CN110770626B - 光学物品的制造方法和光学成形设备 - Google Patents

光学物品的制造方法和光学成形设备 Download PDF

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Abstract

一种光学物品的制造方法，其中依次进行输出光束产生过程、固化层形成过程和平台移动过程，其中该输出光束产生过程通过将光从光源输入到具有重复结构的输出设置元件来产生输出光束；该固化层形成过程通过将穿过投影光学系统的所述输出光束引入到容纳有光可固化树脂并布置有平台的容器中并将所述输出光束会聚，从而在与所述输出区域相对应的照射区域形成固化层；该平台移动过程使所述平台沿所述输出光束传播的方向移动期望的距离，并且所述方法进一步包括在所述固化层形成过程中变更所述照射区域的照射变更过程，从而在所述平台的表面上形成所述光学物品。

Description

光学物品的制造方法和光学成形设备
技术领域
本发明涉及光学物品的制造方法和光学成形设备。
背景技术
已知有如下方法：通过重复用光穿过容器(其储存有光可固化树脂)的底部而照射容器中的光可固化树脂(光聚合物)的步骤，从而由多个固化层逐层地成形物体(专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开号US 2016/036187
发明内容
技术问题
在上述方法中，通常使用微镜装置来产生期望形状的光束，以照射光可固化树脂，微镜装置例如是DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜装置)。微镜装置具有以二维重复结构布置在其表面上的多个微镜。通过选择性地控制每个微镜的反射表面的方向，在微镜装置的表面上产生期望形状的反射区域，并且该反射区域的图像被投影到光可固化树脂上。
本发明人已经确认，使用如上所述的基于DMD的立体光刻所制造成的光学物品引起立体衍射。当光进入这种光学物品时，产生衍射光，这使得难以将光学物品用于其初始目的。本发明人注意到，尽管在该过程的每个相继步骤中光学物品的每一层作为整体被绝缘，但是仍然产生上述现象，换句话说，情况是这样的：整个光学物品不是完全均质的状态并且每层的层压是可识别的。
这将产生这样的问题：使用这样的光学部件的光学物品如透镜由于如上所述的衍射光的产生而没有高的光学性能。衍射光产生的可接受水平取决于光学物品所需的光学性能。通常，在光进入该光学物品的情况下，期望将一阶衍射光的强度抑制为等于或小于零阶光的强度的6％。此外，在要求较高光学性能的光学物品中，例如，在易于区分衍射光的条件下使用光学物品时，期望将一阶衍射光的强度抑制为等于或小于零阶光的强度0.01％。
因此，需要提出一种使用DMD的制造过程，该制造过程不会导致这种缺陷，或者至少会呈现出对于最终用户而言不那么麻烦的缺陷。
问题的解决方案
本发明人提出了一种机制，该机制可以解释当预期无衍射时衍射结构的形成。此外，本发明人提出了技术方案，该技术方案能够减少由衍射效应带来的不适，或者甚至生产出没有该衍射效应的光学物品。
在使用DMD对树脂进行光固化的过程中，在光可固化树脂的投影区域中，与微镜本身的区域相对应的部分中的投影光的强度与相邻微镜之间的区域对应的部分中的投影光的强度不同。因此，这两个部分之间的光可固化树脂的状态存在细微的差异，并且在光可固化树脂的固化层中产生了与微镜的二维阵列相对应的网状周期性折射率分布。
因为网状折射率分布形成在逐层的相同位置上，所以在所制造的光学物品中观察到立体周期性折射率分布。当光进入这种光学物品时，由于上述折射率分布而产生衍射光。接下来参考图8和图9说明该现象。
图8示出了光沿着固化层堆叠的方向(即沿着Z轴的方向)进入传统的光学物品的情况。图9示出了光沿着固化层的表面的方向(即沿着X轴的方向)进入传统的光学物品的情况。应当注意的是，在本申请的所有附图(包括图8和图9)中，光学物品内部的直线和虚线示意性地示出了折射率不同于周围折射率的域。如根据图8和图9可以理解的，在两种情况下，进入光学物品的光穿过上述立体周期性折射率分布。结果，在两种情况下都产生了衍射光。要注意的是，因为增加了由于固化状态的分布而引起的沿固化层堆叠方向的周期性折射率分布所引起的效果，所以与图8中所示的情况相比，在图9中所示的情况下将产生更多的衍射光。
根据本发明的第一方面，一种光学物品的制造方法包括：输出光束产生过程，该输出光束产生过程通过将从光源传播的光输入到具有重复结构的输出设置元件来产生输出光束，该输出设置元件产生期望形状的输出区域并将所述期望形状的输出区域维持期望的期间；固化层形成过程，该固化层形成过程通过将穿过投影光学系统的所述输出光束引入到容器并将所述输出光束会聚，从而在与所述输出区域相对应的照射区域形成固化层，其中该容器中容纳有光可固化树脂并布置有平台；以及第一方向平台移动过程，其使所述平台沿所述输出光束传播的第一方向移动期望的距离，其中依次进行所述输出光束产生过程、所述固化层形成过程和所述第一方向平台移动过程，从而在所述平台的表面上形成所述光学物品，其中，所述方法进一步包括照射变更过程，该照射变更过程降低了所述光学物品中的所述重复结构产生的衍射效应。
由于本发明，能够降低由输出设置元件的重复结构或通过在先前层之上重复形成层而形成的衍射效应。
根据本发明的第二方面，在根据第一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；和通过设置至少两个不同的值来在所述第一方向平台移动过程中设置第一方向平台移动距离。
根据本发明的第二方面的第一变形例，在根据第一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；和通过设置至少两个不同的值来在所述第一方向平台移动过程中设置第一方向平台移动距离；或其组合。
根据本发明第二方面的第二变形例，在根据第一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；和聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置。
根据本发明第二方面的第三变形例，在根据第一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；和通过设置至少两个不同的值来在所述第一方向平台移动过程中设置第一方向平台移动距离。
