(57)【要約】【課題】スペックルノイズをシンプルな構成で低減できると共に、レーザー出力の低下を抑制することができる光学素子を提供する。【解決手段】光学素子は、レーザー光の光軸上に設けられる光学素子であって、第１の屈折率を有し、第１の面に複数のレンズが形成された第１の光学部材と、第２の屈折率を有し、第１の光学部材の第１の面上に形成された第２の光学部材と、を備え、第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光の光軸上に設けられる光学素子であって、
第１の屈折率を有し、第１の面に複数のレンズが形成された第１の光学部材と、
第２の屈折率を有し、前記第１の光学部材の前記第１の面上に形成された第２の光学部材と、を備え、
前記第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい、光学素子。
【請求項２】
前記第１の屈折率と前記第２の屈折率の差は、０．０８以上である、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１の面には、前記レンズ間にプリズムが形成されている、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記レーザー光の出射面には、光学的な凹凸形状が形成されている、請求項１〜３の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１の面の複数の前記レンズは、二次元的に配置されている、請求項１〜４の何れか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記光学素子は、映像投影装置のレーザー光の光軸上に配置される、請求項１〜５の何れか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の光軸上に設けられる光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザー光の光軸上に設けられる光学素子として特許文献１に記載されたものが知られている。この光学素子は、レーザーのスペックルノイズを低減するためのものである。この光学素子には駆動モータが接続されており、当該駆動モータにより、光学素子はレーザーの光軸上にて回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許５３１３４７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような光学素子は、駆動機構が必要になるため、構成が複雑になってしまうという問題がある。一方、シンプルな構成の光学素子でスペックルノイズを低減しようとした場合、レーザーの出力が低下してしまい、高いレーザーの出力が得られない場合がある。従って、スペックルノイズをシンプルな構成で低減できると共に、レーザー出力の低下を抑制することができる光学素子が要請されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態に係る光学素子は、レーザー光の光軸上に設けられる光学素子であって、第１の屈折率を有し、第１の面に複数のレンズが形成された第１の光学部材と、第２の屈折率を有し、第１の光学部材の第１の面上に形成された第２の光学部材と、を備え、第１の屈折率は、前記第２の屈折率よりも大きい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スペックルノイズをシンプルな構成で低減できると共に、レーザー出力の低下を抑制することができる光学素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る光学素子を備えた光学システムの概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る光学素子の断面図である。
【図３】図３は、レンズを形成するための成形型、及びレンズの一例を示す拡大図である。
【図４】図４は、レンズの成形方法を示す模式図である。
【図５】図５は、レンズの成形方法を示す模式図である。
【図６】図６は、レンズを形成するための成形型、及びレンズの一例を示す拡大図である。
【図７】図７は、プリズムとレンズのレーザー光の分散の様子を示す模式図である。
