JP2014126836A - Illumination device, projection device, scanner, and exposure device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device capable of minimizing loss of diffracted light and accurately identifying presence of change in characteristics of a diffraction optical element using a simple configuration.SOLUTION: An illumination device 10 includes; a light source 11; a diffraction optical element 12 having a first element 121 and a second element 122, of which the first element diffracts light emitted from the light source to illuminate an illuminating target area with diffracted light L11 and the second element diffracts the light emitted from the light source in a different direction from a diffraction direction of the first element; a first photodetector 13 which detects at least a portion of regular reflection light L12 reflected from an incident surface of the diffraction optical element; a second photodetector 14 which detects at least a portion of diffracted light L13 generated by the second element of the diffraction optical element; and a determination unit 15 which computes a relative value from a first detection value detected by the first photodetector and a second detection value detected by the second photodetector and determines whether characteristic of the diffraction optical element has changed or not based on changes in the relative value and the first detection value.

Description

本発明は、入射した光を回折する回折光学素子を備え、その回折光学素子の特性が変化したか否か判定できる照明装置、投射装置、スキャナおよび露光装置に関する。   The present invention relates to an illumination device, a projection device, a scanner, and an exposure device that include a diffractive optical element that diffracts incident light and that can determine whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed.

回折光学素子を備えた照明装置を用いて、投射装置、スキャナおよび露光装置などを構成する技術が提案されている。このような装置において、安全性やメンテナンス性などの観点から、経年変化などによる回折光学素子の劣化の有無を検出できることが好ましい。   A technique for configuring a projection device, a scanner, an exposure device, and the like using an illumination device including a diffractive optical element has been proposed. In such an apparatus, it is preferable that the presence or absence of deterioration of the diffractive optical element due to secular change or the like can be detected from the viewpoints of safety and maintainability.

例えば、特許文献1には、回折光学素子で回折された光の一部を、ビームスプリッタ等を用いて分岐させ、分岐された光の検出結果に基づいて回折光学素子の劣化の有無を検出する技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a part of the light diffracted by the diffractive optical element is branched using a beam splitter or the like, and the presence or absence of deterioration of the diffractive optical element is detected based on the detection result of the branched light. Technology is disclosed.

特許文献2には、入射光と異なる方向から検出光をレンズ等の光学素子に入射させ、検出光の反射光を検出器で検出し、検出結果に基づいて光学素子の破損の有無を検出する技術が開示されている。この技術を回折光学素子に適用することも考えられる。   In Patent Document 2, detection light is incident on an optical element such as a lens from a direction different from incident light, reflected light of the detection light is detected by a detector, and whether or not the optical element is damaged is detected based on the detection result. Technology is disclosed. It is also conceivable to apply this technique to a diffractive optical element.

特開2012−32379号公報JP 2012-32379 A 特開2009−134217号公報JP 2009-134217 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、照明に利用される必要な回折光の一部を分岐させるため、照明装置等に組み込んだ際に光の利用効率が低下する。また、分岐させるためのビームスプリッタ等のオプティクスが必要となるため、光学系が複雑になる。   However, in the technique described in Patent Document 1, since a part of necessary diffracted light used for illumination is branched, the use efficiency of light is reduced when it is incorporated in an illumination device or the like. Further, since optics such as a beam splitter for branching is required, the optical system becomes complicated.

また、特許文献2に記載の技術では、検出光用の異なる波長の光源、あるいは、異なる波長に変換するための素子が必要となるため、光学系が複雑になる。   Further, the technique described in Patent Document 2 requires a light source having a different wavelength for detection light or an element for converting to a different wavelength, so that the optical system becomes complicated.

さらに、上記両者の技術とも、検出器の検出値が変化した際に、回折光学素子の劣化が原因であるか、あるいは、回折光学素子以前の光路の状態に起因して既に回折光学素子に入射する光量が低下していることが原因かを把握することができない。回折光学素子に入射する光量が低下している場合、例えば、光源の出力低下や、回折光学素子以前のオプティクスの劣化などに起因していることが考えられる。つまり、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できない。   Furthermore, in both of the above techniques, when the detection value of the detector changes, it is caused by deterioration of the diffractive optical element or is already incident on the diffractive optical element due to the state of the optical path before the diffractive optical element. It is impossible to grasp whether the cause is that the amount of light to be reduced is the cause. When the amount of light incident on the diffractive optical element is reduced, it may be caused by, for example, a decrease in the output of the light source or deterioration of optics before the diffractive optical element. That is, it cannot be accurately determined whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed.

そこで本発明は、簡単な構成で、回折光のロスを必要最低限にして、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できる照明装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an illuminating device that can accurately determine whether or not the characteristics of a diffractive optical element have changed with a simple configuration, with a minimum loss of diffracted light.

本発明による照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により照明領域を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を備える。
The lighting device according to the present invention comprises:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates an illumination area with the diffracted light, and the second element A diffractive optical element that diffracts light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction of the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
Is provided.

本発明による照明装置において、
前記判定部は、前記第1の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第1の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定してもよい。
In the lighting device according to the present invention,
The determination unit may determine that the characteristics of the diffractive optical element have changed in the first case where the first detection value does not change and the relative value changes.

本発明による照明装置において、
前記判定部は、前記第1の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第2の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定してもよい。
In the lighting device according to the present invention,
In the second case where the first detection value decreases and the relative value does not change, the determination unit does not change the characteristics of the diffractive optical element and is incident on the diffractive optical element. It may be determined that the amount of light has decreased.

本発明による照明装置において、
前記第1の要素と前記第2の要素は、前記光源からの光の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しくてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
The first element and the second element may have the same incident angle of light from the light source and the same diffraction wavelength.

本発明による照明装置において、
前記第2の要素の入射面の面積は、当該第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を前記第2の光検出器によって検出可能な最小限の値に設定されていてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
The area of the incident surface of the second element may be set to a minimum value at which at least a part of the diffracted light generated by the second element can be detected by the second photodetector.