根据本发明第二方面的第四变形例，在根据第一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；以及以下中的至少一项：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；和通过设置至少两个不同的值来在所述第一方向平台移动过程中设置第一方向平台移动距离。
根据本发明的第三方面，在根据第一或第二方面的光学物品的制造方法中，优选的是，所述输出设置元件是包括多个微镜的微镜装置，每个所述微镜的反射表面能够被独立设置，通过控制每个所述微镜的所述反射表面来产生所述期望形状的输出区域，所述输出光束是在所述微镜装置的所述输出区域被反射的反射光束，并且在所述照射区域处形成与所述微镜装置的所述输出区域相对应的表面图像。
根据本发明的第四方面，在根据第二方面的光学物品的制造方法中，优选的是，所述输出光束穿过所述漫射元件的所述漫射角为8至12度的漫射角。
根据本发明的第五方面，在根据第一至第四方面中的任一方面的光学部件的制造方法中，优选的是，为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离具有至少两个不同的值。
根据本发明的第五方面的第一变形例，在根据第五方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进一步进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；或其组合。
根据本发明的第五方面的第二变形例，在根据第五方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进一步进行所述照射变更过程：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；和通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更；或其组合。
根据本发明的第五方面的第三变形例，在根据第五方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进一步进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；和聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置。
根据本发明的第五方面的第四变形例，在根据第五方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进一步进行所述照射变更过程：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；和通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更。
根据本发明的第五方面的第五变形例，在根据第五方面的光学物品的制造方法中，优选的是，通过以下中的至少一个来进一步进行所述照射变更过程：通过使所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；以及以下至少一项：通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动来进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；和通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率来进行的放大率变更。
根据本发明的第六方面，在根据第一至第四方面中的任一方面的光学物品的制造方法中，优选的是，为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离是随机化的。
根据本发明的第七方面，在根据第六方面的光学物品的制造方法中，优选的是，为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离随机化为满足以下表达式(1)，
Pα(1/T)/Pα(0)≤0.001 (1)
其中，Pα(0)≥1，T表示常数，T+αk表示根据第k层的厚度的第k期望距离，αk表示遵循αk的概率密度函数Pα的傅立叶变换的概率分布的随机值。
根据本发明的第八方面，一种光学成形设备包括：光源；容纳有光可固化树脂的容器；具有重复结构的输出设置元件，所述输出设置元件接收从所述光源传播的光并设置朝所述容器输出的输出光束；布置在所述容器中的平台，该平台可沿所述输出光束传播的第一方向移动，并且在其表面上形成通过使所述光可固化树脂固化而产生的固化层；平台驱动机构，其驱动所述平台；投影光学系统，其通过将所述输出光束会聚并引入到所述容器中而形成照射区域；以及第一控制单元，其中所述输出设置元件能够产生期望形状的输出区域，并将所述期望形状的所述输出区域维持期望的期间，所述第一控制单元进行第一控制和第二控制，进行该第一控制以控制所述输出设置元件，从而产生期望形状的输出区域并且将所述期望形状的所述输出区域维持期望的期间，进行该第二控制以控制所述平台驱动机构，从而在经过所述期望的期间后使所述平台在所述第一方向上移动期望的距离，并且所述光学成形设备还包括照射变更装置，该照射变更装置降低了在形成所述光学物品中重复产生的衍射效应。
根据本发明的第九方面，在根据第八方面的光学成形设备中，优选的是，所述照射变更装置包括漫射元件、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元中的至少一个，其中所述漫射元件布置在所述容器处或距所述容器的表面等于或小于5mm的位置处，并使所述输出光束以5至25度的漫射角漫射，第二控制单元控制所述平台在垂直于所述第一方向的第二方向上的移动，所述第三控制单元进行控制以改变所述投影光学系统的聚光位置，所述第四控制单元进行控制以改变所述投影光学系统的放大率，所述第五控制单元进行控制以在所述第二控制中将所述期望的距离设置成至少两个不同的值。
