KR20070027580A

KR20070027580A - 굴절률 변조형 회절 광학 소자와 그것을 포함하는 프로젝터

Info

Publication number: KR20070027580A
Application number: KR1020067026215A
Authority: KR
Inventors: 도시히코 우시로; 다카시 마츠우라
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2007-03-09
Also published as: EP1783519A4; JP2005326666A; EP1783519A1; US20070223093A1; WO2005111673A1; TW200604580A; CN1954243A; CA2564936A1

Abstract

굴절률 변조형 회절 광학 소자는 투광성 기판상에 형성된 투광성 DLC막을 포함하고, 이 DLC막은 광의 회절을 발생시키도록 상대적으로 고굴절률인 복수의 영역과 상대적으로 저굴절률인 복수의 영역을 포함하도록 굴절률 변조되어 있으며, 이 굴절률 변조는 DLC막에 입사하는 광 빔의 단면에 있어서의 강도 분포를 소정의 조사면상에 있어서 균일한 강도 분포로 변환하도록 회절 작용을 일으키는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

굴절률 변조형 회절 광학 소자와 그것을 포함하는 프로젝터{REFRACTIVE INDEX MODULATION DIFFRACTION OPTICAL ELEMENT AND PROJECTOR COMPRISING IT}

본 발명은 광 빔 단면 중의 광강도 분포의 균일화는 물론, 그 빔 단면 형상의 정형도 행할 수 있는 회절 광학 소자의 개선에 관한 것이다. 그와 같은 회절 광학 소자는, 예컨대, 프로젝터에 있어서 바람직하게 이용될 수 있는 것이다.

최근, 대형 화상 표시 장치로서, LCD(액정 표시 장치)나 PDP(플라즈마 표시 패널) 등이 개발되어 있다. 그러나, 표시 장치의 더욱 대형화에 대한 요청을 감안하여, 프로젝터(투사형 표시 장치)가 주목받고 있다. 또, 프로젝터에는, 스크린의 정면으로부터 영상을 투영하는 것 이외에, 스크린의 배면으로부터 영상을 투사하는 리어 프로젝션(rear projection) TV 등도 있다.

프로젝터로는, 고정밀도, 고휘도의 CRT(음극선관)에 표시된 화상을 투사 표시하는 투사형 CRT 표시 장치가 종래로부터 이용되고 있다. 최근에는, 광원으로부터의 광 빔을 액정 패널에 조사하여, 그 액정 패널에 표시된 화상을 투사 표시하는 투사형 액정 표시 장치도 개발되어 있다. 또한, 미소한 거울을 매초 수천 회의 속 도로 움직임으로써 화상을 그리는 DLP(Digital Light Processing) 프로젝터도 개발되어 있다. 이들 투사형 액정 표시 장치나 DLP 프로젝터 등은 소형화나 경량화에 적합하여, 일반 가정에도 용이하게 도입될 수 있다고 하는 이점이 있다.

그러나, 프로젝터에 있어서 일반적으로 이용되는 광원으로부터의 광 빔은 그 단면에 있어서 불균일한 광강도 분포를 갖고 있다. 예컨대, 빔 단면의 중앙부에 있어서 광강도가 높고, 가장자리부로 향함에 따라 가우시안 분포 형상으로 강도가 저하하는 경향이 있다. 그와 같은 광 빔을 이용하여 액정 패널상의 화상을 스크린상에 투사하는 경우, 그 스크린의 중앙부에 비해서 가장자리부에 있어서 어둡게 되고, 스크린 전 영역에 균일한 밝기로 표시를 할 수가 없다.

또한, 광원으로부터의 광 빔은 일반적으로 원형의 단면 형상을 갖고 있다. 그러나, 프로젝터로부터의 화상을 투영하는 스크린은 일반적으로 직사각형(정방형 또는 장방형)의 형상을 갖고 있는 것이 많다. 따라서, 광 에너지의 효율적 이용을 위해, 개구(aperture) 등으로 빔 단면의 가장자리를 부분적으로 차폐하여 그 단면 형상을 정형하는 것이 아니라, 빔 단면 형상을, 예컨대, 원형에서 직사각형으로 회절에 의해 변환하는 기능을 갖는 회절 광학 소자를 이용하는 것이 바람직하다.

그래서, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 평8－313845호인 특허문헌 1은, 광 빔 단면 중의 강도 분포를 균일화시키고, 또한 그 단면 형상을 변환할 수 있는 회절 광학 소자를 개시하고 있다. 이러한 회절 광학 소자는 회절형 빔 정형 소자라고도 불린다.