本発明による照明装置において、
前記第1の要素の入射面と前記第2の要素の入射面は、同一平面を構成してもよい。
In the lighting device according to the present invention,
The incident surface of the first element and the incident surface of the second element may constitute the same plane.

本発明による照明装置において、
前記第2の要素は、前記第1の要素上に積層されていてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
The second element may be stacked on the first element.

本発明による照明装置において、
前記回折光学素子の入射面と裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備えてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
An antireflection layer may be provided on at least one of the incident surface and the back surface of the diffractive optical element.

本発明による照明装置において、
前記第1の光検出器と前記回折光学素子との間、及び、前記第2の光検出器と前記回折光学素子との間に、前記第1及び第2の光検出器に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備えてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
Between the first photodetector and the diffractive optical element, and between the second photodetector and the diffractive optical element, the light reaching the first and second photodetectors You may provide the light quantity adjustment filter which reduces a light quantity.

本発明による照明装置において、
前記第1の場合と、前記第2の場合とにおいて、前記光源に光の出射を停止させる制御部を備えてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
In the first case and the second case, the light source may include a control unit that stops emission of light.

本発明による照明装置において、
前記第1の場合に第1のエラー情報を表示し、前記第2の場合に第2のエラー情報を表示する表示部を備えてもよい。
In the lighting device according to the present invention,
You may provide the display part which displays 1st error information in the said 1st case, and displays 2nd error information in the said 2nd case.

本発明による投射装置は、
照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。
The projection apparatus according to the present invention
A lighting device;
A spatial light modulator illuminated by the illumination device;
A projection optical system that projects a modulated image obtained on the spatial light modulator onto a screen;
With
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the spatial light modulator with diffracted light, and The second element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
Have

本発明によるスキャナは、
スキャン対象物を照明する照明装置と、
照明された前記スキャン対象物の表面情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記スキャン対象物を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。
The scanner according to the present invention
An illumination device for illuminating a scan object;
An information acquisition unit that acquires surface information of the illuminated scan object;
With
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the scan object with diffracted light, and The diffractive optical element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
Have

本発明による露光装置は、
照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備え、
前記空間光変調器で変調された光は、感光媒体の表面に導光され、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。
An exposure apparatus according to the present invention comprises:
A lighting device;
A spatial light modulator illuminated by the illumination device,
The light modulated by the spatial light modulator is guided to the surface of the photosensitive medium,
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the spatial light modulator with diffracted light, and The second element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
Have

本発明によれば、簡単な構成で、回折光のロスを必要最低限にして、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できる。   According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed with a simple configuration, with a minimum loss of diffracted light.

第1の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on 1st Embodiment. (a)は、図1の回折光学素子の平面図であり、(b)は、回折光学素子のA−A断面図であり、(c)は、変形例に係る回折光学素子のA−A断面図である。(A) is a top view of the diffractive optical element of FIG. 1, (b) is AA sectional drawing of a diffractive optical element, (c) is AA of the diffractive optical element which concerns on a modification. It is sectional drawing. 第2の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the illuminating device which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る投射型映像表示装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the projection type video display apparatus concerning 4th Embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る照明装置10の概略構成を示す図である。図2(a)は、図1の回折光学素子12を示す平面図であり、図2(b)は、回折光学素子12のA−A断面図であり、図2(c)は、変形例に係る回折光学素子12のA−A断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a lighting device 10 according to the first embodiment. 2A is a plan view showing the diffractive optical element 12 of FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view of the diffractive optical element 12, and FIG. 2C is a modified example. It is AA sectional drawing of the diffractive optical element 12 which concerns on.

図1に示すように、照明装置10は、光L10を出射する光源11と、回折光学素子12と、第1の光検出器13と、第2の光検出器14と、判定部15と、を備える。第1の光検出器13と、第2の光検出器14と、判定部15は、回折光学素子特性追跡装置、又は、回折光学素子特性評価装置と称すこともできる。   As illustrated in FIG. 1, the illumination device 10 includes a light source 11 that emits light L10, a diffractive optical element 12, a first photodetector 13, a second photodetector 14, a determination unit 15, Is provided. The first photodetector 13, the second photodetector 14, and the determination unit 15 can also be referred to as a diffractive optical element characteristic tracking device or a diffractive optical element characteristic evaluation device.

図2に示すように、回折光学素子12は、第1の要素121と第2の要素122を含む。四角形の第1の要素121は、基板123上に設けられている。第2の要素122は、第1の要素121の2つの頂点付近に、第1の要素121に埋め込まれるように設けられている。第1の要素121の入射面12aと第2の要素122の入射面12aは、回折光学素子12の入射面12aとしての同一平面を構成している。   As shown in FIG. 2, the diffractive optical element 12 includes a first element 121 and a second element 122. The rectangular first element 121 is provided on the substrate 123. The second element 122 is provided in the vicinity of two vertices of the first element 121 so as to be embedded in the first element 121. The incident surface 12 a of the first element 121 and the incident surface 12 a of the second element 122 constitute the same plane as the incident surface 12 a of the diffractive optical element 12.

第1の要素121の入射面12aの面積は、第2の要素122の入射面12aの面積より広い。第2の要素122の入射面12aの面積は、後述するように回折光を検出可能な限り、狭い方が好ましい。   The area of the incident surface 12 a of the first element 121 is larger than the area of the incident surface 12 a of the second element 122. The area of the incident surface 12a of the second element 122 is preferably narrow as long as diffracted light can be detected as will be described later.

図1に示すように、第1の要素121は、光源11から出射された光L10を回折し、所定の次数の回折光L11により照明領域を照明する。本実施形態では、所定の次数の回折光L11は、1次の回折光である。   As shown in FIG. 1, the first element 121 diffracts the light L10 emitted from the light source 11 and illuminates the illumination area with a diffracted light L11 of a predetermined order. In the present embodiment, the diffracted light L11 having a predetermined order is a first-order diffracted light.

第2の要素122は、光源11から出射された光L10を第1の要素121における回折方向とは異なる方向に回折する。   The second element 122 diffracts the light L10 emitted from the light source 11 in a direction different from the diffraction direction in the first element 121.