根据本发明的第十方面，在根据第八或第九方面的光学成形设备中，优选的是，所述输出设置元件是包括多个微镜的微镜装置，每个所述微镜的反射表面能够被独立设置，通过控制每个所述微镜的所述反射表面来产生所述期望形状的输出区域，所述输出光束是在所述微镜装置的所述输出区域被反射的反射光束，并且在所述照射区域处形成与所述微镜装置的所述输出区域相对应的表面图像。
根据本发明的第十一方面，在根据第九方面的光学成形设备中，优选的是，所述漫射元件以8至12度的漫射角漫射所述输出光束，并且布置在所述容器处或距所述容器的表面等于或小于1mm的位置处。
根据本发明的第十二方面，在根据第八至第十一方面中的任一方面的光学成形设备中，优选的是，所述第一控制单元进行控制以依次重复进行所述第一控制和所述第二控制。
根据本发明的第十三方面，在根据第八至第十一方面中的任一方面的光学成形设备中，优选的是，所述第一控制单元在所述第二控制中进行控制，以将所述期望的距离随机化。
根据本发明的第十四方面，一种光学物品，其由第一至第七方面中的任一方面所述的方法制造，其中当光入射到所述光学物品上时，由衍射产生的一阶光等于或小于零阶光的6％，或优选等于或小于5％，甚至3％。
根据本发明的第十五方面，在根据第十四方面的光学物品中，优选的是，所述光学物品是透镜。
发明的有益效果
本发明能够提供抑制衍射光的产生并具有高光学性能的光学物品，并且还能够提供制造抑制衍射光的产生并具有高光学性能的光学物品的光学成形设备。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施方式的光学成形设备的结构的示意图。
图2是示出在本发明的第一实施方式中制造的光学物品的示意图。
图3是示出根据本发明的第二实施方式的光学成形设备的结构的示意图。
图4是示出在本发明的第二实施方式中制造的光学物品的示意图。
图5是示出根据本发明的第三实施方式的光学成形设备的结构的示意图。
图6是示出在本发明的第三实施方式中制造的光学物品的示意图。
图7是示出在本发明的第四实施方式中制造的光学物品的示意图。
图8是示出当光沿着固化层堆叠的方向进入传统的光学物品时衍射光的产生的说明图。
图9是示出当光沿着固化层的表面的方向进入传统的光学物品时衍射光的产生的说明图。
图10是示出用于模拟的模型的示意图。
图11是示出用于模拟的模型的示意图。
具体实施方式
第一实施方式
在下面的描述中，参考附图说明本发明的实施方式。图1是示出根据本发明的第一实施方式的光学成形设备100的结构的示意图。为了便于说明，X-Y-Z坐标系如图1中所示设置成X轴设置在水平方向上，Z轴设置在竖直方向上，并且Y轴设置为在分别垂直于图中的X轴和Z轴的方向上。光学成形设备100主要包括光源1、容器2、输出设置元件3、平台4、平台驱动机构5、投影光学系统6、控制单元7和漫射元件8。
发出波长为385nm的紫外光的LED光源用作光源1。微镜装置用作输出设置元件3。容器2的底部由透明氟树脂制成。平台4由不锈钢构成。输出设置元件3(微镜装置3)具有在其表面上以二维阵列布置的多个微镜，并且每个微镜能够被单独地控制。漫射元件8位于容器2的外部且靠近其底部的位置。漫射元件8与容器2的底部之间的间隙约为5mm。漫射元件8的漫射角在5°与25°之间的范围内。通过照射紫外线而可固化的液态的光可固化树脂(光聚合物)预先容纳在容器2中。控制单元7通过控制平台驱动机构5，调节平台4在Z轴方向(图中的竖直方向)上的位置，使得在平台4的表面与容器2的底部之间形成距离足够大的间隙。然后，在平台4的表面与容器2的底部之间的间隙中填充光可固化树脂。
下面将说明通过使用光学成形设备100制造光学物品的工序。控制单元7控制微镜装置3以设置每个微镜的反射表面的方向，从而形成期望形状的来自微镜装置3的输出光束。控制单元7控制光源1向微镜装置3发射紫外光。所发射的紫外光被照明光学系统9会聚，然后传播到微镜装置3。
到达微镜装置3的紫外线基于对各个微镜设置的反射表面的方向而被反射，形成所希望的输出光束形状。输出的光束进入投影光学系统6，并会聚以在期望的照射区域中将微镜装置3的表面的图像聚焦在填充于平台4的表面与容器2的底部之间的光可固化树脂上。同时，输出的光束通过穿过漫射元件8而漫射，然后穿过容器2的底部并照射光可固化树脂。结果，在平台4的表面与容器2的底部之间的间隙内，与上述照射区域相对应的区域中的光可固化树脂固化并形成固化层。
在完成固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并控制平台驱动机构5，使得平台4向Z轴的正方向移动预定距离，然后停止。要注意的是，在本说明书中，Z轴的正方向也称为第一方向。因为由不锈钢构成的平台4的表面的表面能比由透明氟树脂构成的容器2的底部的表面的表面能高，所以固化层与容器2的底部分离并粘附至平台4的表面。即，固化层粘附至平台4并随平台4上升。结果，固化层与容器2的底部之间形成新的间隙，将光固化树脂再次供应至该间隙。控制单元7控制微镜装置3的每个微镜的反射表面的方向，以再次设置输出光束的期望形状。控制单元7控制光源1以恢复朝微镜装置3发射紫外线。从而将新的固化层层压在已经形成的固化层上。通过重复上述工序，制造出期望形状的光学物品。
如上所述，因为光学成形设备100在容器2的外部且靠近容器2的底部具有漫射元件8，所以输出光束在被投影光学系统6会聚后被漫射元件8适度地漫射并照射填充在平台4和容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂。换句话说，漫射元件8改变了填充在平台4和容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂中形成的照射区域。
图2示意性地示出了通过上述工序制造的光学物品的横截面。如图2中所示，即使在光学物品的每个固化层中形成了与微镜的二维阵列相对应的周期性折射率分布，该折射率分布的程度也相对较小。因此，当光沿着固化层堆叠的方向进入这样的光学物品时，能够抑制衍射光的产生，使得一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的6％。即，获得了具有高光学性能的光学物品。
