(57)【要約】【課題】入射光の各波長毎に、また、入射光の入射角度毎に異なる回折像を形成させる。【解決手段】回折光学素子６が、特定の波長の光を選択するフィルタ素子４と、フィルタ素子４により選択された入射光が回折溝５が形成された回折面に入射するように配置され、回折面に異なる入射角度で入射するフィルタ素子４により選択された入射光に対して入射角度毎に異なる回折像を形成させる回折光学素子１とを有して構成される。この回折光学素子１は、入射面が所定の段数からなる階段を有して断面階段状に形成されたバイナリ光学素子からなり、透過光もしくは反射光により回折像が形成される。特定の波長の光を選択するフィルタ素子４からの入射光を用いることにより各波長毎に異なる回折像が形成される。なお、計算機合成ホログラムにより回折面の形状を設計することで、入射光の波長毎に、また、入射光の入射角度毎に異なる回折像を取得可能である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の波長の光を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された入射光が回折面に入射するように配置され、前記回折面に異なる入射角度で入射する前記選択手段により選択された入射光に対して前記入射角度毎に異なる回折像を形成させる回折光学素子とを有して構成される回折光学系。
【請求項２】
前記回折光学素子は、前記回折面が２段以上の段数からなる階段を有して断面階段状に形成されたバイナリ光学素子で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回折光学系。
【請求項３】
前記回折光学素子は、前記回折面が４段以上の段数からなる階段を有して断面階段状に形成されたバイナリ光学素子で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回折光学系。
【請求項４】
入射光の波長をλとしたとき、前記回折光学素子の前記階段の少なくとも１段の高さがλ以下であることを特徴とする請求項２もしくは３に記載の回折光学系。
【請求項５】
前記回折面の前記回折溝の深さが２μｍ以上であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項６】
前記回折面の前記回折溝の深さが４μｍ以上であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項７】
前記回折光学素子は、前記回折面の回折溝のピッチ幅が４μｍ以下である前記バイナリ光学素子からなることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項８】
前記回折光学素子は、前記回折面の回折溝のピッチ幅が２μｍ以下である前記バイナリ光学素子からなることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項９】
入射光の波長をλとしたとき、前記回折光学素子は、前記回折面の回折溝のピッチ幅がλ以下である前記バイナリ光学素子からなることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１０】
入射光の波長をλとしたとき、前記回折光学素子は、前記回折面の回折溝のピッチ幅がλ×２／３以下である前記バイナリ光学素子からなることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１１】
前記回折光学素子の前記回折面を透過した透過光により前記回折像が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１２】
前記回折光学素子の前記回折面で反射した反射光により前記回折像が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１３】
前記回折光学素子の前記回折面を透過した透過光および前記回折面で反射した反射光により前記回折像が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１４】
前記回折光学素子が前記回折面に入射する入射光の入射角度を変える入射角度変更手段を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１５】
前記入射角度変更手段により前記入射角度を所定の角度ずつ変化させることを特徴とする請求項１４に記載の回折光学系。
【請求項１６】
前記回折面の形状が計算機合成ホログラムにより設計されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１７】
前記計算機合成ホログラムが位相回復法を用いていることを特徴とする請求項１６に記載の回折光学系。
【請求項１８】