第1の要素121と第2の要素122は、光源11から出射された光L10の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しい。   The first element 121 and the second element 122 have the same incident angle of the light L10 emitted from the light source 11 and the same diffraction wavelength.

また、第1の要素121と第2の要素122は、反射型の回折光学素子であり、1次の回折光L11は、回折光学素子12の入射面12aから出射する。
第1の要素121と第2の要素122は、例えば、体積型ホログラム記録媒体、又は、レリーフ型若しくはエンボス型のホログラム記録媒体であってもよい。
The first element 121 and the second element 122 are reflective diffractive optical elements, and the first-order diffracted light L11 is emitted from the incident surface 12a of the diffractive optical element 12.
The first element 121 and the second element 122 may be, for example, a volume hologram recording medium, or a relief or embossed hologram recording medium.

第1の要素121と第2の要素122が体積型ホログラム記録媒体である場合、回折光学素子12の製造方法の一例としては、まず、基板123上の第1の要素121を形成する領域にホログラム感光材料を形成する。   When the first element 121 and the second element 122 are volume hologram recording media, as an example of a method for manufacturing the diffractive optical element 12, first, a hologram is formed in a region on the substrate 123 where the first element 121 is formed. A photosensitive material is formed.

次に、第2の要素122を形成する領域をマスクした状態でホログラム感光材料を露光して、第1の要素121を形成する。   Next, the hologram photosensitive material is exposed in a state where a region for forming the second element 122 is masked to form the first element 121.

次に、第1の要素121をマスクした状態でホログラム感光材料を露光して、第2の要素122を形成する。   Next, the hologram photosensitive material is exposed in a state where the first element 121 is masked to form the second element 122.

なお、図2(c)に示すように、第2の要素122は、第1の要素121上に積層されていてもよい。この場合、第2の要素122が積層されていない第1の要素121上には、入射面12aに凹凸が形成されないように、ガラス又はフィルムなどの層124が積層されている。   2C, the second element 122 may be stacked on the first element 121. As shown in FIG. In this case, a layer 124 such as glass or a film is laminated on the first element 121 on which the second element 122 is not laminated so that irregularities are not formed on the incident surface 12a.

図1に戻り、回折光学素子12へ入射した光L10の一部は、回折光学素子12の入射面12aで正反射、即ち鏡面反射する。   Returning to FIG. 1, part of the light L <b> 10 incident on the diffractive optical element 12 is specularly reflected, that is, specularly reflected by the incident surface 12 a of the diffractive optical element 12.

第1の光検出器13は、回折光学素子12の入射面12aで正反射された正反射光L12の少なくとも一部を検出し、検出された光量に応じた第1の検出値を出力する。本実施形態では、第1の光検出器13は、回折光学素子12の第1の要素121の入射面12aで正反射された正反射光L12を検出するものとする。   The first photodetector 13 detects at least a part of the regular reflection light L12 specularly reflected by the incident surface 12a of the diffractive optical element 12, and outputs a first detection value corresponding to the detected light amount. In the present embodiment, it is assumed that the first photodetector 13 detects the specularly reflected light L12 that is specularly reflected by the incident surface 12a of the first element 121 of the diffractive optical element 12.

正反射光L12が光源11の位置とは異なる位置に反射されるように、光源11と回折光学素子12は配置されている。つまり、光L10が入射面12aに対して垂直に入射しないように、光源11と回折光学素子12は配置されている。   The light source 11 and the diffractive optical element 12 are arranged so that the regular reflection light L12 is reflected at a position different from the position of the light source 11. That is, the light source 11 and the diffractive optical element 12 are arranged so that the light L10 does not enter perpendicularly to the incident surface 12a.

第2の光検出器14は、回折光学素子12の第2の要素122で生じる回折光L13の少なくとも一部を検出し、検出された光量に応じた第2の検出値を出力する。
前述のように、回折光L13は、回折光L11と異なる方向に回折されるので、上記照明領域を照明しない回折光、即ち当該照明領域に入射しない回折光である。本実施形態では、回折光L13は、1次の回折光であるとする。
The second photodetector 14 detects at least a part of the diffracted light L13 generated by the second element 122 of the diffractive optical element 12, and outputs a second detection value corresponding to the detected light amount.
As described above, since the diffracted light L13 is diffracted in a direction different from that of the diffracted light L11, it is diffracted light that does not illuminate the illumination area, that is, diffracted light that does not enter the illumination area. In the present embodiment, it is assumed that the diffracted light L13 is first-order diffracted light.

第2の要素122の入射面12aの面積は、第2の要素122で生じる回折光L13の少なくとも一部を第2の光検出器14によって検出可能な最小限の値に設定されていることが好ましい。このような面積にすることで、光L10が第2の要素122で回折される分のロスを最低限にすることができる。   The area of the incident surface 12a of the second element 122 is set to a minimum value at which at least part of the diffracted light L13 generated by the second element 122 can be detected by the second photodetector 14. preferable. By setting it as such an area, the loss by which the light L10 is diffracted by the second element 122 can be minimized.

判定部15は、第1の光検出器13の第1の検出値と、第2の光検出器14の第2の検出値との相対値を算出し、相対値と第1の検出値の変化に基づいて、回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定する。相対値は、「第1の検出値/第2の検出値」、又は、「第2の検出値/第1の検出値」である。   The determination unit 15 calculates a relative value between the first detection value of the first photodetector 13 and the second detection value of the second photodetector 14, and calculates the relative value and the first detection value. Based on the change, it is determined whether or not the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed. The relative value is “first detection value / second detection value” or “second detection value / first detection value”.

具体的には、判定部15は、第1の検出値が変化せず、相対値が変化した第1の場合、回折光学素子の特性が変化したと判定する。ここで、「回折光学素子の特性」とは、即ち回折光学素子の回折効率のことである。   Specifically, the determination unit 15 determines that the characteristic of the diffractive optical element has changed in the first case where the first detection value does not change and the relative value changes. Here, the “characteristics of the diffractive optical element” means the diffraction efficiency of the diffractive optical element.