如上所述，漫射元件8具有在5°与25°之间的范围内的漫射角，并且位于与容器2的底部的间隙为5mm的位置。应根据光学物品所需的光学性能适当确定漫射元件8的漫射角和与容器2的底部的间隙。在漫射角在漫射元件8的8°至12°的范围内并且位于与容器2的底部的间隙为1mm的位置的情况下，能够制造具有光滑轮廓的光学物品，可以抑制该光学物品的衍射光的产生。应当注意，通过调节漫射元件8的漫射角以及漫射元件8与容器2的底部之间的间隙，能够抑制衍射光的产生，从而使一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的5％或3％甚至0.01％。
在以上说明中，通过由控制单元7控制光源1来开始(恢复)和停止从光源1输出光。然而，能够通过打开和关闭位于光路上的光闸而开启和断开从光源1连续发射光。光闸可以位于光路上的任何位置，但是，优选地，光闸位于光源1和微镜装置3之间，因为能够使用较小尺寸的光闸。
在第一实施方式中，光被投影光学系统6会聚，并通过穿过漫射元件8而被适度漫射，因此，微镜的图像不会以高对比度聚焦在填充于平台4与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂上。结果，在光可固化树脂的照射区域中形成的对应于微镜的二维阵列的周期性折射率分布的对比度适度减小。然而，除了使用漫射元件8之外，还有另一种方法来适度地减小光可固化树脂上的微镜的图像的对比度。上述第一实施例允许以下变化。
变形例1
在变形例1中，通过稍微改变投影光学系统6的聚光位置，适度地减小了形成在光可固化树脂中的对应于微镜的二维阵列的周期性折射率分布的对比度。即，通过假设微镜在散焦状态下在光可固化树脂上形成图像来实现。在这种情况下，优选地，通过由投影光学系统6调节微镜的图像的聚光位置来确定散焦量。可以通过投影光学系统6的散焦状态以及使用漫射元件8这两方面来调节微镜的图像的对比度。例如，通过从平台4的表面与容器2的底部之间填充的光可固化树脂的位置将投影光学系统6的聚光位置向上方(Z轴的正方向)或下方(Z轴的负方向)偏移来实现散焦状态。偏移量可以设置成使投影光学系统6的聚光位置为固化层厚度的1至5倍，例如1.5至2.5倍。
变形例2
在变形例2中，通过使微镜装置3的微镜精细地振动来调节微镜的图像的对比度，从而使输出光束适度地振动。以这种方式，适度减小了在光固化树脂中形成的对应于微镜的二维阵列的周期性折射率分布的对比度。优选地，设置微镜的振动量，使得该振动具有在微镜的二维阵列的两个方向上的物品适当量。
变形例3
在变形例3中，使光源1、微镜装置3、投影光学系统6和照明光学系统9中的至少一者振动。从而，在光可固化树脂中形成的对应于微镜的二维阵列的周期性折射率分布的对比度被适度减小。优选的是，设置这些振动的量，使得该振动具有在微镜的二维阵列的两个方向上的适当物品。
第二实施方式
图3是示出根据本发明的第二实施方式的光学成形设备200的结构的示意图。为了便于说明，X-Y-Z坐标系如图3中所示设置成X轴设置在水平方向上，Z轴设置在竖直方向上，并且Y轴设置为在分别垂直于图中的X轴和Z轴的方向上。光学成形设备200未配备漫射元件8。要注意的是，光学成形设备200与光学成形设备100的不同之处在于，光学成形设备200具有能够在平行于平台4的表面的平面中向任意方向移动平台4的平台驱动机构50。即，在光学成形设备200中，平台可以在与XY平面平行的平面中向任意方向移动。在本说明书中，将任意方向中的任何一个方向定义为第二方向。
下面将说明通过使用光学成形设备200制造光学物品的工序。从光源1发射光，通过由微镜装置3反射所发射的光而形成期望形状的输出光束并使光束穿过投影光学系统6以会聚光束的过程与第一实施方式的过程基本相同，因此，在此省略对这些过程的说明。由投影光学系统6会聚的输出光束穿过容器2的底部，并照射填充在平台4的表面与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂。因此，在该间隙内，使与照射区域对应的部分中的光可固化树脂固化并形成第一固化层。在本说明书中，将平台4此刻在X-Y平面中的位置定义为第一位置。
在完成第一固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。如在第一实施方式中所说明的，第一固化层粘附至平台4并随平台4上升。接下来，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4在横向方向上(在第二方向上)移动适当的距离，然后停止。在这种情况下，如果平台4在X-Y平面中，则平台4的移动方向可以在任何方向上。应注意，在本说明书中，X-Y平面中的任何方向也称为第二方向。在本实施方式中，平台4从第一位置向X轴的正方向移动5μm的位置。将平台4此刻在X-Y平面中的位置定义为第二位置。即，第二位置从第一位置到X轴的正方向的距离为5μm。控制单元7控制微镜装置3的每个微镜的反射表面的方向，以再次设置输出光束的期望形状。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第二固化层。
在完成第二固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并控制平台驱动机构50，使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。第二固化层层压在已经粘附至平台4的表面的第一固化层上，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第二固化层与容器2的底部之间产生间隙，并将光可固化树脂填充在该间隙中。接下来，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4朝横向方向移动适当的距离，然后停止。具体而言，平台台4移动至从第二位置向X轴方向的负方向为5μm并且向Y轴方向的正方向为5μm的位置。将平台4此刻在X-Y平面中的位置定义为第三位置。即，第三位置从第一位置到Y轴方向的距离为5μm。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第三固化层。
