ形状は三角形であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
請求項１から６のいずれかに記載の光学素子と、
前記光学素子に入射する光を出射する光源と、
を備えた投影装置。