前記回折像としてフルカラー画像が形成されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項１９】
前記選択手段により選択された入射光の波長毎に略同一の回折像が形成されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の回折光学系。
【請求項２０】
表示装置もしくは照明装置に用いられることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の回折光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折光学素子を有する回折光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から光学素子として、光の反射、屈折を利用したレンズやプリズムのほか、レンズ面に光の回折作用を有する回折光学素子（Diffractive Optical Element,DOE）を設けたものが知られている。
【０００３】
回折光学素子は、微小間隔（約１ｍｍ）当たり数百本程度の細い等間隔のスリット状もしくは溝状の格子構造を備えて作られた光学素子であり、光が入射されるとスリットや溝のピッチ（間隔）と光の波長とで定まる方向に回折光束を生じさせて回折パターン（回折像）が形成される性質を有している。このような回折光学素子は種々の回折光学系に用いられており、例えば、色収差を低減させるため、特定次数の回折光を一点に集めてレンズとして使用するものなどが知られている。
【０００４】
回折光学系に用いられる上記のような回折光学素子には、鋸歯状の断面を持つレンズを階段形状に位相近似した構造を有するものがあり、このような回折光学素子は、電子集積回路と同様な方法で作製でき、基板のエッチングあるいは基板へのスパッタにより、基板表面に階段を形成するプロセスをＮ回繰り返すことで、２のＮ乗レベルの階段が形成される。例えば、リソグラフィーとエッチングを４回繰り返すことで、１６段の階段を有する回折光学素子を作製することができる。このような回折光学素子は、階段の段数がエッチング等のプロセスを繰り返すことで２倍ずつ増加する構造となっているため、バイナリ光学素子（Binary Optical Element,BOE）と称される（例えば、非特許文献１を参照）。
【非特許文献１】「回折光学素子入門」  株式会社オプトニクス社  ２００２年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなバイナリ光学素子は、その階段状の回折面の形状（位相パターン）と光の波長とで定まる方向に回折光束を生じさせて回折パターンが形成される性質を有しているため、ある波長の光を入射させた場合には特定の方向に回折光を集光させて回折パターンを形成させることができるが、異なった波長の光を入射させた場合には集光させることができず回折パターンを形成させることができない（集光効率が低下する）といったように、集光させることのできる（集光効率が所定以上高い）回折光学素子の入射光としての使用波長が限定されていた。
【０００６】
また、上記のようなバイナリ光学素子は、従来は、その回折面に入射する入射光の入射角度を変えずに使用するのが一般的であるが、入射する入射光の入射角度を決めずに入射角度を様々に変えて回折面に入射させた場合であっても、入射光の入射角度を変えない場合と同じように回折光を所定の方向に集光させ、所定の投影面に入射光の入射角度毎に異なる回折像を投影させることが可能であれば、回折光学素子の使用用途が拡大する可能性が高い。
【０００７】
以上のような課題に鑑みて、本発明では、回折面に入射する入射光に対して各波長毎に異なる回折像を形成させ、また、回折面に異なる入射角度で入射する入射光に対して入射角度毎に異なる回折像を形成させる回折光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明に係る回折光学系は、特定の波長の光を選択する選択手段と、選択手段により選択された入射光が回折面に入射するように配置され、回折面に異なる入射角度で入射する選択手段により選択された入射光に対して入射角度毎に異なる回折像を形成させる回折光学素子とを有して構成される。
【０００９】
また、上記構成の回折光学系において、回折光学素子は、回折面が２段以上の段数からなる、もしくは４段以上の段数からなる階段を有して断面階段状に形成されたバイナリ光学素子で構成されているのが好ましい。
【００１０】
さらに、上記構成の回折光学系において、入射光の波長をλとしたとき、回折光学素子の階段の少なくとも１段の高さがλ以下であるのが好ましい。
【００１１】
また、上記構成の回折光学系において、回折面の回折溝の深さが２μｍ以上、もしくは４μｍ以上であるのが好ましい。
【００１２】