在完成第三固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50，使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。第三固化层层压在第二固化层上，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第三固化层与容器2的底部之间产生间隙，并将光可固化树脂填充在该间隙中。接下来，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4在横向方向上(在第二方向上)移动适当的距离，然后停止。具体而言，平台4移动至从第三位置到X轴方向的负方向为5μm并且到Y轴方向的负方向为5μm的位置。将平台4此刻在X-Y平面中的位置定义为第四位置。即，第四位置从第一位置到X轴方向的负方向的距离为5μm。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第四固化层。
在完成第四固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50，使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。第四固化层层压在第三固化层上，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第四固化层与容器2的底部之间产生间隙，并将光可固化树脂填充在该间隙中。接下来，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4在横向方向上(在第二方向上)移动适当的距离，然后停止。具体而言，平台4移动至从第四位置到X轴方向的正方向为5μm并且到Y轴方向的负方向为5μm的位置。将平台4此刻在X-Y平面中的位置定义为第五位置。即，第五位置从第一位置到Y轴方向的负方向的距离为5μm。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第五固化层。
在完成第五固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50，使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。第五固化层层压在第四固化层上，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第五固化层与容器2的底部之间产生间隙，并将光可固化树脂填充在该间隙中。接下来，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4在横向方向上(在第二方向上)移动适当的距离，然后停止。具体而言，平台4移动至从第五位置到X轴方向的正方向为5μm并且到Y轴方向的正方向为5μm的位置。平台4到达的位置是与第二位置相同的位置。之后，控制单元7控制平台驱动机构50，使得平台4依次移动至第三位置、第四位置、第五位置、第二位置，从而形成固化层，然后制造成光学物品。
图4示意性地示出了这样制造的光学物品的横截面。如图4所示，尽管在光学物品的每个固化层中均产生了与微镜的二维阵列相对应的周期性折射率分布，但是相邻固化层中的折射率分布在X-Y平面中彼此不重叠。结果，在光沿着层堆叠的方向进入该光学物品并且产生衍射光的情况下，能够将一阶衍射光的强度抑制成等于或小于零阶光的强度的6％。因此，获得了具有高光学性能的光学物品。应当注意，通过调节平台4在横向方向(第二方向)上的移动距离，能够抑制衍射光的产生，使得一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的5％或3％甚至0.01％。
如上所述，光学成形设备200不配备漫射元件8。然而，光学成形设备200也可以配备漫射元件。通过使用配备有漫射元件的光学成形设备200制造的光学物品能够更有效地抑制衍射光的产生。
在第二实施方式中，控制单元7控制平台驱动机构50以使平台4在X轴方向和Y轴方向这两个方向上移动。但是，平台4的移动方向也可以仅设置为一个方向。例如，平台4的移动方向可以设置成与X轴成45°的方向。另选地，可以将平台4的移动方向设置成X轴方向或Y轴方向。应当注意，当通过将平台4的移动方向设置为仅一个方向来制造光学物品，并且光沿着固化层堆叠的方向进入光学物品时，会在与平台4的移动方向垂直的方向上产生一定强度的衍射光。优选地，根据光学物品所需的光学性能来确定平台4的移动条件。
第三实施方式
图5是示出根据本发明的第三实施方式的光学成形设备300的结构的示意图。为了便于说明，X-Y-Z坐标系如图5中所示设置成X轴设置在水平方向上，Z轴设置在竖直方向上，并且Y轴设置为在分别垂直于图中的X轴和Z轴的方向上。光学成形设备300与光学成设备100的不同之处在于，光学成形设备300具有焦距可变的投影光学系统60并且不具有漫射元件8。除了上述两点之外，光学成形设备300与光学成形设备100基本相同。投影光学系统60是功率变焦透镜，并且其焦距可以由控制单元7调节。由此，微镜装置3的微镜的投影到填充在平台4与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂的图像的投影放大率可以改变。
下面将说明通过使用光学成形设备300制造光学物品的工序。从光源1发射光并通过由微镜装置3反射所发射的光而形成期望形状的输出光束的过程与第一实施方式的过程基本相同，因此，在此省略对这些过程的说明。控制单元7控制微镜装置3，使得在填充于平台4与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂中形成预定的照射区域。将该照射区域定义为初始照射区域。同时，控制单元7控制投影光学系统60，以将其焦距调节为预定值。由投影光学系统60的该焦距进行的微镜装置3的微镜的图像的投影放大率被定义为初始投影放大率。输出光束被投影光学系统60会聚，并穿过容器2的底部，照射填充在平台4的表面与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂。因此，在该间隙内，使与照射区域对应的部分中的光可固化树脂固化并形成第一固化层。
在完成第一固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。如在第一实施方式中所说明的，第一固化层粘附至平台4并随平台4上升。接下来，控制单元7控制投影光学系统60以改变其焦距。确定焦距改变量，以使得微镜装置3的微镜的图像的投影放大率(聚光放大率)与初始投影放大率相比增加约10％。同时，控制单元7控制微镜装置3的每个微镜的反射表面的方向，使得照射区域再次设置为与初始照射区域相比减小约10％。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第二固化层。