도 4에 있어서, 회절형 빔 정형 소자의 작용의 일례가 모식적 사시도로 도시 되어 있다. 도 4(a)에 나타낸 빔 정형 소자(1)에 입사하는 광 빔 L1은, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 원형 단면을 갖고, 그 단면 내에 있어서 가우시안 강도 분포를 갖고 있다(도 4(b)에 있어서, 주사선의 높이를 광강도에 비례하여 나타내고 있다). 즉, 빔 L1은 그 단면의 중앙부에서 가장 높은 강도를 갖고, 가장자리부로 향함에 따라 강도가 저하하고 있다. 빔 정형 소자(1)를 통과한 광 빔 L2는 렌즈(2)에 의해 소정의 조사면(3)상에 조사된다. 이 때, 조사면(3)상에 조사된 빔 L2는, 도 4(c)에 나타내어져 있는 바와 같이, 빔 정형 소자(1)의 회절 작용에 의해 빔 단면 형상이 정방형으로 변환됨과 아울러, 그 단면 내에 있어서의 강도 분포가 균일화되어 있다(도 4(c)에 있어서도, 주사선의 높이를 광강도에 비례하여 나타내고 있다).

그런데, 회절 광학 소자로는, 릴리프(relief)형과 굴절률 변조형이 존재하는 것이 알려져 있다. 릴리프형 회절 광학 소자는, 예컨대, 포토 리소그래피와 에칭을 이용하여 석영계 유리층을 가공함으로써 형성될 수 있다. 즉, 릴리프형 회절 광학 소자에 있어서의 가공된 석영계 유리층은, 상대적으로 두꺼운 복수의 영역과 상대적으로 얇은 복수의 영역을 포함하고 있다. 그리고, 그들 두꺼운 영역을 통과한 광과 얇은 영역을 통과한 광의 위상이 서로 다른 것에 의해, 회절 효과가 발생한다.

한편, 굴절률 변조형 회절 광학 소자는, 예컨대, Ge 도핑된 석영계 유리층의 국소적 영역의 굴절률을 자외선 조사로 높이는 것에 의해 제작될 수 있다. 즉, 굴절률 변조형 회절 광학 소자에 있어서의 Ge 도핑된 석영계 유리층은, 상대적으로 높은 굴절률의 복수 영역과 상대적으로 낮은 굴절률의 복수 영역을 포함하고 있다. 그리고, 그들 높은 굴절률 영역을 통과한 광과 낮은 굴절률 영역을 통과한 광의 위상이 서로 다른 것에 의해, 회절 효과가 발생한다.

(특허문헌 1) 일본 공개 특허 공보 평8－313845호

(발명이 해결하고자 하는 과제)

상술한 굴절률 변조형 회절 광학 소자는 원리적으로는 제작 가능하지만, 실용적인 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 얻는 것은 곤란하다. 왜냐하면, 예컨대, 석영계 유리에 에너지 빔을 조사함으로써 얻어지는 굴절률 변화량은 겨우 0.01정도로서, 효과적인 회절 격자층을 형성하는 것이 곤란하기 때문이다.

따라서, 현재는, 특허문헌 1에 기술되어 있는 바와 같이, 회절 광학 소자로서 릴리프형이 이용되는 것이 일반적이다. 그러나, 릴리프형 회절 광학 소자의 제작에 필요한 포토리소그래피나 에칭은 꽤 복잡한 가공 공정이며, 상당한 시간과 노력이 필요하다. 또한, 그 에칭 깊이를 정확하게 제어하는 것이 용이하지 않다. 또, 릴리프형 회절 광학 소자에 있어서는, 그 표면에 미세한 요철이 형성되어 있기 때문에, 먼지나 오염물이 부착되기 쉽다고 하는 문제도 있다.