また、上記構成の回折光学系において、回折光学素子は、回折面の回折溝のピッチ幅が４μｍ以下もしくは２μｍ以下、または、入射光の波長をλとしたとき、回折面の回折溝のピッチ幅がλ以下もしくはλ×２／３以下であるバイナリ光学素子で構成するのが好ましい。
【００１３】
また、上記構成の回折光学系において、回折光学素子の回折面を透過した透過光もしくは回折面で反射した反射光により回折像が形成されるようにするのが好ましい。
【００１４】
一方、上記構成の回折光学系において、回折光学素子の回折面を透過した透過光および回折面で反射した反射光により回折像が形成されるようにしてもよい。
【００１５】
また、上記構成の回折光学系において、回折光学素子が回折面に入射する入射光の入射角度を変える入射角度変更手段を有するのが好ましい。
【００１６】
また、上記構成の回折光学系において、入射角度変更手段により入射角度を所定の角度ずつ変化させるのが好ましい。
【００１７】
また、上記構成の回折光学系において、回折面の形状が位相回復法を用いた計算機合成ホログラムにより設計されているのが好ましい。
【００１８】
また、上記構成の回折光学系において、回折像としてフルカラー画像が形成されるようにしてもよい。
【００１９】
一方、上記構成の回折光学系において、選択手段により選択された入射光の波長毎に略同一の回折像が形成されるようにしてもよい。
【００２０】
また、上記構成の回折光学系を表示装置もしくは照明装置に用いてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に関する回折光学系によれば、回折面に入射する入射光に対して各波長毎に異なる回折像を形成させ、また、回折面に異なる入射角度で入射する入射光に対して入射角度毎に異なる回折像が形成させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図１乃至図４を参照して説明する。ここではまず、本発明に係る回折光学系を構成する回折光学素子の回折面の１ピッチ内の位相分布を表す位相パターン（回折面の形状）の設計方法について説明する。本実施例においては、回折光学素子の回折面の形状の算出のために位相回復法による計算機合成ホログラム（ＣＧＨ（Computer Generated Hologram））を用いるが、必ずしも位相回復法によるものに限られず、他の方法によるＣＧＨを用いて設計を行ってもよい。
【００２３】
従来においては位相回復法により単色光を回折光学素子に対して垂直入射する場合の回折光学素子の回折面の形状の設計が行われており、以下のような位相回復アルゴリズムが用いられている（図１（ａ）参照）。まず、初期位相パターン（回折光学素子の初期回折面形状）を決定し（Ｓ１１）、それをフーリエ変換して回折パターン（回折像として投影されるパターン）を取得する（Ｓ１３）。このとき、初期位相パターンとして、ランダムパターンがよい。そして、得られた回折パターンの位相をそのまま維持し、その強度のみ所望のパターンに置換する（Ｓ１４）。この置換された回折パターンを逆フーリエ変換することにより回折光学素子の位相パターン（回折面の形状）を取得できるが（Ｓ１５）、これを離散化された位相パターンに強制的に合わせる（Ｓ１２）。ここまでが一つのループとなる。そして、このようなループを繰り返すことで、すなわち、位相パターンのフーリエ変換による回折パターンの取得と、回折パターンの逆フーリエ変換による位相パターンの取得とを繰り返すことで、回折光学素子の回折面の形状がある所定の形状に収束する。
【００２４】
以上は、単色光を回折光学素子に対して垂直入射する場合の位相回復アルゴリズムであるが、本実施例においては、この位相回復アルゴリズムを応用し、入射波長により回折パターンが変化し、また、入射光の入射角度により回折パターンが変化する回折光学素子の設計を行う（図１（ｂ）参照）。本実施例では、上記の従来の場合と同様に、まず最初に回折素子の初期表面形状を与える。そして、入射光の波長および入射光の入射角度毎（λ1〜λN，θ1〜θN）に、上記位相回復アルゴリズムを１ループ分だけ実行し（Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５）、入射光の波長および入射光の入射角度毎に回折格子の位相パターン（回折面の形状）を取得する（Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６）。しかしながら、上記アルゴリズムにより取得された位相パターンは、入射光の波長および入射角度毎に相違しているため、本実施例では最小自乗法により入射光の波長および入射角度による位相パターンの違いを考慮した一つの最適な位相パターンを求める（Ｓ２７）。そして、当該最小自乗法に基づく位相パターンを次のループの初期位相パターンとして用い、各波長毎に位相パターンを取得したのち、最小自乗法により最適な位相パターンを求める。このようなことを繰り返すことで、回折素子の表面形状は、ある所定の状態に収束していく。ここで、回折光学素子の予測される集光効率（全回折光のうち特定の範囲に集光される回折光の割合）が約８０％になった場合に回折面の形状の算出を停止させ、すなわち位相回復アルゴリズムを停止させ、その時点で取得されている位相パターンを、波長の違いを考慮した回折素子の回折面の形状として決定する。