在完成第二固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。第二固化层层压在已经粘附至平台4的表面的第一固化层，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第二固化层与容器2的底部之间产生间隙，并将光可固化树脂填充在该间隙中。接下来，控制单元7控制投影光学系统60以改变其焦距。确定焦距改变量，以使得微镜装置3的微镜的图像的投影放大率与初始投影放大率相比减小约5％。同时，控制单元7控制微镜装置3的每个微镜的反射表面的方向，使得照射区域再次设置为与初始照射区域相比增加约5％。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，从而形成第三固化层。在分别关于初始投影放大率和初始照射区域适当地改变投影放大率和照射区域的同时，通过重复进行上述过程而制造期望形状的光学物品。
图6示意性地示出了这样制造的光学物品的横截面。如图6所示，尽管在光学物品的每个固化层中均产生了与微镜的二维阵列相对应的周期性折射率分布，但是相邻固化层中的折射率分布在X-Y平面中彼此不重叠。结果，在光沿着固化层堆叠的方向进入该光学物品并且产生衍射光的情况下，能够将一阶衍射光的强度抑制成等于或小于零阶光的强度的6％。因此，获得了具有高光学性能的光学物品。应当注意，能够调节投影放大率和/或照射区域，使得一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的5％或3％甚至0.01％。
如上所述，光学成形设备300未配备漫射元件8。然而，光学成形设备300也可以配备漫射元件。通过使用配备有漫射元件的光学成形设备300制造的光学物品能够更有效地抑制衍射光的产生。应当注意，根据光学物品所需的光学性能来确定微镜的图像的投影放大率以及照射区域的变化率。
在上述每个实施方式中，在完成每个固化层的形成之后，使平台4向Z轴的正方向移动的距离是恒定的。即，在上述每个实施方式中制造的光学物品的每个固化层的厚度均是恒定的。在光沿着固化层堆叠的方向进入这种光学物品的情况下，能够如上所述抑制衍射光的产生。然而，在光沿着固化层的表面的方向进入这种光学物品的情况下，如图9所示产生了衍射光。以下将说明即使在这种情况下也防止衍射光的产生的方法。
第四实施方式
在本实施方式中，使用移除了漫射元件8的光学成形设备100来制造光学物品。以下将说明制造本实施方式中的光学物品的工序。从光源1发射光，通过由微镜装置3反射所发射的光而形成期望形状的输出光束并使光束穿过投影光学系统6以会聚光束的过程与第一实施方式的过程基本相同，因此，在此省略对这些过程的说明。输出光束在被投影光学系统6会聚后照射填充在平台4与容器2的底部之间的间隙中的光可固化树脂。因此，在该间隙内，使与照射区域对应的部分中的光可固化树脂固化并形成第一固化层。应当注意，这次的该间隙的厚度(即，这次平台4的表面与容器的底部之间的距离)被定义为第一距离。因此，第一固化层的厚度对应于第一距离。
在完成第一固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。平台4这次的移动距离(上升距离)被定义为第二距离。第二距离设置成不同于第一距离。如在第一实施方式中所说明的，第一固化层粘附至平台4并随平台4上升。结果，在第一固化层与容器2的底部之间产生对应于第二距离的间隙，并且在该间隙中填充光可固化树脂。控制单元7控制微镜器件3的每个微镜的反射表面的方向，以再次设置期望形状的输出光束。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，由此第二固化层层压在第一固化层上。如上所述，因为第二距离与第一距离不同，所以第二固化层的厚度与第一固化层的厚度不同。
在完成第二固化层的形成之后，控制单元7停止从光源1输出紫外光，并且控制平台驱动机构50使得平台4向Z轴的正方向(第一方向)移动预定距离，然后停止。平台4这次的移动距离被定义为第三距离。第三距离设置成不同于第二距离。第二固化层层压在第一固化层上，并且这些层压层随平台4升高。结果，在第二固化层与容器2的底部之间产生对应于第三距离的间隙，并且在该间隙中填充光可固化树脂。控制单元7控制微镜器件3的每个微镜的反射表面的方向，以再次设置期望形状的输出光束。控制单元7使光源1朝微镜装置3发射紫外光，由此第三固化层层压在第二固化层上。因为第三距离与第二距离不同，所以第三固化层的厚度与第二固化层的厚度不同。
此后，控制单元7控制平台驱动机构5，以便将移动距离设置成使平台4升高到与先前设置中设置的值不同的值，并依次形成固化层，从而制造成光学物品。即，移动距离被设置成随机化以具有适当的偏差。结果，光学物品的固化层的厚度也具有适当的偏差。
图7示意性地示出了这样制造的光学物品的横截面。如图7中所示，光学物品的固化层的厚度存在适当的偏差。结果，在光沿着固化层的表面的方向进入该光学物品并产生衍射光的情况下，能够将一阶衍射光的强度抑制成等于或小于零阶光的强度的6％。因此，获得了具有高光学性能的光学物品。应当注意，通过适当地使平台4的移动距离的偏差随机化，能够减小衍射光的强度。
移动距离的平均值和偏差可以基于光学物品的部分形状被设置成随机化。例如，当形成与形状大幅变化的部分对应的固化层时，将平台4的移动距离设置成随机化以使移动距离的平均值相对较小并使移动距离的标准偏差相对较大。由此，能够形成具有光滑表面的这种部分。相反，当形成对应于形状变化不大的部分的固化层时，将平台4的移动距离设置成随机化，以使得移动距离的平均值相对较大并使移动距离的标准偏差相对较小。由此，能够有效地形成这种部分。
在光学物品的每个域需要不同的光学性能的情况下，能够基于每个域的所需光学性能来将平台4的移动距离设置成随机化。例如，当形成对应于光学物品的要求非常高的光学性能的域的固化层时，将平台4的移动距离设置成随机化，使得移动距离的标准偏差相对较大。相反，当形成对应于光学物品的不需要非常高的光学性能的域的固化层时，将移动距离设置成随机化，使得移动距离的标准偏差相对较小。这样制造的光学物品尤其在要求非常高的光学性能的域具有光学性能。
