JP2005114939A - 回折光学素子の製造方法および回折光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 平面、球面、あるいは非球面いずれかの連続面をベース面とし、そのベース面上に、位相関数により定義される回折格子が形成される回折光学素子を製造する際に、ベース面が形成されかつ回折格子が形成されない光学素子を格子なし光学素子成形用金型を用いて製造し、その光学素子のベース面の形状に基づいて、格子なし光学素子成形用金型または回折光学素子成形用金型の内の少なくとも回折光学素子成形用金型の形状修正を行う。
【選択図】 図1
Description
図1乃至図3は、本発明に係る回折光学素子の製造方法の説明図である。図2のように、本例において製造する回折光学素子E1は、平面、球面、あるいは非球面いずれかの連続面をベース面102とし、そのベース面102上に、位相関数により定義される回折格子101が形成される回折光学素子であり、その回折光学素子の製造工程において形状を修正する。110は、連続面として形状創成された光学有効面である。
図4は、図1中のステップS8、つまり格子なし素子E0の成形用金型の形状修正の具体的な実施方法の一例を説明するためのフローチャートである。
図5は、図1中のステップS8、つまり格子なし素子E0の成形用金型の形状修正の具体的な実施方法の他の例を説明するためのフローチャートである。
図6は、図1中の回折光学素子E1の形状測定(ステップS11)、およびベース面102の形状誤差の抽出(ステップS12)の具体例の説明図である。
まず、図7の演算処理の例について説明する。図7において、回折格子101の残差形状105は、図6(b)における残差形状105の一部を抜き出したものであり、厳密には、プローブを備える三次元形状測定装置により連続的に測定された点群データとして表される。この点群データの各測定点座標は、図示する座標系において、座標軸103により規定される点座標データp1と、座標軸104により規定される図示しない座標値(座標データ)とにより表される。ここで、座標軸103、104で規定される座標系において、回折格子101の設計形状は、座標軸103により規定される座標データp1に対して一意的に定まる。すなわち、位相関数で定義される回折格子101について、その位相関数から、図示する座標系中の座標データp1と同じ位置における設計形状の座標軸104方向の高さ108が一意に求まる。これより、この演算を連続的に全測定点群データ(座標軸103で規定される座標値)に対して行うことにより、ベース面102の形状誤差106をゼロとしたときの回折格子101の設計形状107が得られる。
次に、図8の演算処理の例について説明する。図8において、回折格子101の残差形状105は、図7と同様に、図6(b)における残差形状105の一部を抜き出したものであり、三次元形状測定装置により測定された点群データとして表される。本例では、次のような手順によって、回折格子101の残差形状105から回折格子101の設計形状を除去演算処理することにより、ベース面102の形状誤差106を抽出する。
図9は、図7および図8の例により抽出したベース面102の形状誤差106を使用して、図1における回折光学素子E1の成形用金型の形状修正(ステップS14)を実施する場合の具体例を説明するための図である。
102 ベース面
103、104 座標軸
105 残差形状
106 ベース面の形状誤差
107 回折格子の設計形状
108 高さ
110 光学有効面
111 光学有効面(ベース面)
E0 格子なし光学素子
E1 回折光学素子
Claims (7)
- 平面、球面、あるいは非球面いずれかの連続面をベース面とし、位相関数により定義される回折格子が前記ベース面上に形成される回折光学素子を、回折光学素子成形用金型を用いて製造する回折光学素子の製造方法において、
前記ベース面が形成されかつ前記回折格子が形成されない光学素子を、格子なし光学素子成形用金型を用いて製造する第1製造工程と、
前記光学素子のベース面の形状を基に、前記格子なし光学素子成形用金型または前記回折光学素子成形用金型の内の少なくとも前記回折光学素子成形用金型の形状修正を行う形状修正工程と、
を含むことを特徴とする回折光学素子の製造方法。 - 前記形状修正工程は、前記第1製造工程により製造された前記光学素子のベース面に対して三次元形状測定を行う測定工程と、該測定工程によって測定したベース面の測定形状と該ベース面の設計形状との間の形状誤差を算出する工程と、前記格子なし光学素子成形用金型または前記回折光学素子成形用金型の内の少なくとも前記回折光学素子成形用金型における前記ベース面の成形面を形状修正するための形状修正データを前記形状誤差から演算する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の回折光学素子の製造方法。 - 前記第1製造工程により製造された前記光学素子のベース面に対して三次元形状測定を行う測定工程と、
該測定工程によって測定した前記ベース面の測定形状に基づいて前記光学素子の成形条件を設定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の回折光学素子の製造方法。 - 前記形状修正工程において形状修正した後の前記回折光学素子成形用金型を用いて前記回折光学素子を製造する第2製造工程と、
前記第2製造工程により製造した前記回折光学素子の回折格子に対して三次元形状測定を行う測定工程と、
該測定工程によって測定した前記光学素子の測定形状から前記ベース面の形状を抽出する抽出工程と、
該抽出工程により抽出したベース面の形状と該ベース面の設計形状との間の形状誤差を算出する工程と、
前記ベース面の形状誤差を用いて前記回折光学素子の最終形状評価を行う評価工程と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回折光学素子の製造方法。 - 前記ベース面の形状誤差が前記ベース面の設計形状に基づいて規定される公差規格値を満足していない場合に、前記ベース面の形状誤差に基づいて、前記回折光学素子成形用金型における前記ベース面の形成面を形状修正するための形状修正データを算出する工程と、
前記形状修正データに基づいて、前記回折光学素子成形用金型における前記ベース面の成形面を形状修正する工程と、
を含むことを特徴とする請求項4に記載の回折光学素子の製造方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の回折光学素子の製造方法により製造されて、光学装置に取り付け可能であることを特徴とする回折光学素子。
- 前記光学装置は、前記回折光学素子を一部品として取り付ける半導体露光装置、半導体測定装置、撮像カメラ、レーザービームプリンタ、複写機、ヘッドマウントディスプレイ、または液晶プロジェクタのいずれかであることを特徴とする請求項6に記載の回折光学素子。
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