【００２５】
次に、上記のようにして回折面の形状が求められた多段の回折光学素子の実際の作製方法について、図２を参照して説明する。多段の回折光学素子は、以下のようにフォトリソグラフィーとエッチングとのプロセスを繰り返すことで作製される。まず、シリコン基板（シリコンに限らず、ＧａＡｓなどの半導体材料の基板であればよい）２上にレジスト膜３を塗布し、上記の計算により決定された回折面の形状に応じたレチクルマスクを通して露光を行う（図２（ａ）参照）。露光に使用する光線は、ｇ線（４３６ｎｍ）やｉ線（３６５ｎｍ）、電子線のほか、Ｘ線等の放射線であってもよい。また、レーザ光を使用した直接描画による露光方法であってもよい。さらに、２光束干渉させて露光を行ってもよい。露光に続いて現像がなされ、続くエッチングのプロセスが行われる。
【００２６】
エッチングは、エッチング装置を用いることでドライエッチングにより行われる。このときにエッチングガスは、基板（シリコン、ＧａＡｓ等）２の種類に応じて任意に選択するが、一例として四フッ化カーボンガスといったものが用いられる。このようにして、一回のフォトリソグラフィーおよびエッチングのプロセスが終了すると、図２（ｂ）のように、所望の深さの回折溝を有し、所望のパターンに応じた２段レンズ（２ＢＯＥ素子）が作製される。
【００２７】
この２段レンズに、さらに、フォトリソグラフィーおよびエッチングのプロセスを繰り返すことで４段レンズが作製され（図２（ｃ）および（ｄ）参照）、この４段レンズに、さらにフォトリソグラフィーおよびエッチングのプロセスを繰り返すことで８段レンズが作製される（図２（ｅ）および（ｆ）参照）。この８段レンズから、１６段レンズ、３２段レンズ、…といったように、フォトリソグラフィーおよびエッチングのプロセスを複数繰り返すと、回折面の形状が多段のバイナリ形状からなる回折光学素子を得ることが可能である。
【００２８】
また、上記のようにして作製された多段の回折光学素子の回折面の形状を、電気鋳造法により電着を行って金型に転写することも可能である。そして、基板ガラス上に十分に加熱され可塑性を有した紫外線硬化樹脂を滴下する。この後、滴下した紫外線硬化樹脂に所望の表面の反転形状が形成された上記金型を押し当てる。さらに、基板ガラス側から紫外線を照射することで、紫外線硬化樹脂を硬化させ、硬化させた紫外線硬化樹脂を金型および基板ガラスから取り外す。これにより、金型に形成されていた表面の形状が紫外線硬化樹脂に転写され、この紫外線硬化樹脂を回折光学素子の複製物として使用できる。
【００２９】
次に、上記の位相回復法によって設計された、回折光学素子の回折面の形状の一例を示す。図３に一例として示す回折光学素子１は所定の深さを有する複数の回折溝５が所定のピッチで形成されたいわゆるバイナリ光学素子であり、その入射面は所定の段数を有して階段状（いわゆるバイナリ形状）に形成されている。図３に示すように、この回折光学素子１は８段の階段を有する８段レンズで構成されているが、必ずしも８段レンズである必要はなく、４段レンズや２段レンズであってもよく、あるいは、８段よりも段数が多い１６段レンズや３２段レンズ等で構成してもよい。この回折光学素子１の階段の１段の高さＨは、例えば入射光の波長λｎｍ以下になるように設計されている。また、回折光学素子１の回折溝５の深さＤは２μｍ以上もしくは４μｍ以上であるのが好ましい。さらに、回折溝５のピッチ幅Ｐは４μｍ以下であるのが好ましいが、２μｍ以下であってもよい。さらに、ピッチ幅Ｐは入射光の波長λｎｍ以下であってもよく、また、入射光の波長λｎｍの２／３以下であってもよい。
【００３０】
次に、上記のようにして設計された回折光学素子を有する回折光学系に、所定の波長の光を所定の入射角度で照射した場合に投影面に投影される回折パターンについて図４を用いて説明する。回折光学系６は、ＭＥＭＳ(Micro-electro-mechanical System)素子を有する回折光学素子１と、同じくＭＥＭＳ素子を有するフィルタ素子４とで構成される。このように、回折光学素子１とＭＥＭＳ素子とを組み合わせ、フィルタ素子４とＭＥＭＳ素子とを組み合わせることで、回折光学素子１の回折面に入射光が垂直入射する状態から入射光の入射角度が所定の角度ずつ変化するように、回折光学素子１を所定の角度ずつ（本実施例では１０度ずつであるが、必ずしもこの角度に限られない）傾斜させ、また、フィルタ素子４に白色光（必ずしも白色光である必要はなく、複数の波長を含む光を入射してもよい）が垂直入射する状態から白色光の入射角度が所定の角度ずつ変化するように、フィルタ素子４を所定の角度ずつ（本実施例では１０度ずつであるが、必ずしもこの角度に限られない）傾斜させることが可能である。