【図８】図８は、実施例及び比較例に係る光学素子の測定結果を示す表である。
【図９】図９は、変形例に係る光学素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る光学素子を備えた光学システムの概略構成図である。図１に示すように、光学システム１００は、レーザー光Ｒを出力するレーザー出力装置２と、レーザー出力装置２を制御する制御部３と、レーザー出力装置２から出力されたレーザー光Ｒの光軸上に配置された光学素子１と、を備えている。光学素子１は、レーザー光Ｒを通過させることによって、当該レーザー光Ｒのスペックルノイズを低減するためのものである。光学システム１００は、例えば映像投影装置である。ただし、光学システム１００は、レーザー光Ｒを出力する装置であれば特に限定されず、映像投影装置の他、レーザー照明等の装置であってもよい。映像投影装置は、例えば、プロジェクタやヘッドアップディスプレイであってもよい。なお、映像投影装置が投影する映像は、動画であっても静止画であってもよい。
【００１０】
図２は、本実施形態に係る光学素子の断面図である。図２に示すように、光学素子１は、第１の光学部材１１と、第２の光学部材１２と、第３の光学部材１４と、を備えている。また、第１の光学部材１１は、第１の面１１ａと、第２の面１１ｂと、を有している。このうち、第１の面１１ａには、複数のレンズ１３が形成されている。レンズ１３の詳細な説明については後述する。第２の面１１ｂは平面をなしている。
【００１１】
第１の光学部材１１の材質は、紫外線硬化性樹脂であってよい。あるいは、第１の光学部材１１の材質は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であってもよい。また、第１の光学部材１１は、例えば、増粘剤、硬化剤、架橋剤、反応開始剤、酸化防止剤、帯電防止剤、希釈剤、界面活性剤、顔料、又は染料などの添加剤を含有することができる。第１の光学部材１１の材質は、良好な光学特性を有する硬化層の形成をもたらすポリマー樹脂であってよく、例えば、ポリマー樹脂は、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、又はシリコーン（ポリ尿素シリコーンなどの修飾シリコーン）を含むポリマー樹脂、あるいは同様の材料であり得る。
【００１２】
第２の光学部材１２は、第１の光学部材１１の第１の面１１ａ上に形成された部材である。すなわち、第２の光学部材１２は、第１の光学部材１１の第１の面１１ａの少なくとも一部を隙間なく完全に覆っている。第２の光学部材１２は、第１の面１２ａと、第２の面１２ｂと、を有している。第２の面１２ｂは、第１の光学部材１１の第１の面１１ａと対応した形状を有しており、レンズ１３に対応した凹形状を有している。第２の面１２ｂは、第１の面１１ａの少なくとも一部と隙間なく接触している。第１の面１２ａは平面をなしている。第２の光学部材１２は、第１の光学部材１１によるレーザー光の反射を抑制するための層として機能する。第２の光学部材１２がこのような機能を有するのは、例えば、レーザー光が第１の光学部材１１の第２の面１１ｂから第１の面１１ａに向かって入射する場合、第１の光学部材１１の第１の面１１ａと接する物質との間で屈折率の差が大きくなる程、第１の面１１ａ上でレーザー光の全反射を生じる領域が増え、かつ、所定の入射角での反射率が上昇するためである。そのため、空気層と比較して屈折率の高い第２の光学部材１２を設けることで第１の光学部材１１の第１の面１１ａ上での反射を抑制することが出来る。また、レーザー光が第１の光学部材１１の第１の面１１ａから第２の面１１ｂに向かって入射する場合、第１の光学部材１１の第１の面１１ａと接する物質との間で屈折率の差が大きくなる程、第１の面１１ａ上での屈折角が大きくなる。その結果、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂから空気層に出射する際にレーザー光のうち反射するものの割合が高くなる。そのため、空気層と比較して屈折率の高い第２の光学部材１２を設けることで第１の光学部材１１の第１の面１１ａ上での屈折角を抑制し、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂ上での反射を抑制することが出来る。