正反射光L12の光量は、入射する光L10の光量と回折光学素子12の屈折率によって決定される。そのため、光L10の光量が一定であれば、回折光学素子12の特性が変化したか否かに依存せず、正反射光L12の光量は、ほぼ一定である。つまり、第1の光検出器13は、回折光学素子12に入射する光L10の光量を検出していることになる。   The light quantity of the regular reflection light L12 is determined by the light quantity of the incident light L10 and the refractive index of the diffractive optical element 12. Therefore, if the light amount of the light L10 is constant, the light amount of the regular reflection light L12 is substantially constant regardless of whether the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed. That is, the first photodetector 13 detects the light amount of the light L10 incident on the diffractive optical element 12.

ここで、回折光学素子12の第2の要素122の劣化や欠損などにより、回折効率が低下した場合、1次の回折光L13の光量が低下する。従って、第2の検出値が低下する。この時、前述のように第1の検出値は変化しないため、第1の検出値と第2の検出値との相対値が変化する。   Here, when the diffraction efficiency is reduced due to deterioration or deficiency of the second element 122 of the diffractive optical element 12, the light amount of the first-order diffracted light L13 is reduced. Accordingly, the second detection value is lowered. At this time, since the first detection value does not change as described above, the relative value of the first detection value and the second detection value changes.

従って、前述のように、回折光学素子12の特性が変化した、即ち劣化したと判定できる。第2の要素122に劣化や欠損が生じた場合、第2の要素122に隣接して設けられている第1の要素121にも、経年変化等によって劣化や欠損が生じている可能性が高い。   Therefore, as described above, it can be determined that the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed, that is, have deteriorated. When the second element 122 is deteriorated or missing, it is highly likely that the first element 121 provided adjacent to the second element 122 is also deteriorated or missing due to secular change or the like. .

加えて、判定部15は、第1の検出値が低下し、相対値が変化していない第2の場合、回折光学素子12の特性、即ち回折効率が変化しておらず、回折光学素子12に入射している光L10の光量が減少したと判定する。この場合、第2の検出値も低下している。   In addition, in the second case where the first detection value decreases and the relative value does not change, the determination unit 15 does not change the characteristics of the diffractive optical element 12, that is, the diffraction efficiency, and the diffractive optical element 12 It is determined that the amount of the light L10 incident on the light has decreased. In this case, the second detection value is also decreased.

回折光学素子12に入射している光L10の光量が減少する原因としては、例えば、光源11が出射する光量が減少したこと、又は、光源11の向きが変化したことが考えられる。また、光源11と回折光学素子12との間にレンズを有する場合には、当該レンズの向きが変化したことも考えられる。   Possible causes of the decrease in the amount of light L10 incident on the diffractive optical element 12 include, for example, a decrease in the amount of light emitted from the light source 11 or a change in the direction of the light source 11. Further, when a lens is provided between the light source 11 and the diffractive optical element 12, it is conceivable that the direction of the lens has changed.

以上のように、本実施形態によれば、第1の要素121の正反射光L12と、第2の要素122の1次の回折光L13の光量を検出し、それらの変化に基づいて回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定するようにしている。従って、第1及び第2の光検出器13,14以外にオプティクスを追加せずに、回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定できる。即ち、簡単な構成で、回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定できる。   As described above, according to the present embodiment, the light amounts of the specularly reflected light L12 of the first element 121 and the first-order diffracted light L13 of the second element 122 are detected, and diffractive optics is based on these changes. It is determined whether or not the characteristics of the element 12 have changed. Therefore, it is possible to determine whether or not the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed without adding optics other than the first and second photodetectors 13 and 14. That is, it is possible to determine whether or not the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed with a simple configuration.

また、照明には用いられない正反射光L12と1次の回折光L13を検出しているので、回折光のロスを必要最低限にして、必要な回折光を照明光として利用した状態で、回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定できる。   Further, since the regular reflection light L12 and the first-order diffracted light L13 that are not used for illumination are detected, the loss of the diffracted light is minimized and the necessary diffracted light is used as the illumination light. It can be determined whether or not the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed.

さらに、回折光学素子12自体の特性と、光源11側の特性の何れが変化したかを特定できるため、回折光学素子12の特性が変化したか否かを正確に判定できる。   Furthermore, since it is possible to specify which of the characteristics of the diffractive optical element 12 itself and the characteristics of the light source 11 has changed, it is possible to accurately determine whether the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed.

また、第1の要素121と第2の要素122は、隣接して設けられていると共に回折波長及び回折するための入射角度が等しいので、2つの光源を設ける必要がなく、1つの光源11によって回折光学素子12の特性が変化したか否かを判定できる。つまり、分岐のためのオプティクスや別の光源を必要としない。   In addition, since the first element 121 and the second element 122 are provided adjacent to each other and have the same diffraction wavelength and the same incident angle for diffraction, it is not necessary to provide two light sources. It can be determined whether or not the characteristics of the diffractive optical element 12 have changed. That is, it does not require branch optics or another light source.

また、第1の要素121の入射面12aと第2の要素122の入射面12aは同一平面を構成しているか、あるいは、第2の要素122は第1の要素121上に積層されるようにしているので、一つの回折光学素子12の中に2種類の回折性能を持つ回折光学素子、即ち第1及び第2の要素121,122を容易に組み込むことができる。   Further, the incident surface 12a of the first element 121 and the incident surface 12a of the second element 122 constitute the same plane, or the second element 122 is laminated on the first element 121. Therefore, the diffractive optical elements having two types of diffraction performance, that is, the first and second elements 121 and 122 can be easily incorporated in one diffractive optical element 12.

なお、第1の実施形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。例えば、第1の光検出器13は、第2の要素122の入射面12aで正反射された正反射光を検出してもよい。   Various modifications can be made to the first embodiment. For example, the first photodetector 13 may detect specularly reflected light that is specularly reflected by the incident surface 12 a of the second element 122.