【００３１】
回折光学素子１に設けられたＭＥＭＳ素子は、例えば圧電駆動型であり、素子に印加する電圧の大きさを制御することで、回折光学素子１の回折面に入射光が垂直入射するような状態から入射光の入射角度が１０度ずつ変化するように回折光学素子１を揺動させて、以下のように入射光の入射角度毎に異なる回折パターンを投影させることが可能である。
【００３２】
また、フィルタ素子４に設けられたＭＥＭＳ素子も回折光学素子１に設けられたＭＥＭＳ素子と同様に圧電駆動型であり、素子に印加する電圧の大きさを制御することで、フィルタ素子４に白色光である入射光が垂直入射するような状態からフィルタ素子４の略法線方向に対して傾いた角度から白色光が入射するように揺動させることが可能である。そして、このようなフィルタ素子４を光源（図示せず）と回折光学素子１との間に設置することで、光源から出射された白色光を所定の角度に揺動したフィルタ素子４に入射させ、フィルタ素子４に設けられ所定の波長の光のみを透過させるカラーフィルタによって赤色光、緑色光および青色光のうちいずれかを選択透過させ、これらを回折光学素子１に入射させることができる。
【００３３】
図４に示すように、光源からの白色光をフィルタ素子４に対して略垂直方向に入射させた場合には、フィルタ素子４から回折光学素子１の回折面に向けて赤色光が出射され、この赤色光は回折光学素子１の回折面に対して垂直入射し（回折光学素子１の傾斜角はゼロ度）、回折光学素子１を透過した回折光は、所定の投影面に回折パターンＰＡＴ１（模式的に円形状で示す）として投影される。一方、フィルタ素子４から回折光学素子１の回折面に向けて出射された赤色光が、回折光学素子１の回折面に入射角度が１０度で入射した場合（回折光学素子１の傾斜角が１０度。図４では明瞭にするために１０度以上の傾斜角で示す）に回折光学素子１を透過した回折光は、投影面に回折パターンＰＡＴ２（模式的に矩形状で示す）として投影される。さらに、フィルタ素子４から回折光学素子１の回折面に向けて出射された赤色光が、回折光学素子１の回折面に入射角度が２０度で入射した場合（回折光学素子１の傾斜角が２０度。図４では明瞭にするために２０度以上で示す）に回折光学素子１を透過した回折光は、投影面に回折パターンＰＡＴ３（模式的に三角形で示す）として投影される。
【００３４】
上記のように赤色光を回折光学素子１に入射させた場合に限らず、フィルタ素子４を白色光の入射方向に対して傾斜させることで回折光学素子１の回折面に緑色光や青色光が入射された場合も、回折光学素子１の傾斜角度により所定の回折パターンが投影される。例えば、フィルタ素子４を、回折光学素子１に赤色光を入射させた場合よりも傾斜させると、緑色光が回折光学素子１の回折面に向けて入射され、この緑色光が回折光学素子１の回折面に対して垂直入射する場合には三角形の回折パターンＰＡＴ３が投影され、回折光学素子１の傾斜角度が大きくなるにつれて、円形状の回折パターンＰＡＴ１、矩形状の回折パターンＰＡＴ２の順に投影される。
【００３５】
また、例えば、フィルタ素子４を、回折光学素子１に緑色光を入射させた場合よりもさらに大きく傾斜させると、青色光が回折光学素子１の回折面に向けて入射され、この青色光が回折光学素子１の回折面に対して垂直入射する場合には矩形状の回折パターンＰＡＴ２が投影され、回折光学素子１の傾斜角度が大きくなるにつれて、三角形の回折パターンＰＡＴ３、円形状の回折パターンＰＡＴ１の順に投影される。
【００３６】
このように、回折光学系６として、所定の波長（所定の色）を選択的に出射させることが可能なフィルタ素子４と、回折面に対する入射光の入射角度を変えることの可能な回折光学素子１とで構成することで、円形状の回折パターンＰＡＴ１、矩形状の回折パターンＰＡＴ２および三角形の回折パターンＰＡＴ３のうちのいずれかの回折パターンを、赤色、緑色、青色のうちのいずれかの色により投影させることが可能である。
【００３７】
このため、本発明に係る回折光学系６の製品への適用例として、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）のような表示素子を装備したプロジェクタ、レーザポインタのような表示装置、あるいは照明装置等が挙げられる。例えば、プロジェクタに本発明に係る回折光学系６を適用した場合、回折光学素子１であるＤＭＤが、ＤＭＤへの制御信号に応じて揺動することで、所望の映像をスクリーンに投影させることが可能である。また、例えばレーザポインタに本発明に係る回折光学系６を適用した場合、当該レーザポインタに設けられた操作スイッチの操作に応じて回折光学素子１を揺動させて回折面に対する入射光の入射角度を変化させるように構成することで、操作スイッチを操作する者の所望の投影パターンをスクリーンに投影させることが可能である。