【００１３】
第２の光学部材１２は、例えば第１の面１１ａ上に形成された粘着層によって構成されていてよい。第２の光学部材１２の材質は、屈折率が後述の条件を満たす限り特に限定されないが、例えば光散乱剤、光吸収剤等を含んでよい。
【００１４】
第３の光学部材１４は、第２の光学部材１２の第１の面１２ａ上に形成された部材である。第３の光学部材１４は、第２の光学部材１２の第１の面１２ａを覆って保護する保護層として機能する。第３の光学部材１４は、第１の面１４ａと、第２の面１４ｂと、を有している。第１の面１４ａは外部へ露出した面であり平面をなしている。第２の面１４ｂは、第２の光学部材１２の第１の面１２ａと接触しており平面をなしている。第３の光学部材１４は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、オレフィン系樹脂、ポリイミド樹脂等の材質のシートによって構成される。なお、第２の光学部材１２が十分な硬度を有している場合、第３の光学部材１４は設けなくともよい。
【００１５】
ここで、各部材の屈折率の関係について説明する。第１の光学部材１１は、第１の屈折率を有する部材である。第２の光学部材１２は、第２の屈折率を有する部材である。第３の光学部材１４は、第３の屈折率を有する部材である。ここで、第１の屈折率は、第２の屈折率よりも大きく設定されている。第１の屈折率と第２の屈折率の差は、０．０８以上であってよい。屈折率の差が当該値より小さくなると、第１の面１１ａのレンズ１３によるレーザー光の分散効果が低下することにより、スペックルノイズの低減効果に悪影響を及ぼす可能性がある。屈折率の差は、より好ましくは０．１５以上であってよい。また、第１の屈折率と第２の屈折率の差は、０．２５以下であってよい。屈折率の差がこれより大きくなると、実質的に低屈折率層が存在していない空気との間の界面の状態に近くなり、第１の光学部材１１の第１の面１１ａで反射する光の量が増えてしまう。なお、第１の光学部材１１の屈折率は、１．４１〜１．９０の範囲内のものから選択されてもよい。なお、第１の光学部材１１の第１の面１１ａに、屈折率の影響を無視できる程度に薄いコーティング層が形成されている場合、当該コーティング層は、第２の光学部材１２として見るのではなく、第１の光学部材１１に含まれるものとして見る。例えば、第１の面１１ａの表面保護のための１００μｍ以下のコーティング層などは、第１の光学部材１１に属するものとして考える。また、第１の屈折率と第２の屈折率の差は、コーティング層を無視して考えるものとする。第３の屈折率は、どのような屈折率に設定されてもよい。例えば、第３の屈折率は、第２の屈折率と略同等の屈折率に設定されてよい。
【００１６】
光学素子１に入射するレーザー光は、第３の光学部材１４側（図２の入射方向Ｄ１）と第１の光学部材１１側（図２の入射方向Ｄ２）のどちらから入射してもよい。
【００１７】
次に、第１の面１１ａの複数のレンズ１３の構成について説明する。レンズ１３の断面形状は、光軸方向における出射側又は入射側の何れかの方向に向かって凸となるように湾曲している。レンズ１３は、図２のように第１の面１１ａから外側へ向かって突出する凸レンズであってもよく、第１の面１１ａから内側へ向かって窪む凹レンズであってもよい。一つあたりのレンズ１３の径の大きさは特に限定されないが、例えば１０〜５００μｍ程度の寸法に設定されていてよい。第１の光学部材１１の第１の面１１ａに設けられるレンズ１３の曲率半径は特に限定されないが、５〜１０００μｍであってよい。レンズ１３は、当該断面形状を有した略半球状の形状を有していてよい。レンズ１３が当該形状を有している場合は、後述の図３に示すように、複数のレンズ１３は、第１の面１１ａに二次元的に配置されている。「二次元的に配置されている」とは、第１の面１１ａと平行をなすようなＸ軸及びＹ軸を設定した場合に、Ｘ軸方向に複数のレンズ１３が配列されており、且つ、Ｙ軸方向に複数のレンズ１３が配列されている状態である。なお、複数のレンズ１３は、図３に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に真っ直ぐに整列している必要はなく、千鳥状に配置されていてもよい。あるいは、レンズ１３は、上述の断面形状を維持した状態で、Ｘ軸方向に真っ直ぐに延びる略半円柱状の形状を有していてよい。レンズ１３が当該形状を有しているときは、複数のレンズ１３は、Ｙ軸方向に配列されている。なお、レンズ１３同士の間のピッチは特に限定されないが、例えば１５〜１０００μｍ程度の寸法に設定されていてよい。また、レンズ１３同士のピッチは一定であってよいが、一定でなくともよい。また、複数のレンズ１３の径は互いに同一の大きさであってもよいが、互いに異なる大きさであってもよい。第１の面１１ａのうち、レンズ１３とレンズ１３の間は平面のみによって構成されていてよいが、後述の図６に示すように、プリズムが形成されていてもよい。