通过将平台4的移动距离设置成随机化，使固化层的厚度随机化。因此，一阶衍射光和零阶光的衍射效率之比被调制。该调制的幅度表示为Pα(1/T)/Pα(0)。在此，Pα(1/T)和Pα(0)分别是概率密度分布的傅立叶变换。在固化层的厚度均匀的情况下，换言之，在固化层的厚度没有随机化的情况下，如上所述，一阶衍射光的衍射效率和零阶光的衍射效率比超过了6％，这相当于12dB以下。但是，如果在恶劣环境中使用光学物品(例如灯存在于黑暗的背景前)，则期望低于40dB，这对应于一阶衍射光的强度低于零阶光的强度的0.01％。因此，期望将平台4的移动距离设置成随机化以满足以下表达式(1)。
Pα(1/T)/Pα(0)≤0.001 (1)
该表达式(1)与如上所述的表达式(1)相同。在此，Pα(0)≥1，T表示常数，T+αk表示根据第k层的厚度的第k期望距离，αk表示遵循αk的概率密度函数Pα的傅立叶变换的概率分布的随机值。
通过如上所述将平台4的移动距离设置为随机而制造的光学物品具有高光学性能。换句话说，在光沿着固化层的表面的方向进入这种光学物品并且产生衍射光的情况下，能够将一阶衍射光的强度抑制成等于或小于零阶光的强度的6％。应当注意，通过适当地调节平台4在竖直方向上移动的移动距离的随机性，能够抑制衍射光的产生，使得一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的0.01％。
注意，如上所述，本实施方式中不使用漫射元件8。因此，在图7中所示的光学物品中，能够通过使平台4移动的移动距离随机化来减少衍射光沿着固化层堆叠的方向(即沿着Z轴方向)的产生。但是，不能减小沿固化层的表面的方向(即沿X轴方向)产生的衍射光的强度。这是因为在光学物品的每个固化层中均存在对应于微镜的二维阵列的周期性折射率分布。关于这一点，通过使用与图1中所示的光学成形设备100相同的、配备有漫射元件8的光学成形设备，能够制造这样的光学物品，其减少了衍射光的产生，使得一阶衍射光的强度等于或小于零阶光的强度的5％或3％，甚至0.01％。可以基于要制造的光学物品所需的光学性能来确定是否使用漫射元件8。
应当注意，为了除了减少沿Y轴方向的衍射光的产生之外还减少沿Z轴方向的衍射光的产生，除了将移动平台的移动距离随机化之外，还可以采用第二方向平台移动、投影光学系统的聚光位置调节以及投影光学系统的放大率变更中的至少一种。
模拟
接下来，将说明当光进入具有周期性折射率分布的光学物品时产生的衍射光的模拟。图10是示出用于模拟的模型的示意图。如图10中所示，该模型具有这样的结构，其中，单位单元以25μm的循环长度T周期性地布置，并且在每个单位单元之间布置宽度t为2.5μm的空间。换句话说，该模型具有光可固化树脂的结构，其中以每25μm的间隔形成2.5μm宽度的空间。周期性地布置光可固化树脂和空间(空气)的结构对应于网状周期性折射率分布。
如图10中所示，当光穿过模型以垂直越过单位单元的布置时，穿过光可固化性树脂的一部分的光与穿过空间的一部分的光之间产生了相位差，这是由于光可固化树脂的所述部分与空间的所述部分之间的光通不同。假设相位差为Δφ，则图10中所示的模型的传递函数由下面的表达式(2)表示。
Figure BDA0002326614050000231
假设Δφ等于π，则下面的表达式(3)表示第p阶衍射光的强度。
Figure BDA0002326614050000232
借助以上表达式计算一阶衍射光与零阶光的强度之比，应理解为大于6％。根据该结果，能估计出假如图10中所示的模型用作诸如透镜或棱镜的光学元件，能够估计出与这种模型相对应的光学物品没有足够的光学性能。
接下来，将说明周期长度T不是恒定的并且是随机的模型的模拟。图11是用于模拟的模型的示意图。该模型例如对应于通过将平台4的移动距离设置为随机而制造的光学物品。与图10中所示的具有基本结构(以周期长度T的每个间隔形成宽度t的空间)的模型相比，图11中所示的模型的不同之处在于宽度t的空间的位置偏离图10中所示的模型的宽度t的空间的位置。换句话说，每个周期长度T是随机的。应当注意，在图11中，出于比较的目的，虚线所示的部分代表图10所示的模型。
通过采用这样的结构，在图11所示的模型中，折射率分布的周期性变弱。具体地，该模型被构造为使得第k单位单元的中心的位置以随机距离αk从图10所示的基本模型中的第k单位单元的中心的位置偏离。换句话说，第k单位单元xk的中心从基本模型中第k单位单元的中心的位置偏移，使得满足xk＝x-T-αk。
假设α＜T-t，并且αk在[-α/2，α/2]的范围内，则模型的衍射效率由下面的表达式(4)表示。
Figure BDA0002326614050000233
在此，Pα(γ)表示概率密度函数，Uwithout randomization表示基本结构模型(不采用随机化)的衍射效率。如果αk在[-α/2，α/2]的范围内均匀分布，则模型的衍射效率由下面的表达式(5)表示。在此，Pα(γ)＝sinc(αγ)。
Figure BDA0002326614050000241
如果αk分布为正态分布以假定平均值为零，则标准偏差σα例如：
Figure BDA0002326614050000242
模型的衍射效率由下面的表达式(6)表示。
Figure BDA0002326614050000243
这些表达式(4)-(6)表明，αk的随机度越大，衍射效率越小。如上所述，一阶衍射光的衍射效率与零阶光的衍射效率之比由周期长度的随机化调制，调制幅度表示为Pα(1/T)/Pα(0)。假设在恶劣的环境下使用光学物品，则希望一阶衍射光与零阶光的比率低于0.01％，即低于40dB。因此，优选地，周期长度被随机化以满足表达式(1)。
Pα(1/T)/Pα(0)≤0.001 (1)
在上述实施方式和变形例中，将微镜装置3用作输出设置元件，并且通过使微镜装置3反射从光源发出的紫外线来形成期望形状的输出光束。但是，作为输出设置元件，不仅可以使用微镜装置3之类的反射型装置，还可以使用透射液晶装置之类的透射型装置。
要注意的是，上述实施方式和变形例仅代表实施例，并且本发明决不限于这些实施例，只要保持表征本发明的特征保持完整即可。因此，在本发明的技术范围内可想到的任何其他方式应被认为在本发明的范围内。
附图标记说明
1 光源
2 容器