이상과 같은 선행 기술에 있어서의 상황을 감안하여, 본 발명은 광 빔 단면 중의 광강도 분포의 균일화와 그 빔 단면 형상의 정형도 행할 수 있는 실용적인 회절 광학 소자를 효율적이고 저비용으로 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명에 의하면, 굴절률 변조형 회절 광학 소자는 투광성 기판상에 형성된 투광성 DLC(diamond like carbon : 다이아몬드 형상 카본)막을 포함하고, 이 DLC막은 광의 회절을 발생시키도록 상대적으로 고굴절률인 복수의 영역과 상대적으로 저굴절률인 복수의 영역을 포함하도록 굴절률 변조되어 있고, 이 굴절률 변조는 DLC막에 입사하는 광 빔의 단면에 있어서의 강도 분포를 소정의 조사면상에 있어서 균일한 강도 분포로 변환하도록 회절 작용을 발생시키는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 그 굴절률 변조는, DLC막에 입사하는 광 빔의 단면 형상을 소정의 조사면상에 있어서 소정의 단면 형상으로 변환하도록 회절 작용을 발생시키는 것도 가능하다. 또한, 그 굴절률 변조는 0.4∼0.7㎛의 가시 영역의 파장을 포함하는 광에 대하여 회절 작용을 발생시킬 수 있다.

프로젝터는, 광원과 상술한 바와 같은 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 바람직하게 포함할 수 있고, 이에 의해, 스크린상에 균일한 밝기로 투사할 수 있고, 즉, 고화질의 영상을 투사할 수 있다. 또, 이 광원은, 레이저 장치, 발광 다이오드 및 램프 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 이 램프는, 초고압 수은 램프, 크세논 램프 및 할라이드 램프 중 어느 하나일 수 있다.

상술한 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 제조하기 위한 방법에 있어서, DLC막은 플라즈마 CVD(화학 기상 퇴적)을 이용하여 바람직하게 형성될 수 있다. 또한, DLC막 중에 있어서 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 영역은, 그 DLC막에 에너지 빔을 조사하여 굴절률을 높이는 것에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 이 에너지 빔 조사로서, 이온 조사, 전자선 조사, SR 조사 및 UV 조사 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 광 빔 단면 중의 광강도 분포의 균일화와 그 빔 단면 형상의 정형도 행할 수 있어 기계적 및 열적으로 안정된 회절 광학 소자를 간편하고 저비용으로 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 회절 광학 소자는 굴절률 변조형으로서, 종래의 릴리프형 회절 광학 소자와 달리 평탄한 표면을 갖고 있기 때문에, 반사 방지 코팅을 용이하게 형성할 수 있고, 또한 먼지 등이 부착되기 어려워 광의 이용 효율 저하가 방지될 수 있다. 또한, DLC막은 여러 가지의 기체(基體) 표면상에 형성될 수 있기 때문에, 본 발명의 회절 광학 소자는 다른 광학 부품과 일체 형성하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 굴절률 변조형 회절 광학 소자에 있어서의 고굴절률 영역과 저굴절률 영역의 분포 상황의 일례를 나타내는 평면도,

도 2(a)는 도 1의 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 제작하기 위한 방법의 일례를 도시하는 모식적 단면도,

도 2(b)는 도 1의 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 제작하기 위한 방법의 일례를 도시하는 모식적 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 회절형 빔 정형 소자를 포함하는 컬러 프로젝터의 일례를 나타내는 모식적인 블록도,

도 4는 회절형 빔 정형 소자의 작용을 도시하는 모식적 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 빔 정형 소자 2 : 렌즈

3 : 조사면 11a : 적색 레이저 장치

11b : 녹색 레이저 장치 11c : 청색 레이저 장치

12a, 12b, 12c : 회절형 빔 정형 소자

13a, 13b, 13c : 편향 빔 스플리터

14a, 14b, 14c : 액정 패널 15 : 컬러 합성 프리즘

16 : 투영 렌즈 41 : DLC막

42 : Ni 도전층 43 : 레지스트 패턴

44 : 금 마스크 층 45 : 에너지 빔

41a : 고굴절률 영역 41b : 저굴절률 영역

우선, 본원 발명을 실시함에 있어서, 본 발명자들은 투광성 DLC(diamond like carbon : 다이아몬드 형상 카본)막에 에너지 빔을 조사함으로써 그 굴절률을 높일 수 있는 것을 확인하고 있다. 이와 같은 DLC막은, 실리콘 기판, 유리 기판, 그 외의 여러 가지 기체(基體)상에 플라즈마 CVD(화학 기상 퇴적)에 의해서 형성할 수 있다. 이와 같은 플라즈마 CVD에 의해 얻어지는 투광성 DLC막은 통상, 1.55정도의 굴절률을 갖고 있다.