【００１８】
ここで、レンズ１３の表面平滑性は高く設定されていることが好ましい。特に限定されるものではないが、例えば、レンズ１３の算術平均粗さＲａは８０ｎｍ以下に設定されていることが好ましい。当該粗さは、例えば、次の図３〜図５を用いて説明する成型方法によって得られる粗さであり、切削等の他の方法よりも算術平均粗さＲａを小さくすることができる。
【００１９】
図３〜図５を参照して、レンズ１３を形成する方法の一例について説明する。なお、レンズ１３を形成する方法は、これに限定されるものではない。ここでは、図３（ｂ）に示すように、二次元的に配置された複数の略半球状のレンズ１３を形成する方法について説明する。このようなレンズ１３は、図３（ａ）に示すような成形型１３３を用いて成形される。成形型１３３は、レンズ１３の形状に対応する複数の凹部の表面１３２を有している。
【００２０】
成形型１３３の製造方法及び当該成形型１３３を用いてレンズ１３を成形する手順を図４及び図５に示す。図４（ａ）に示すように、一次成形型１１０を準備する。一次成形型１１０は、板状の型部材１１０ｂと、当該型部材１１０ｂ上に配置された複数の型部材１１０ａと、を備えている。型部材１１０ａは、互いに所定の空間を形成するように所定ピッチで離間している。図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、型部材１１０ａの上端側に、硬化性流体層１３１を形成する。硬化性流体層１３１は、塗布装置１４０を水平方向（図中の矢印Ａの方向）へ移動させて硬化性流体１３０を広げることによって形成される。硬化性流体１３０が一次成形型１３３に適用されるとき、矢印Ｂで示されるように、成形型１１０の周囲に存在する空気の一部を成形型１１０の周囲の空間から押し出すことができ、空気の別の一部を窪み１１１の中に封入することができる。窪み１１１の中に封入された空気は、気泡１５０として、窪み１１１の成形型表面１１２，１１３と接触することができる。窪み１１１内への気泡１５０の封入は、例えば、硬化性流体１３０の粘度、コーティング速度、及び硬化性流体１３０と気泡１５０と一次成形型１１０との間の界面張力の関係などの要因を調整することによって制御することが可能である。このように塗布された硬化性流体１３０を硬化させることで、硬化性流体層１３１が形成される。硬化性流体層１３１のうち、気泡１５０と接触している表面１３２は、気泡の表面張力によって湾曲面として形成されている。また、当該表面１３２は、気泡１５０と接した状態で硬化された部分であるため、平滑度が非常に高い部分である。
【００２１】
硬化性流体層１３１は、型部材１１０ａに固定される。従って、図５（ａ）に示すように、型部材１１０ｂから、硬化性流体層１３１ごと型部材１１０ａを分離する。これにより、図５（ｂ）に示すような成形型１３３を得ることができる。図５（ｃ）に示すように、成形型１３３に対して材料１６０を塗布することによって、当該材料１６０が成形型１３３の窪みに充填され、表面１３２と接触してレンズ形状が形成される。充填された材料１６０を硬化し、成形型１３３から取り出すことによって、図５（ｄ）に示す第１の光学部材１１が得られる。このように、成形型１３３のうち、レンズ１３を成形する表面１３２は平滑度の高い部分であったため、当該表面１３２で成形されたレンズ１３も高い平滑性を有する。
【００２２】
なお、図６（ｂ）に示すように、レンズ１３の間にプリズム５３が形成されていてもよい。プリズム５３は、一対のレンズ同士の間にＸ軸方向へ真っ直ぐ延びるものと、Ｙ軸方向へ真っ直ぐ延びるものがある。すなわち、プリズム５３が格子状に配置され、各格子内にレンズ１３が配置されるような構成となる。このようなプリズム５３及びレンズ１３を形成する場合は、図６（ａ）に示すように、成形型２３３において、凹部２５４同士の間にプリズム５３用の溝部２５６を形成する。例えば、このような溝部２５６は、切削等によって形成されている。なお、このようなレンズ１３間に形成されるプリズム５３は、レンズ１３が一次元的に配置される場合であっても適用されてよい。