また、第2の光検出器14で検出する回折光L13は、1次の回折光に限らず、−1次の回折光や2次の回折光などの他の次数の回折光でもよい。   Further, the diffracted light L13 detected by the second photodetector 14 is not limited to the first-order diffracted light, but may be diffracted light of another order such as a −1st-order diffracted light or a second-order diffracted light.

また、所定の次数の回折光L11は、1次の回折光に限らず、2次の回折光などの他の次数の回折光でもよい。   Further, the diffracted light L11 having a predetermined order is not limited to the first-order diffracted light but may be diffracted light of another order such as a second-order diffracted light.

さらに、第1の要素121と第2の要素122の少なくとも何れかは、透過型の回折光学素子でもよい。但し、図2(c)に示した積層構造では、次に述べる理由から、第2の要素122は反射型の回折光学素子であることが好ましい。第2の要素122が透過型で第1の要素121が反射型の場合、第2の要素122で回折した光が第1の要素121へ入射するため、入射角度が変わり第1の要素121で回折する光に影響が出てしまう。あるいは、第1の要素121で反射した回折光が第2の要素122に戻る際、そこでも回折してしまうため回折光に別の影響を与え、第1の要素121で回折する光の光利用効率が低下してしまう可能性がある。   Furthermore, at least one of the first element 121 and the second element 122 may be a transmissive diffractive optical element. However, in the stacked structure shown in FIG. 2C, the second element 122 is preferably a reflective diffractive optical element for the following reason. When the second element 122 is a transmission type and the first element 121 is a reflection type, the light diffracted by the second element 122 is incident on the first element 121, so that the incident angle changes and the first element 121 The diffracted light will be affected. Alternatively, when the diffracted light reflected by the first element 121 returns to the second element 122, it is also diffracted there, so that the diffracted light has another effect, and the light diffracted by the first element 121 is used. Efficiency may be reduced.

また、第2の要素122の位置、数、形状は、図2に示した例に限られない。例えば、第2の要素122は、第1の要素121の1辺に沿って長方形状に設けられてもよい。利用する状況に応じて、第1の要素121で回折する光を効率よく利用できる位置に第2の要素122を配置するという意味合いで、第1の要素121の端部にそのような性能があるとよい。   Further, the position, number, and shape of the second element 122 are not limited to the example illustrated in FIG. For example, the second element 122 may be provided in a rectangular shape along one side of the first element 121. Depending on the usage situation, the end of the first element 121 has such a performance in the sense that the second element 122 is arranged at a position where the light diffracted by the first element 121 can be efficiently used. Good.

さらに、回折光学素子12の入射面12aと裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備えてもよい。入射面12aの反射防止層によれば、反射によって失われる光量を減少させることができる。裏面の反射防止層によれば、回折光学素子12の裏面において光源11側に反射する光量を減少させることができる。但し、入射面12aの反射防止層は、第1の光検出器13で検出され得る光量の正反射光L12が得られるものである。   Furthermore, an antireflection layer may be provided on at least one of the incident surface 12a and the back surface of the diffractive optical element 12. According to the antireflection layer on the incident surface 12a, the amount of light lost by reflection can be reduced. According to the antireflection layer on the back surface, the amount of light reflected to the light source 11 side on the back surface of the diffractive optical element 12 can be reduced. However, the antireflection layer on the incident surface 12a is capable of obtaining the regular reflection light L12 having a light quantity that can be detected by the first photodetector 13.

また、第1の光検出器13と回折光学素子12との間、及び、第2の光検出器14と回折光学素子12との間に、第1の光検出器13及び第2の光検出器14に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備えてもよい。これにより、第1及び第2の光検出器13,14として、検出可能な最大光量が低いものを用いることができる。   Also, the first photodetector 13 and the second light detection are provided between the first photodetector 13 and the diffractive optical element 12 and between the second photodetector 14 and the diffractive optical element 12. A light amount adjustment filter for reducing the amount of light reaching the device 14 may be provided. As a result, the first and second photodetectors 13 and 14 having a low detectable maximum light amount can be used.

(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態に係る照明装置10aの概略構成を示す図である。図3に示すように、照明装置10aは、第1の実施形態の照明装置10に加え、更に制御部16を備える。その他の構成は、図1,2の第1の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the illumination device 10a according to the second embodiment. As illustrated in FIG. 3, the lighting device 10 a further includes a control unit 16 in addition to the lighting device 10 of the first embodiment. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

制御部16は、第1の実施形態で説明した、第1の検出値が変化せず、相対値が変化した第1の場合と、第1の検出値が低下し、相対値が変化していない第2の場合とにおいて、光源10に光L10の出射を停止させる。   The control unit 16 is the same as the first case described in the first embodiment in which the first detection value does not change and the relative value changes, and the first detection value decreases and the relative value changes. In the second case, the light source 10 stops the emission of the light L10.

これにより、第1の場合、即ち回折光学素子12の特性が変化した場合と、第2の場合、即ち光源11側の特性が変化した場合とにおいて、光L10の出射を停止させることができるので、安全性を向上できる。   Thereby, the emission of the light L10 can be stopped in the first case, that is, when the characteristics of the diffractive optical element 12 are changed, and in the second case, that is, when the characteristics on the light source 11 side are changed. , Can improve safety.

例えば、回折光学素子12の特性が変化した場合、即ち回折光学素子12の劣化や欠損などにより回折効率が低下した場合、1次の回折光L13の光量が低下すると共に、0次の回折光の光量が増加する。この場合に光L10の出射を停止させることで、光量が増加した0次の回折光が出射され続けることを防止できる。   For example, when the characteristics of the diffractive optical element 12 change, that is, when the diffraction efficiency decreases due to deterioration or defect of the diffractive optical element 12, the light amount of the first-order diffracted light L13 decreases and the zero-order diffracted light The amount of light increases. In this case, by stopping the emission of the light L10, it is possible to prevent the 0th-order diffracted light having an increased amount of light from continuing to be emitted.

