JP2014037987A - シャック・ハルトマンセンサとそれを利用した波面計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マイクロレンズアレイ1と複数の受光素子20を有するシャック・ハルトマンセンサを使用して被検光学系の波面を計測する波面計測方法は、スポットSPにおいて前記複数の受光素子の一つを重心位置Gtとして仮決めし、前記仮決めした重心位置と隣接する重心位置との距離Dを算出し、他のスポットと一部が重なるスポットについては、それぞれのスポットの内部に当該スポットよりも小さい領域Cを設定し、他のスポットと重ならないスポットについては、そのスポットを前記領域として設定し、前記領域において重心位置Gを計算し、各領域の重心位置と理想重心位置とのずれ量に基づいて前記波面を算出する。
【選択図】図5
Description
ΔGx(n,m)=Gx(n,m)−Gix(n,m) (3)
ΔGy(n,m)=Gy(n,m)−Giy(n,m) (4)
(n,m)のマイクロレンズに入射するX、Y方向波面の平均傾きをそれぞれdW(n,m)/dX、dW(n,m)/dYとし、理想重心位置からのずれ量ΔG(n,m)とマイクロレンズアレイ1の焦点距離Lを用いて下記式で算出できる。
ΔGx(n,m)=L・tan{dW(n,m)/dX} (7)
ΔGy(n,m)=L・tan{dW(n,m)/dY} (8)
理想的な重心位置座標はGix(n,m)、Giy(n,m)であるから、仮の重心位置Gtは(Gix(n,m)+ΔGx(n,m),Giy(n,m)+ΔGy(n,m))と決定できる。
距離Dが第1の値のときに各スポットに対して光強度の閾値として第1の閾値を設定し、距離Dが第1の値よりも小さい第2の値のときに閾値として第1の閾値よりも大きな第2の閾値を設定する。
Claims (10)
- マイクロレンズアレイと複数の受光素子を有するシャック・ハルトマンセンサを使用して被検光学系の波面を計測する波面計測方法であって、
前記マイクロレンズアレイは、2次元的に配列され、前記被検光学系を経た光を前記受光素子の上に集光する、複数のマイクロレンズを含んでおり、
前記波面計測方法は、
前記受光素子に集光された光の光強度分布を有するスポットにおいて前記複数の受光素子の一つを重心位置として仮決めするステップと、
前記仮決めした重心位置と隣接する重心位置との距離を算出するステップと、
他のスポットと一部が重なるスポットについては、それぞれのスポットの内部に当該スポットよりも小さい領域を設定し、他のスポットと重ならないスポットについては、そのスポットを前記領域として設定するステップと、
各領域の重心位置を計算するステップと、
各領域の重心位置と前記マイクロレンズアレイに平行光が入射した場合の理想重心位置とのずれ量に基づいて前記波面を算出するステップと、
を有することを特徴とする波面計測方法。 - 前記仮決めするステップは、各スポットにおいて最高強度を有する受光素子を重心位置として仮決めすることを特徴とする請求項1に記載の波面計測方法。
- 前記仮決めするステップは、各スポットにおいて前記被検光学系の設計値と光線追跡によって前記重心位置を仮決めすることを特徴とする請求項1に記載の波面計測方法。
- 前記設定するステップは、一部が重なる2つのスポットの前記領域が重ならないように前記領域を設定することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の波面計測方法。
- 前記一部が重なる複数のスポットに設定される前記領域は前記距離またはそれ以下の長さを有する
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の波面計測方法。 - 前記距離を算出するステップは、前記仮決めした重心位置と2次元方向において隣接する重心位置との距離を算出し、
前記一部が重なる複数のスポットに設定される前記領域は、前記2次元方向のうち第1の方向における前記距離またはそれ以下の長さと前記第1の方向に直交する第2の方向における前記距離またはそれ以下の長さを有することを特徴とする請求項5に記載の波面計測方法。 - 各領域の重心位置は各領域の中心からずれていることを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の波面計測方法。
- 前記仮決めした重心位置とそれに対応する各領域の重心位置との距離が前記受光素子の1/2ピッチよりも小さい場合に前記波面を算出するステップを行い、
前記波面計測方法は、前記仮決めした重心位置とそれに対応する各領域の重心位置との距離が前記受光素子の1/2ピッチよりも以上である場合に、前記仮決めした重心位置をGt、それに対応する各領域の重心位置をG、roundを小数第一位の四捨五入とすると、前記仮決めした重心位置をGt+round(Gt−G)で更新するステップを更に有し、
前記更新するステップの後で、前記距離を算出するステップまたは前記領域を設定するステップに戻ることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の波面計測方法。 - 前記距離が第1の値のときに各スポットに対して光強度の閾値として第1の閾値を設定し、前記距離が前記第1の値よりも小さい第2の値のときに前記閾値として前記第1の閾値よりも大きな第2の閾値を設定するステップを更に有し、
前記設定するステップは、前記スポットにおいて閾値以上の光強度を有する前記受光素子を前記領域として設定することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の波面計測方法。 - 被検光学系の波面を計測するシャック・ハルトマンセンサであって、
複数の受光素子と、
2次元的に配列され、前記被検光学系を経た光を前記受光素子の上に集光する複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
解析演算部と、
を有し、
前記解析演算部は、
前記受光素子に集光された光の光強度分布を有するスポットにおいて前記複数の受光素子の一つを重心位置として仮決めし、
前記仮決めした重心位置と隣接する重心位置との距離を算出し、
他のスポットと一部が重なるスポットについては、それぞれのスポットの内部に当該スポットよりも小さい領域を設定し、他のスポットと重ならないスポットについては、そのスポットを前記領域として設定し、
各領域の重心位置を計算し、
各領域の重心位置と理想重心位置とのずれ量に基づいて前記波面を算出する、
ことを特徴とするシャック・ハルトマンセンサ。
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