DLC막의 굴절률을 높이기 위한 에너지 빔으로는, 이온 빔, 전자 빔, 싱크로트론 방사(SR)광, 자외(UV)광 등을 이용할 수 있다. 현재 상태에서, 이들 에너지 빔 조사 중에서도 He 이온 조사에 의해, DLC막의 최대 굴절률 변화량을 Δn＝0.65정도까지 높일 수 있는 것이 확인되었다. 또한, SR광 조사에 의해서도, DLC막의 최대 굴절률 변화량을 Δn＝0.50정도까지 현 상태에서 높일 수 있다. 또한, UV광 조사에 의해서도, DLC막의 최대 굴절률 변화량을 Δn＝0.20정도까지 현 상태에서 높일 수 있다. 이와 같이, DLC막의 에너지 빔 조사에 의한 굴절률 변화량은, 종래의 석영계 유리의 UV광 조사에 의한 굴절률 변화량(Δn＝0.01 이하 정도)에 비해서 현저히 큰 것을 알 수 있다.

본 발명자들은 또한, DLC막을 이용하여 제작되는 빔 정형 소자의 회절 효과의 시뮬레이션을 행했다. 이 시뮬레이션에는, 독일의 라이트 트랜스(LightTrans)사로부터 입수가능한 계산 소프트웨어인 「버추얼 랩(VirtualLab)」이 이용되었다. 이 계산 소프트웨어를 이용하면, 푸리에 변환을 이용하는 반복 계산에 의해, 회절 격자와 그 회절 효과를 시뮬레이션할 수 있다.

도 1은 버추얼 랩을 이용하여 구해진 굴절률 변조형 회절 광학 소자의 굴절 률 분포를 나타내는 평면도이다. 이 회절 광학 소자는 두께 4.43㎛의 DLC막으로 제작되어 있다고 가정되어 있으며, 그 회절 격자 패턴은 4㎜×4㎜의 정방형 영역을 나타내고 있다. 시뮬레이션에 있어서, 이 4㎜×4㎜의 정방형 영역은 800×800개의 미소 정방형 영역(이하, 픽셀이라 부름)으로 분할되어 계산되었다. 즉, 하나의 픽셀은 5㎛×5㎛의 정방형 영역으로 설정되었다.

도 1의 회절 격자 패턴에서, 검은 띠 형상 영역은 고굴절률 영역을 나타내고, 흰 띠 형상 영역은 저굴절률 영역을 나타내고 있다. 보다 구체적으로는, 흰 띠 형상 영역은 1.55의 낮은 굴절률을 갖고, 검은 띠 형상 영역은 1.725의 높은 굴절률을 갖고 있다. 즉, 그들 영역의 굴절률차는 Δn＝0.175이다. 이와 같이 굴절률이 2단계로 변화되고 있는 경우에는 2레벨의 회절 광학 소자라 부르고, 마찬가지로, 굴절률이 4단계로 변화되고 있는 경우에는 4레벨의 회절 광학 소자라 부른다. 그리고, 일반적으로 다레벨의 회절 광학 소자일수록 회절 효율을 높일 수 있다.

상술한 바와 같이 설정된 도 1의 2레벨 회절 광학 소자를 이용하여, 빔 정형의 시뮬레이션이 행해졌다. 이 시뮬레이션에 있어서, 회절 광학 소자로의 입사광으로서, 파장 630㎚의 적색 광 빔이 이용되고, 그 빔은 원형 단면에 있어서 가우시안 강도 분포를 갖는 것이라 가정되었다. 그 결과, 소정의 조사면상에 있어서, 0.5㎜×0.25㎜의 직사각형 조사 영역이 형성되고, 그 조사 영역 내에서 균일한 광강도를 얻을 수 있었다. 이 경우에, 그 조사 영역 내의 광강도의 균일성에 있어서의 변동은 5.8％ 이하이며, 회절 효율은 37.6％이었다.

또, 굴절률 변조형 회절 광학 소자에 있어서의 회절 효율은, 그 굴절률 변조 에 있어서의 굴절률차 Δn이 클수록 높일 수 있는 것이 알려져 있고, 2레벨의 회절 광학 소자에서는 최대 40％까지 높여질 수 있는 것이 이론적으로 예상되고 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 회절 광학 소자의 굴절률 변조 레벨 수를 증대시킴으로써 회절 효율을 높일 수 있고, 예컨대, 8레벨의 회절 광학 소자에 의해 95％의 회절 효율이 이론적으로 예상되고 있다.