【００２３】
次に、本実施形態に係る光学素子１の作用・効果について説明する。
【００２４】
本実施形態に係る光学素子１において、第１の光学部材１１では、第１の面１１ａに複数のレンズ１３が形成されている。従って、当該複数のレンズ１３にて、レーザー光を分散させることで、スペックルノイズを低減することができる。
【００２５】
なお、図７（ａ）に示すように、第１の面１１ａに形成する凸部がプリズム３３であった場合、レーザー光は２方向に分散されることで、二つのピークを有するような分布となる。一方、図７（ｂ）に示すように、第１の面１１ａに形成する凸部がレンズ１３であった場合、レーザー光は広い範囲にわたって分散されることになり、一つのピークを有するなだらかな分布となる。従って、レンズ１３を用いてレーザー光を分散させることで、良好にスペックルノイズを低減できる。ただし、第１の面１１ａ上に、レンズ１３に加えてプリズムを設けてもよい。
【００２６】
第１の光学部材１１の第１の面１１ａ上には第２の光学部材１２が形成されている。また、第１の光学部材１１の第１の屈曲率は、第２の光学部材１２の第２の屈折率よりも大きい。このような第２の光学部材１２を設けることで、レーザー光の分散が行われる第１の面１１ａと第２の面１２ｂとの界面において、反射する光の量を抑制することができる。このように、反射する光の量が抑制されることで、レーザー出力の低下を抑制できる。以上より、スペックルノイズをシンプルな構成で低減できると共に、レーザー出力の低下を抑制することができる。
【００２７】
光学素子１では、第１の屈折率と前記第２の屈折率の差は、０．０８以上であってよい。このような構成とすることで、第１の面１１ａで光が反射することを抑制することができる。
【００２８】
光学素子１において、第１の面１１ａには、レンズ１３間にプリズム５３が形成されている。このような構成とすることで、第１の面でレーザー光を分散させることができるため、スペックルノイズを低減することができる。
【００２９】
光学素子１において、第１の面１１ａの複数のレンズ１３は、二次元的に配置されていてよい。このような構成とすることで、第１の面で更にレーザー光を分散させることができるため、スペックルノイズを更に低減することができる。
【００３０】
光学素子１は、例えば、映像投影装置のレーザー光の光軸上に配置されてよい。
【００３１】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
上記の実施形態では、光学素子１において、レーザー光の出射面が平面形状である例について説明したが、例えば、レーザー光の出射面に、光学的な凹凸形状が形成されていてもよい。このような構成により、投影画像の視域を拡げる光学部材等を一体化することができる。光学的な凹凸形状とは、凹レンズが複数形成されている状態、凸レンズが複数形成されている状態、一つの大きな凹レンズが形成されている状態、または一つの大きな凸レンズが形成されている状態をさす。図９は、出射面に光学的な凹凸形状が形成されている光学素子の一例を示している。なお、図９に示されている形態は一例に過ぎず、適宜変更可能である。
【００３３】
図９（ａ）では、レーザー光は第１の面１１ａから第２の面１１ｂへ向かう方向（入射方向Ｄ１）から入射する。この場合、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂ側に凸レンズ１８Ａが形成されてよい。凸レンズ１８Ａは、出射面全体が湾曲することで一つの凸レンズの形状をなしている。凸レンズ１８Ａは、第２の面１１ｂに凸レンズ状の第４の部材１９が設けられることによって構成される。なお、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂを直接凸レンズ１８Ａの形状にしてもよい。
【００３４】
図９（ｂ）では、レーザー光は第２の面１１ｂから第１の面１１ａへ向かう方向（入射方向Ｄ２）から入射する。この場合、第１の光学部材１１の第１の面１１ａ側に凸レンズ１８Ａが形成されてよい。凸レンズ１８Ａは、第３の光学部材１４の出射面に形成されている。なお、第２の光学部材１２を直接凸レンズ１８Ａの形状にしてもよい。