また、例えば、光源11側の特性が変化した場合に光L10の出射を停止させることで、光源11の向きが変化したことで予期しない方向に光L10が出射され続けることを防止できる。   Further, for example, by stopping the emission of the light L10 when the characteristics on the light source 11 side change, it is possible to prevent the light L10 from continuing to be emitted in an unexpected direction due to the change in the direction of the light source 11.

なお、光源11側の特性変化、及び、回折光学素子12の特性変化がそれぞれ許容範囲内であれば光L10の出射を停止させないよう、第1の検出値が低下したか否か、相対値が変化したか否かをそれぞれ判定するためのしきい値を設けてもよい。   Note that if the characteristic change on the light source 11 side and the characteristic change of the diffractive optical element 12 are within the allowable ranges, whether or not the first detection value has decreased and the relative value does not stop the emission of the light L10. You may provide the threshold value for each determining whether it changed.

(第3の実施形態)
図4は、第3の実施形態に係る照明装置10bの概略構成を示す図である。図4に示すように、照明装置10bは、第2の実施形態の照明装置10aに加え、更に表示部17を備える。その他の構成は、図1〜3の第1及び第2の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the illumination device 10b according to the third embodiment. As shown in FIG. 4, the illuminating device 10b is further provided with the display part 17 in addition to the illuminating device 10a of 2nd Embodiment. Since other configurations are the same as those of the first and second embodiments of FIGS. 1 to 3, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

表示部17は、制御部16の制御に応じて、前述した第1の場合に第1のエラー情報を表示し、第2の場合に第2のエラー情報を表示する。表示部17は、ユーザが照明装置10bの動作を操作する操作部(図示せず)内に設けられていてもよい。   The display unit 17 displays the first error information in the first case and the second error information in the second case in accordance with the control of the control unit 16. The display unit 17 may be provided in an operation unit (not shown) in which the user operates the operation of the lighting device 10b.

表示部17は、第1及び第2のエラー情報を、例えば、エラーランプの点灯又は点滅により表示してもよい。この場合、第1のエラー情報と第2のエラー情報とにおいて、エラーランプの点灯パターン、点灯波長、点滅周期などを互いに異なるものとしてもよい。   The display unit 17 may display the first and second error information, for example, by turning on or blinking an error lamp. In this case, the first error information and the second error information may have different error lamp lighting patterns, lighting wavelengths, blinking cycles, and the like.

これにより、ユーザは、回折光学素子12の特性が変化したのか、又は、光源11側の特性が変化したのかを、視覚的に容易に把握することができる。従って、光源10に光L10の出射を停止させた状態において、表示された第1又は第2のエラー情報に応じて、回折光学素子12の交換、又は、光源11の交換や調整を、適切に行うことができる。   Thus, the user can easily visually grasp whether the characteristic of the diffractive optical element 12 has changed or whether the characteristic on the light source 11 side has changed. Therefore, in a state where the light source 10 stops the emission of the light L10, the diffractive optical element 12 or the replacement or adjustment of the light source 11 is appropriately performed according to the displayed first or second error information. It can be carried out.

(第4の実施形態)
本実施形態は、第2の実施形態の照明装置10aを用いた投射型映像表示装置に関する。
(Fourth embodiment)
This embodiment relates to a projection-type image display device using the illumination device 10a of the second embodiment.

図5は、第4の実施形態に係る投射型映像表示装置の概略構成を示す図である。図5に示すように、投射型映像表示装置は、投射装置100と、スクリーン110とを備える。   FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a projection display apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 5, the projection display apparatus includes a projection device 100 and a screen 110.

投射装置100は、照明装置10aと、レンズ群18と、1/2波長板20と、偏光ビームスプリッタ30と、空間光変調器40と、投射光学系50と、を有する。この投射装置100は、照明装置10aが第1及び第2の光検出器13,14と、判定部15と、制御部16を備える点以外は、周知の投射装置と同様の構成を有する。従って、周知の投射装置と同様の部分については、詳細な説明は省略する。   The projection device 100 includes an illumination device 10a, a lens group 18, a half-wave plate 20, a polarization beam splitter 30, a spatial light modulator 40, and a projection optical system 50. The projection device 100 has the same configuration as a known projection device except that the illumination device 10a includes first and second photodetectors 13 and 14, a determination unit 15, and a control unit 16. Therefore, detailed description of the same parts as those of the well-known projection apparatus is omitted.

レンズ群18は、照明装置10aの光源11と回折光学素子12との間に設けられ、光源11から出射された光L10を所望の径に広げ、回折光学素子12の入射面12aに入射させる。   The lens group 18 is provided between the light source 11 and the diffractive optical element 12 of the illumination device 10a, spreads the light L10 emitted from the light source 11 to a desired diameter, and enters the incident surface 12a of the diffractive optical element 12.

回折光学素子12は、入射した光L10を回折し、1次の回折光L11により空間光変調器40を照明する。   The diffractive optical element 12 diffracts the incident light L10 and illuminates the spatial light modulator 40 with the first-order diffracted light L11.

具体的には、1/2波長板20は、回折光学素子12からの1次の回折光L11の偏光成分を揃える。   Specifically, the half-wave plate 20 aligns the polarization components of the first-order diffracted light L11 from the diffractive optical element 12.

偏光ビームスプリッタ30は、1/2波長板20からの光の進行方向を変え、空間光変調器40に導く。即ち、空間光変調器40は、照明装置10aによって照明される。
空間光変調器40は、例えば、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)、DMD(Digital Micromirror Device)などから構成され、空間光変調器40での反射光によって変調画像が形成される。
The polarization beam splitter 30 changes the traveling direction of the light from the half-wave plate 20 and guides it to the spatial light modulator 40. That is, the spatial light modulator 40 is illuminated by the illumination device 10a.
The spatial light modulator 40 includes, for example, LCOS (Liquid Crystal On Silicon), DMD (Digital Micromirror Device), and the like, and a modulated image is formed by the reflected light from the spatial light modulator 40.