도 1에 나타내어져 있는 바와 같은 빔 정형 소자는, 예컨대, 도 2(a) 및 도 2(b)의 모식적인 단면도에 도시되어 있는 바와 같은 방법에 의해 실제로 제작할 수 있다.

도 2(a)에 있어서, 예컨대, 석영 유리(도시하지 않음)상에 플라즈마 CVD에 의해 약 4㎛의 두께로 형성된 DLC막(41)상에, 예컨대, 약 50㎚ 이하 두께의 Ni 도전층(42)이 주지의 스퍼터링법 또는 EB(전자 빔) 증착법에 의해 형성된다. 이 Ni 도전층(42)상에는 도 1 중의 검은 띠 형상 영역을 덮도록 레지스트 패턴(43)이 형성된다. 이와 같은 레지스트 패턴은, 예컨대, 스텝퍼 노광을 이용하여 형성할 수 있다. 레지스트 패턴(43)의 개구부에는, 전기 도금에 의해 두께가 약 0.5㎛인 금 마스크(44)가 형성된다. 이러한 두께의 금 마스크는, 예컨대, SR광과 같이 단파장 고에너지 빔에서도 약 99％를 차폐할 수 있다.

도 2(b)에 있어서, 레지스트 패턴(43)이 제거되어, 금 마스크(44)가 남겨진다. 그리고, 그 금 마스크(44)의 개구부를 통해서, 예컨대, UV광과 같은 에너지 빔(45)이 DLC막(41)에 조사될 수 있다. 그 결과, 에너지 빔(45)에 조사된 띠 형상 영역(41a)의 굴절률이 높아지고, 에너지 빔(45)이 마스크된 띠 형상 영역(41b)은 당초의 DLC막 굴절률을 유지하고 있다. 보다 구체적으로는, KrF 엑시머 레이저를 이용하여 파장 246㎚의 UV광을 1펄스당 160㎽／min²의 조사 밀도로 100㎐의 펄스로 조사하면, DLC막의 굴절률을 최대 Δn＝0.20정도까지의 변화량으로 높일 수 있다. 그리고, 도 1에 나타내고 있는 바와 같은 2레벨의 회절형 빔 정형 소자를 얻을 수 있다.

또, 상술한 바와 같은 마스크의 제작과 에너지 빔 조사를 반복하는 것에 의해, 다레벨의 회절형 빔 정형 소자를 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없고, 그와 같은 다레벨화에 의해 회절 효율을 높일 수 있다. 또한, DLC막의 굴절률을 높이기 위해 조사되는 에너지 빔으로는, SR광(X선)이나 UV광 외에, 상술한 바와 같이, 이온 빔, 전자선 등을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 회절형 빔 정형 소자의 제작법은, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 방법에 한정되지 않고, 예컨대, 소정의 패턴을 갖는 마스크를 별도로 제작해 두고, 그 마스크를 통해 UV광과 같은 에너지 빔을 DLC막에 조사하더라도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 이러한 방법에서는, 그 마스크를 반복하여 이용할 수 있고, 또한, UV광은 SR광에 비해서 훨씬 간편하게, 또한 저비용으로 이용할 수 있다.

상술한 바와 같이 하여 얻어지는 본 발명에 의한 회절형 빔 정형 소자는, 예컨대, 미소 미러를 고속 구동하여 투영하는 DLP 프로젝터나, 투사형 액정 표시 장치와 같은 프로젝터 등에 있어서 바람직하게 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 회절형 빔 정형 소자를 포함하는 컬러 프로젝터의 일례를 모식적인 블록도로 나타내고 있다. 이 프로젝터에 있어서, 적, 녹 및 청의 광을 방사하는 레이저 장치(11a, 11b, 11c)에서 사출된 원형 단면의 각각의 빔은, 본 발명에 따른 회절형 빔 정형 소자(12a, 12b, 12c)에 의해 직사각형 단면의 균일한 강도 분포를 갖는 빔으로 변환되어, 편광 빔 스플리터(13a, 13b, 13c)를 거쳐, 직사각형 표시면을 갖는 반사형 LCD 패널(14a, 14b, 14c)에 조사된다. 각각의 LCD 패널에 의해 반사된 빔은, 각각 편광 빔 스플리터(13a, 13b, 13c)를 통과한 후에, 컬러 합성 프리즘(15)에 의해 합체되고, 투영 렌즈(16)에 의해 스크린(도시하지 않음)상에 투영된다.