【００３５】
図９（ｃ）では、レーザー光は第２の面１１ｂから第１の面１１ａへ向かう方向（入射方向Ｄ２）から入射する。この場合、第１の光学部材１１の第１の面１１ａ側に凸レンズ１８Ｂが形成されてよい。凸レンズ１８Ｂは、出射面に複数配列されている。凸レンズ１８Ｂは、第３の光学部材１４の出射面に形成されている。なお、第２の光学部材１２を直接凸レンズ１８Ｂの形状にしてもよい。
【００３６】
図９（ｄ）では、レーザー光は第１の面１１ａから第２の面１１ｂへ向かう方向（入射方向Ｄ１）から入射する。この場合、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂ側に凹レンズ１８Ｃが形成されてよい。凹レンズ１８Ｃは、出射面に複数配列されている。凹レンズ１８Ｃは、第２の面１１ｂに複数の凹レンズを有する第４の部材１９が設けられることによって構成される。なお、第１の光学部材１１の第２の面１１ｂを直接凹レンズ１８Ｃの形状にしてもよい。
【００３７】
［実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
実施例１に係る光学素子として、第１の光学部材と、第２の光学部材と、第３の光学部材と、を備えたものを採用した。第１の光学部材の第１の面には半円柱状のレンズが複数形成されていた。この半円中状のレンズの条件は、曲率半径３６μｍ、ピッチ３９μｍであった。第２の面は平面であった。第１の光学部材の厚みは１．９ｍｍであった。また、第１の光学部材の屈折率（ｎ）は１．４９であった。
【００３９】
第２の光学部材として、屈折率（ｎ）が１．４７の粘着部材を採用した。第２の光学部材の厚みは５０μｍであった。第２の光学部材は、２−エチルヘキシルアクリレート（９２重量部）に、アクリル酸（８重量部）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（０．１重量部）、Irgacure184（０．５重量部）を加えて、ＵＶキュアーすることによって形成された。測定器（UVPowerPackII(EITInc.)）を用いて測定される第２の光学素子の全照射量は、ＵＶＡ(波長範囲３２０〜３９０ｎｍ)について１３００ｍＪ／ｃｍ２であった。第３の光学部材として、屈折率（ｎ）が１．５７６で厚みが５０μｍのＰＥＴフィルムを採用した。この実施例１に係る光学素子では、第１の光学部材と第２の光学部材の屈折率の差は、０．０２であった。
【００４０】
（測定）
上述のように構成された実施例１に係る光学素子の出力及びスペックルノイズのコントラスを測定した。レーザー出力装置から出力される光軸上に、光学素子、透過拡散スクリーン、及びカメラを順に並べた。レーザー光は、第１の光学部材の第１の面から第２の面へ向かう方向から照射した。これにより、光学素子を通過し、透過拡散スクリーンに照射することで形成された像をカメラで観察した。観察した画像を等ピッチで細分化し、細分化された各セルの明るさを２５６階調で表した。なお、出力とは、各セルの観測値の平均値である。また、スペックルノイズのコントラストは、観測値の平均値を標準偏差で除算して算出された値である。実施例１の測定結果を図８（ａ）に示した。
【００４１】
（実施例２）
実施例２に係る光学素子では、第１の光学部材の屈折率（ｎ）を１．５８とした。第1の光学部材は、東亜合成（株）製アロニックスＭ−１１０  １００重量部にBASF製Darocure1173  １重量部を加えて、ＵＶキュアーすることにより形成された。測定器(UV Power Pack II (EIT Inc.))を用いて測定される全照射量は、ＵＶＡ(波長範囲３２０〜３９０ｎｍ)について１，３００ｍＪ/ｃｍ２であった。第２の光学部材として屈折率（ｎ）が１．４１の粘着部材を採用した。これにより、実施例２に係る光学素子では、第１の光学部材と第２の光学部材の屈折率の差は、０．１７であった。その他の実施例２の条件は、実施例１と同様とした。なお、屈折率（ｎ）を１．４１の第２の光学素子は、大阪有機化学工業（株）製ビスコート４Ｆ（１００重量部）にBASF製Darocure１１７３（１重量部）を加えて、ＵＶキュアーすることによって形成された。測定器（UVPowerPackII(EITInc.)）を用いて測定される第２の光学素子の全照射量は、ＵＶＡ(波長範囲３２０〜３９０ｎｍ)について２０００ｍＪ／ｃｍ２であった。実施例２の測定結果を図８（ａ）に示した。