偏光ビームスプリッタ30は、変調画像をなす光の進行方向を変えずに、投射光学系50に導く。
投射光学系50は、空間光変調器40上に得られる変調画像をスクリーン110上に投射する。
The polarization beam splitter 30 guides the light to the projection optical system 50 without changing the traveling direction of the light forming the modulated image.
The projection optical system 50 projects a modulated image obtained on the spatial light modulator 40 onto the screen 110.

このような投射装置100によれば、変調画像をスクリーン110上に投射しながら、第2の実施形態で説明したように回折光学素子12の状態をリアルタイムで監視できる。   According to such a projection apparatus 100, the state of the diffractive optical element 12 can be monitored in real time as described in the second embodiment while projecting a modulated image on the screen 110.

なお、第2の実施形態の照明装置10aに代えて、第1又は第3の実施形態の照明装置10,10bを用いてもよい。
また、第1、第2または第3の実施形態の照明装置10,10a,10bは、上述した構成の投射装置100に限らず、回折光学素子12からの回折光により空間光変調器40を照明するように構成された各種投射装置に適用できる。
In addition, it may replace with the illuminating device 10a of 2nd Embodiment, and you may use the illuminating devices 10 and 10b of 1st or 3rd embodiment.
The illumination devices 10, 10a, and 10b of the first, second, and third embodiments are not limited to the projection device 100 configured as described above, and illuminate the spatial light modulator 40 with diffracted light from the diffractive optical element 12. The present invention can be applied to various projection apparatuses configured to do this.

さらに、第1、第2または第3の実施形態の照明装置10,10a,10bを用いて、投射装置、投射型映像表示装置以外にも、様々な装置を構成できる。   Furthermore, various apparatuses other than the projection apparatus and the projection display apparatus can be configured by using the illumination apparatuses 10, 10a, and 10b of the first, second, or third embodiment.

例えば、スキャン対象物を照明する照明装置10,10a,10bと、照明されたスキャン対象物の画像などの表面情報を取得する情報取得部と、を備えるスキャナを構成してもよい。   For example, you may comprise the scanner provided with the illuminating device 10, 10a, 10b which illuminates a scan target object, and the information acquisition part which acquires surface information, such as the image of the illuminated scan target object.

また、照明装置10,10a,10bと、照明装置10,10a,10bによって照明される空間光変調器と、を備え、空間光変調器で変調された光が感光媒体の表面に導光される、半導体素子を作製するための露光装置を構成してもよい。空間光変調器は、画素毎に光を選択して透過させることにより、微細なパターンからなる変調画像(光像)を感光媒体上に形成できる。感光媒体は、例えば、レジストパターンが塗布された半導体ウエハや、感光剤を塗布したフィルムなどである。
これらのスキャナと露光装置においても、第4の実施形態と同様の効果が得られる。
In addition, the illumination devices 10, 10 a, and 10 b and the spatial light modulator illuminated by the illumination devices 10, 10 a, and 10 b are provided, and light modulated by the spatial light modulator is guided to the surface of the photosensitive medium. An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element may be configured. The spatial light modulator can form a modulated image (light image) having a fine pattern on a photosensitive medium by selecting and transmitting light for each pixel. The photosensitive medium is, for example, a semiconductor wafer coated with a resist pattern, a film coated with a photosensitive agent, or the like.
Also in these scanners and exposure apparatuses, the same effects as in the fourth embodiment can be obtained.

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。   The aspect of the present invention is not limited to the individual embodiments described above, and includes various modifications that can be conceived by those skilled in the art, and the effects of the present invention are not limited to the contents described above. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

10,10a,10b 照明装置
11 光源
12 回折光学素子
121 第1の要素
122 第2の要素
13 第1の光検出器
14 第2の光検出器
15 判定部
16 制御部
17 表示部
10, 10a, 10b Illuminating device 11 Light source 12 Diffractive optical element 121 First element 122 Second element 13 First photodetector 14 Second photodetector 15 Determination unit 16 Control unit 17 Display unit

Claims (14)