즉, 레이저 장치(11a, 11b, 11c)로부터 사출된 각각의 빔은, 본 발명에 의한 회절형 빔 정형 소자(12a, 12b, 12c)에 의해, 직사각형 단면의 균일한 강도 분포를 갖는 빔으로 효율적으로 변환되고, 그 변환된 직사각형 단면의 빔은 직사각형 LCD 패널의 전 영역을 균일한 광강도로 조사할 수 있다. 그리고, 최종적으로, 광원으로부터의 광 에너지의 이용 효율을 개선하면서 직사각형 스크린상의 전역에 균일한 밝기로 표시를 할 수 있다. 즉, 고화질의 영상을 투영할 수 있다.

또, 굴절률 변조형 회절 광학 소자에 있어서, 그 굴절률 변조중인 굴절률차 Δn이 클수록 회절 효율에 대한 광 파장 의존성이 작은 것이, 본 발명자들에 의한 시뮬레이션에 의해 확인되고 있다. 즉, 본 발명에서와 같이 DLC 막을 이용하여 굴절률 변조형 빔 정형 소자를 제작하면 높은 굴절률차 Δn을 얻을 수 있기 때문에, 적색, 녹색 및 청색과 같이 서로 파장이 다른 광을 빔 정형할 필요가 있는 컬러 프 로젝터용으로서 바람직한 빔 정형 소자를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 따른 바람직한 빔 정형 소자는, 0.4∼0.7㎛의 넓은 파장 범위의 가시광에 대하여 빔 정형 작용을 발생시킬 수 있다.

그런데, 도 3의 프로젝터에 있어서는 광원으로서 레이저 장치가 사용되고 있지만, 그 대신에, 발광 다이오드 또는 램프를 이용해도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 이와 같은 램프로는, 초고압 수은 램프, 크세논 램프, 할라이드 램프 등을 바람직하게 이용할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 광 빔 단면 중의 광강도 분포의 균일화는 물론 그 빔 단면 형상의 정형을 행할 수 있는 회절 광학 소자를 간편하고, 또한 저비용으로 제공할 수 있다. 그리고, 이와 같은 회절 광학 소자는, 예컨대, 프로젝터에 있어서 바람직하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 회절 광학 소자는, 스캐너, 프린터, 복사기, 바코드 리더 등에 있어서도 바람직하게 이용될 수 있다.

Claims

투광성 기판상에 형성된 투광성 DLC막(41)을 포함하고,

상기 DLC막은, 광의 회절을 발생시키도록, 상대적으로 고굴절률인 복수의 영역(41a)과 상대적으로 저굴절률인 복수의 영역(41b)을 포함하도록 굴절률 변조되어 있고,

상기 굴절률 변조는, 상기 DLC막에 입사하는 광 빔의 단면에 있어서의 강도 분포를 소정의 조사면상에 있어서 균일한 강도 분포로 변환하도록 회절 작용을 발생시키는 것을 특징으로 하는

굴절률 변조형 회절 광학 소자.
제 1 항에 있어서,

상기 굴절률 변조는, 상기 DLC막에 입사하는 광 빔의 단면 형상을 소정의 조사면상에 있어서 소정의 단면 형상으로 변환하도록 회절 작용을 발생시키는 것을 특징으로 하는 굴절률 변조형 회절 광학 소자.
제 1 항에 있어서,

상기 굴절률 변조는 0.4∼0.7㎛의 가시 영역의 파장을 포함하는 광에 대하여 상기 회절 작용을 발생시키는 것을 특징으로 하는 굴절률 변조형 회절 광학 소자.
청구항 1에 기재된 굴절률 변조형 회절 광학 소자(12a, 12b, 12c)와 광원(11a, 11b, 11c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 4 항에 있어서,

상기 광원은, 레이저 장치, 발광 다이오드 및 램프 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 5 항에 있어서,

상기 램프는, 초고압 수은 램프, 크세논 램프 및 할라이드 램프 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
청구항 1에 기재된 굴절률 변조형 회절 광학 소자를 제조하기 위한 방법으로서,

상기 DLC막(41)은 플라즈마 CVD를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는

회절 광학 소자의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 DLC막(41) 중에 있어서 상기 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 영역(41a)은, 그 DLC막에 에너지 빔(45)을 조사하여 굴절률을 높이는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 회절 광학 소자의 제조 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 에너지 빔 조사로서, 이온 조사, 전자선 조사, SR 조사 및 UV 조사 중 적어도 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 회절 광학 소자의 제조 방법.