【００４２】
（実施例３）
実施例３に係る光学素子では、第１の光学部材の第１の面に形成されるレンズとして、半球状（図６（ａ）参照）のものを採用した。この半球状のレンズの条件は、曲率半径２４μｍ、高さ２４μｍ、ピッチ６２μｍ、算術平均粗さＲａ＝７４ｎｍであった。これにより、実施例３に係る光学素子では、第１の光学部材と第２の光学部材の屈折率の差は、０．１７であった。その他の実施例３の条件は、実施例２と同様とした。実施例３の測定結果を図８（ｂ）に示した。
【００４３】
（実施例４）
実施例４に係る光学素子では、第１の光学部材の第１の面に、半球状のレンズの間を格子状に区切るプリズム（図６（ｂ）参照）ものを採用した。この半球状のレンズの条件は、曲率半径３０μｍ、高さ３０μｍ、ピッチ９９μｍ、プリズムの条件は、頂角９０度、高さ３０μｍ、算術平均粗さＲａ＝８８ｎｍであった。これにより、実施例４に係る光学素子では、第１の光学部材と第２の光学部材の屈折率の差は、０．１７であった。その他の実施例４の条件は、実施例３と同様とした。実施例４の測定結果を図８（ｂ）に示した。
【００４４】
（比較例１）
光学素子を通さずに、レーザー光を透過拡散スクリーンに直接当てて測定したものを比較例１とした。比較例１の測定結果を図８（ａ）に示した。
【００４５】
（比較例２）
比較例２に係る光学素子では、第１の光学素子として、第１の面にプリズムが形成されたものを採用した。プリズムの条件は、頂角９０度、高さ１２μｍ、ピッチ２４μｍであった。また、第１の光学素子の屈折率（ｎ）は、１．５６であった。比較例２に係る光学素子では、第１の光学部材と第２の光学部材の屈折率の差は、０．０９であった。その他の比較例１の条件は、実施例１と同様とした。比較例２の測定結果を図８（ａ）に示した。
【００４６】
（比較例３）
比較例３に係る光学素子は、第２の光学部材及び第３の光学部材を有さない。つまり、第１の光学部材に入射したレーザー光は第１の光学部材を透過した後、空気中に出射する。その他の比較例３の条件は、実施例３と同様とした。比較例３の測定結果を図８（ｂ）に示した。
【００４７】
（比較例４）
比較例４に係る光学素子では、第２の光学部材及び第３の光学部材を有さない。つまり、第１の光学部材に入射したレーザー光は第１の光学部材を透過した後、空気中に出射する。その他の比較例４の条件は、実施例４と同様とした。比較例４の測定結果を図８（ｂ）に示した。
【００４８】
（評価）
比較例２では、第１の光学部材としてプリズムを使用したことにより、レーザー光のピークが２つになってしまったため、光学素子として用いることができなかった。一方、実施例１〜４では、いずれもレーザー光のピークが一つとなり光学素子として用いることが可能であった。また、比較例１と実施例１〜４のコントラストを比較すると、光学素子を用いることで実施例１〜４の何れの場合もスペックルノイズを低減できることが確認できた。
【００４９】
実施例１と実施例２を比較すると、屈折率の差が０．０８より小さい実施例１に比して、屈折率の差が０．０８以上である実施例２の方が、スペックルノイズが低減できることが確認された。実施例２と実施例３を比較すると、半円柱状のレンズに比して、半球状のレンズのほうがスペックルノイズの低減効果が大きいことが確認できた。実施例３と実施例４を比較すると、半球状のレンズにプリズムを加えることで、スペックルノイズの低減効果が向上することが確認できた。
【００５０】
比較例３，４と実施例３，４を比較することにより、屈折率の差を小さくする第２の光学部材を用いることで、出力低下を抑制できることが確認できた。なお、第２の光学部材を用いない場合は、スペックルノイズ自体は小さくなるが、第２の光学部材を用いる場合に比して出力が著しく低下する。従って、比較例３，４に比して、実施例３，４の方がスペックルノイズの低減効果と、出力低下の抑制効果のバランスという点で優れていることが確認された。
【符号の説明】
【００５１】
１…光学素子、１１…第１の光学部材、１２…第２の光学部材、１３…レンズ、５３…プリズム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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