【００３８】
なお、これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に基づく上記の説明では、フィルタ素子４により回折光学素子１に入射する入射光としてある特定の１つの波長を選択したが、白色光の入射方向に対するフィルタ素子４の傾斜角度によっては、複数の波長の光を回折光学素子１に入射させることが可能である。このような場合には、各波長の入射光がこの回折光学素子１によって波長毎に決まった方向に集光され、各波長毎の回折パターンを重ね合わせた回折パターンがフルカラー画像として投影される。
【００３９】
また、上記の実施例では、フィルタ素子４に白色光を入射して回折光学素子１に入射する入射光としてある特定の波長を選択したが、フィルタ素子４に白色光ではなく特定の複数の波長の光を入射することで、回折光学素子１にはこの複数の波長の光のうちある特定の波長の光を入射して、回折光学素子１の回折面への入射光の波長によって決まる回折パターンを投影することができる。
【００４０】
さらに、本発明に係る回折光学系を、ＭＥＭＳ素子を有する回折光学素子１とフィルタ素子４とが基板を介して一体化した、いわゆるサンドイッチ構造で構成してもよい。このような構成では、回折光学系が、ガラスや石英、あるいはシリコンからなる基板が回折光学素子１とフィルタ素子４とで挟まれた多層体からなっている。そして、このような多層体からなる回折光学系であっても、多層体に入射する光の入射角度が変化するように、ＭＥＭＳ素子によって多層体を光の入射方向に対して所定の角度ずつ変化させることで、所望の回折パターンを投影させることが可能である。
【００４１】
あるいは、回折光学系を上記のような多層体にすることによって一体化させるのではなく、回折光学系が、回折光学素子１とフィルタ素子４とを光透過性を有するファイバで接続したものからなる構成であってもよい。このような構成によれば、光源からの光がフィルタ素子４に入射することでフィルタ素子４からは選択透過された所定の波長の光が出射し、この所定の波長の光が当該光透過性を有するファイバ内を伝送され、回折光学素子１の回折面に入射光として入射する。そして、回折光学素子１の回折面に入射する入射光の波長毎に所定の回折パターンを投影させることができる。なお、回折光学素子１とフィルタ素子４とを光透過性を有するファイバで接続した場合の利点として、回折光学素子１とフィルタ素子４とが隔離されているため、回折光学素子１が発熱し易いフィルタ素子４による熱影響を受けにくいといったことが挙げられる。
【００４２】
また、例えば、図４に基づく上記の説明では、回折光学素子１を透過した透過光により回折パターンＰＡＴ１〜ＰＡＴ３が投影される構成を示したが、投影される回折パターンは透過光に限られるわけではなく、回折光学素子１で反射した反射光により入射光の波長により異なる回折パターンを投影させるように構成してもよい。あるいは、回折光学素子１の一部分を透過した透過光による回折パターンの投影と、回折光学素子１の残りの部分で反射した反射光による回折パターンの投影とを組み合わせてもよい。
【００４３】
さらに、上記の実施例においては、上記のようにして設計された回折面を入射光の入射面として回折パターンを投影させたが、バイナリ形状が形成された回折面を入射光の出射面として、回折パターンを投影させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る回折光学系を構成する回折光学素子の回折パターンを計算機合成ホログラムにより取得するためのアルゴリズムを示すブロック図で、（ａ）は従来から用いられている単色光用の位相回復アルゴリズムで、（ｂ）は単色光用の位相回復アルゴリズムを応用して、白色光を入射光として回折光学素子の回折面に対する入射光の入射角度を変えた場合の回折パターンを取得するためのアルゴリズムである。
【図２】本発明に係る回折光学系を構成する回折光学素子の製造工程を（ａ）から（ｆ）の順で示す図である。
【図３】本発明に係る回折光学系を構成する回折光学素子の回折面の形状を示す模式断面図である。
【図４】本発明に係る回折光学系を構成する回折光学素子の回折面に赤色光、緑色光および青色光のいずれかを選択的に入射させ、回折面に対する入射光の入射角度を変化させた場合の回折パターンの様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  回折光学素子  ２  基板  ３  レジスト膜  ４  フィルタ素子  ５  回折溝  ６  回折光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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