3 输出设置元件
4 平台
5、50 平台驱动机构
6、60 投影光学系统
7 控制单元。

Claims (13)

1.一种光学物品的制造方法，包括：
输出光束产生过程，该输出光束产生过程通过将从光源传播的光输入到具有重复结构的输出设置元件来产生输出光束，该输出设置元件产生期望形状的输出区域并将所述期望形状的输出区域维持期望的期间；
固化层形成过程，该固化层形成过程通过将穿过投影光学系统的所述输出光束引入到容器并将所述输出光束会聚，从而在与所述输出区域相对应的照射区域形成固化层，其中该容器中容纳有液态的光可固化树脂并布置有平台；以及
第一方向平台移动过程，其使所述平台沿所述输出光束传播的第一方向移动期望的距离，其中，
依次进行所述输出光束产生过程、所述固化层形成过程和所述第一方向平台移动过程，从而在所述平台的表面上形成重复结构的所述光学物品，其中，
所述制造方法进一步包括照射变更过程，该照射变更过程通过减小周期性折射率分布的对比度而降低了所述光学物品中的所述重复结构产生的衍射效应，
通过以下中的至少一个来进行所述照射变更过程：
通过使所述投影光学系统会聚的所述输出光束以5至25度的漫射角穿过漫射元件而形成输出光束漫射，其中所述漫射元件布置在所述容器处或所述容器附近；
通过在所述固化层形成过程中使所述平台在第二方向上移动而进行的第二方向平台移动，其中所述第二方向垂直于所述第一方向；
聚光位置调节，其使得借助所述投影光学系统进行的所述输出光束的聚光位置偏离待形成的所述固化层的位置；
通过在每个固化层形成过程中变更所述投影光学系统的放大率而进行的放大率变更；和
通过设置至少两个不同的值而在所述第一方向平台移动过程中设置的第一方向平台移动距离。
2.根据权利要求1所述的光学物品的制造方法，其中，
所述输出设置元件是包括多个微镜的微镜装置，每个所述微镜的反射表面能够被独立设置，
通过控制每个所述微镜的所述反射表面来产生所述期望形状的输出区域，
所述输出光束是在所述微镜装置的所述输出区域被反射的反射光束，并且
在所述照射区域处形成与所述微镜装置的所述输出区域相对应的表面图像。
3.根据权利要求1所述的光学物品的制造方法，其中，
所述输出光束穿过所述漫射元件的所述漫射角为8至12度的漫射角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学物品的制造方法，其中，
为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离具有至少两个不同的值。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学物品的制造方法，其中，
为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离是随机化的。
6.根据权利要求5所述的光学物品的制造方法，其中，
为所述第一方向平台移动过程设置的所述期望的距离随机化为满足以下表达式(1)，
Pα(1/T)/Pα(0)≤0.001 (1)
其中，Pα(0)≥1，T表示常数，T+αk表示根据第k层的厚度的第k期望的距离，αk表示遵循αk的概率密度函数Pα的傅立叶变换的概率分布的随机值。
7.一种光学成形设备，包括：
光源；
容纳有液态的光可固化树脂的容器；
具有重复结构的输出设置元件，所述输出设置元件接收从所述光源传播的光并设置朝所述容器输出的输出光束；
布置在所述容器中的平台，该平台可沿所述输出光束传播的第一方向移动，并且在其表面上形成通过使所述光可固化树脂固化而产生的固化层；
平台驱动机构，其驱动所述平台；
投影光学系统，其通过将所述输出光束会聚并引入到所述容器中而形成照射区域；以及
第一控制单元，其中，
所述输出设置元件能够产生期望形状的输出区域，并将所述期望形状的所述输出区域维持期望的期间，
所述第一控制单元进行第一控制和第二控制，
进行该第一控制以控制所述输出设置元件，从而产生期望形状的输出区域并且将所述期望形状的所述输出区域维持期望的期间，
进行该第二控制以控制所述平台驱动机构，从而在经过所述期望的期间后使所述平台在所述第一方向上移动期望的距离，并且
所述光学成形设备还包括照射变更装置，该照射变更装置通过减小周期性折射率分布的对比度而降低了在形成光学物品中重复产生的衍射效应，
所述照射变更装置包括漫射元件、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元中的至少一个，其中，
所述漫射元件布置在所述容器处或距所述容器的表面等于或小于5mm的位置处，并使所述投影光学系统会聚的所述输出光束以5至25度的漫射角漫射，
所述第二控制单元控制所述平台在垂直于所述第一方向的第二方向上的移动，
所述第三控制单元进行控制以改变所述投影光学系统的聚光位置，
所述第四控制单元进行控制以改变所述投影光学系统的放大率，
所述第五控制单元进行控制以在所述第二控制中将所述期望的距离设置成至少两个不同的值。
8.根据权利要求7所述的光学成形设备，其中，
所述输出设置元件是包括多个微镜的微镜装置，每个所述微镜的反射表面能够被独立设置，
通过控制每个所述微镜的所述反射表面来产生所述期望形状的输出区域，
所述输出光束是在所述微镜装置的所述输出区域被反射的反射光束，并且
在所述照射区域处形成与所述微镜装置的所述输出区域相对应的表面图像。
9.根据权利要求7所述的光学成形设备，其中，
所述漫射元件以8至12度的漫射角漫射所述输出光束，并且布置在所述容器处或距所述容器的表面等于或小于1mm的位置处。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的光学成形设备，其中，
所述第一控制单元进行控制以依次重复进行所述第一控制和所述第二控制。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的光学成形设备，其中，
所述第一控制单元在所述第二控制中进行控制，以将所述期望的距离随机化。
12.一种光学物品，其由权利要求1至6中任一项所述的制造方法制造，其中
当光入射到所述光学物品上时，由衍射产生的一阶光等于或小于零阶光的6％。
13.根据权利要求12所述的光学物品，其中，
所述光学物品是透镜。
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