光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により照明領域を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を備える、照明装置。
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates an illumination area with the diffracted light, and the second element A diffractive optical element that diffracts light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction of the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
A lighting device.
前記判定部は、前記第1の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第1の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定する、請求項1に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the characteristic of the diffractive optical element has changed in the first case where the first detection value does not change and the relative value changes. 前記判定部は、前記第1の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第2の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定する、請求項2に記載の照明装置。   In the second case where the first detection value decreases and the relative value does not change, the determination unit does not change the characteristics of the diffractive optical element and is incident on the diffractive optical element. The lighting device according to claim 2, wherein it is determined that the amount of light has decreased. 前記第1の要素と前記第2の要素は、前記光源からの光の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しい、請求項1から請求項3の何れかに記載の照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first element and the second element have the same incident angle of light from the light source and the same diffraction wavelength. 前記第2の要素の入射面の面積は、当該第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を前記第2の光検出器によって検出可能な最小限の値に設定されている、請求項1から請求項4の何れかに記載の照明装置。   The area of the incident surface of the second element is set to a minimum value at which at least a part of the diffracted light generated by the second element can be detected by the second photodetector. The lighting device according to claim 4. 前記第1の要素の入射面と前記第2の要素の入射面は、同一平面を構成している、請求項1から請求項5の何れかに記載の照明装置。   The illumination device according to any one of claims 1 to 5, wherein an incident surface of the first element and an incident surface of the second element constitute the same plane. 前記第2の要素は、前記第1の要素上に積層されている、請求項1から請求項5の何れかに記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the second element is stacked on the first element. 前記回折光学素子の入射面と裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備える、請求項1から請求項7の何れかに記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, further comprising an antireflection layer on at least one of an incident surface and a back surface of the diffractive optical element. 前記第1の光検出器と前記回折光学素子との間、及び、前記第2の光検出器と前記回折光学素子との間に、前記第1及び第2の光検出器に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備える、請求項1から請求項8の何れかに記載の照明装置。   Between the first photodetector and the diffractive optical element, and between the second photodetector and the diffractive optical element, the light reaching the first and second photodetectors The illumination device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a light amount adjustment filter that reduces a light amount. 前記第1の場合と、前記第2の場合とにおいて、前記光源に光の出射を停止させる制御部を備える、請求項3に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 3, further comprising a control unit that causes the light source to stop emitting light in the first case and the second case. 前記第1の場合に第1のエラー情報を表示し、前記第2の場合に第2のエラー情報を表示する表示部を備える、請求項10に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 10, further comprising: a display unit that displays first error information in the first case and displays second error information in the second case. 照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する、投射装置。
A lighting device;
A spatial light modulator illuminated by the illumination device;
A projection optical system that projects a modulated image obtained on the spatial light modulator onto a screen;
With
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the spatial light modulator with diffracted light, and The second element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
A projection device.
スキャン対象物を照明する照明装置と、
照明された前記スキャン対象物の表面情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記スキャン対象物を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する、スキャナ。
An illumination device for illuminating a scan object;
An information acquisition unit that acquires surface information of the illuminated scan object;
With
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the scan object with diffracted light, and The diffractive optical element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
Having a scanner.
照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備え、
前記空間光変調器で変調された光は、感光媒体の表面に導光され、
前記照明装置は、
光源と、
第1の要素と第2の要素を含む回折光学素子であって、前記第1の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第2の要素は、前記光源から出射された光を前記第1の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第1の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第2の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第2の光検出器と、
前記第1の光検出器の第1の検出値と、前記第2の光検出器の第2の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第1の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する、露光装置。
A lighting device;
A spatial light modulator illuminated by the illumination device,
The light modulated by the spatial light modulator is guided to the surface of the photosensitive medium,
The lighting device includes:
A light source;
A diffractive optical element including a first element and a second element, wherein the first element diffracts light emitted from the light source, illuminates the spatial light modulator with diffracted light, and The second element diffracts the light emitted from the light source in a direction different from the diffraction direction in the first element;
A first photodetector for detecting at least part of the specularly reflected light reflected by the incident surface of the diffractive optical element;
A second photodetector for detecting at least part of the diffracted light generated by the second element of the diffractive optical element;
A relative value between the first detection value of the first photodetector and the second detection value of the second photodetector is calculated, and based on a change in the relative value and the first detection value. A determination unit for determining whether or not the characteristics of the diffractive optical element have changed,
An exposure apparatus.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023153146A1 (en) * 2022-02-08 2023-08-17 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method
WO2023181600A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method
WO2024043025A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687282A (en) * 1985-04-25 1987-08-18 Ncr Corporation Method and apparatus for making and utilizing a holographic bifocal lens element
JPH0283519A (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Fujitsu Ltd Laser scanner
JPH0684762A (en) * 1992-09-03 1994-03-25 Nikon Corp Exposure device using total-reflection hologram
JPH09305692A (en) * 1996-05-20 1997-11-28 Sharp Corp Optical element for laser beam generation and bar code reader using the same
JPH1115380A (en) * 1997-06-20 1999-01-22 Omron Corp Identification mark, mark identifying method, and mark identifying apparatus
JPH11320968A (en) * 1998-05-13 1999-11-24 Ricoh Microelectronics Co Ltd Optical image forming method and apparatus, imaging system and exposing unit for lithography
JP2003084114A (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Asahi Glass Co Ltd Reflection diffraction device
JP2005107338A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Dainippon Printing Co Ltd Detection mark and transfer medium equipped therewith
JP2008077741A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Victor Co Of Japan Ltd Diffraction grating measurement apparatus and diffraction grating measurement method
JP2008300106A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Seiko Epson Corp Lighting system, projector, and monitor device
JP2009272347A (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Toshiba Corp Light reflecting mask, exposure apparatus, measuring method, and method of manufacturing semiconductor device
JP2011196907A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Seiko Epson Corp Mother board of optical element, and inspection method of optical element
JP2012032379A (en) * 2010-07-07 2012-02-16 Sanyo Electric Co Ltd Object detection device and information acquisition device
JP2012123061A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Topcon Corp Projection device and color perception inspection device

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4687282A (en) * 1985-04-25 1987-08-18 Ncr Corporation Method and apparatus for making and utilizing a holographic bifocal lens element
JPH0283519A (en) * 1988-09-20 1990-03-23 Fujitsu Ltd Laser scanner
JPH0684762A (en) * 1992-09-03 1994-03-25 Nikon Corp Exposure device using total-reflection hologram
JPH09305692A (en) * 1996-05-20 1997-11-28 Sharp Corp Optical element for laser beam generation and bar code reader using the same
JPH1115380A (en) * 1997-06-20 1999-01-22 Omron Corp Identification mark, mark identifying method, and mark identifying apparatus
JPH11320968A (en) * 1998-05-13 1999-11-24 Ricoh Microelectronics Co Ltd Optical image forming method and apparatus, imaging system and exposing unit for lithography
JP2003084114A (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Asahi Glass Co Ltd Reflection diffraction device
JP2005107338A (en) * 2003-09-30 2005-04-21 Dainippon Printing Co Ltd Detection mark and transfer medium equipped therewith
JP2008077741A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Victor Co Of Japan Ltd Diffraction grating measurement apparatus and diffraction grating measurement method
JP2008300106A (en) * 2007-05-30 2008-12-11 Seiko Epson Corp Lighting system, projector, and monitor device
JP2009272347A (en) * 2008-04-30 2009-11-19 Toshiba Corp Light reflecting mask, exposure apparatus, measuring method, and method of manufacturing semiconductor device
JP2011196907A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Seiko Epson Corp Mother board of optical element, and inspection method of optical element
JP2012032379A (en) * 2010-07-07 2012-02-16 Sanyo Electric Co Ltd Object detection device and information acquisition device
JP2012123061A (en) * 2010-12-06 2012-06-28 Topcon Corp Projection device and color perception inspection device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023153146A1 (en) * 2022-02-08 2023-08-17 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method
WO2023181600A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method
WO2024043025A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 ニデックプレシジョン株式会社 Illumination device and illumination method

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