JP2021060353A - Method for estimating internal error of optical system and measurement device - Google Patents

Method for estimating internal error of optical system and measurement device Download PDF

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正磨 加藤
Masakiyo Kato
正磨 加藤
卓司 大石
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卓司 大石
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Abstract

To precisely estimate an internal error of an optical system from a measured value of transmission light even if there is a measurement error.SOLUTION: The method for estimating an internal error includes the steps of: causing a measurement system to measure transmission light that has passed through a detection target optical system 120; generating learning data in which the internal error of the detection target system and the calculated value of the transmission light form a pair; generating a discriminator from the learning data; and estimating the internal error of the detection target system by using the measured value of the transmission light and the discriminator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学系の透過光から該光学系の内部誤差を推定する方法に関する。 The present invention relates to a method of estimating an internal error of an optical system from the transmitted light of the optical system.

光学系の性能を示すMTF(Modulation Transfer Function)は、その値が対象とする周波数において大きいことにより該周波数におけるコントラストもしくは解像度が高いことを示す。MTFの値の低下は、透過波面収差の増加として評価することができる。 The MTF (Modulation Transfer Function), which indicates the performance of the optical system, indicates that the contrast or resolution at the target frequency is high because the value is large at the target frequency. A decrease in the value of MTF can be evaluated as an increase in transmitted wave surface aberration.

解像度や透過波面の情報を含む透過光から光学系の内部誤差を特定するには逆問題を解く必要がある。ここでいう内部誤差は、光学系内の光学素子の位置ずれ、変形、形状の誤差および屈折率分布の誤差等が含まれる。 It is necessary to solve the inverse problem in order to identify the internal error of the optical system from the transmitted light including the resolution and the transmitted wave surface information. The internal error referred to here includes misalignment, deformation, shape error, refractive index distribution error, and the like of the optical element in the optical system.

特許文献1には、逆問題の解き方として、深層学習(ディープラーニング)を用いる方法が開示されている。この方法を用いれば、予め多くの学習データを得ることで生成される識別器を用いて逆問題を解くことができる。具体的には、光線追跡計算を行って複数の内部誤差量に応じた複数の透過光を計算し、複数の内部誤差と透過光との対(セット)を学習することで、透過光の計測値から光学系の内部誤差を推定するための識別器を生成することができる。 Patent Document 1 discloses a method using deep learning as a method of solving an inverse problem. If this method is used, the inverse problem can be solved by using a discriminator generated by obtaining a large amount of training data in advance. Specifically, ray tracing calculation is performed to calculate a plurality of transmitted lights according to a plurality of internal error amounts, and a pair (set) of a plurality of internal errors and transmitted light is learned to measure the transmitted light. A classifier can be generated from the values to estimate the internal error of the optical system.

特開2018-065171号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-065171

しかしながら、透過光の計測値には、透過光を計測する計測系に起因する計測誤差が重畳する。この結果、計測誤差によって光学系の内部誤差の推定を誤るおそれがある。 However, the measurement value of the transmitted light is superposed with the measurement error caused by the measurement system for measuring the transmitted light. As a result, the estimation of the internal error of the optical system may be erroneous due to the measurement error.

本発明は、計測誤差があっても透過光の計測値から光学系の内部誤差を精度良く推定できるようにする方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for accurately estimating an internal error of an optical system from a measured value of transmitted light even if there is a measurement error.

本発明の一側面としての内部誤差推定方法は、被検光学系を透過した透過光を計測系に計測させるステップと、被検光学系の内部誤差と透過光の計算値とを対とする学習データを生成するステップと、学習データから識別器を生成するステップと、透過光の計測値と識別器とを用いて、被検光学系の内部誤差を推定するステップとを有することを特徴する。 The internal error estimation method as one aspect of the present invention is a learning method in which a step of causing the measurement system to measure the transmitted light transmitted through the test optical system and a pair of the internal error of the test optical system and the calculated value of the transmitted light are paired. It is characterized by having a step of generating data, a step of generating a classifier from training data, and a step of estimating an internal error of the optical system under test by using a measured value of transmitted light and a classifier.

また本発明の他の一側面としてのコンピュータプログラムは、コンピュータに、被検光学系を透過した透過光を計測系に計測させるステップと、被検光学系の内部誤差と透過光の計算値とを対とする学習データを生成するステップと、学習データから識別器を生成するステップと、透過光の計測値と識別器とを用いて、被検光学系の内部誤差を推定するステップとを含む処理を実行させことを特徴する。 Further, in the computer program as another aspect of the present invention, the step of causing the computer to measure the transmitted light transmitted through the test optical system to the measurement system, the internal error of the test optical system, and the calculated value of the transmitted light are obtained. Processing including a step of generating a pair of training data, a step of generating a classifier from the training data, and a step of estimating the internal error of the optical system under test using the measured value of transmitted light and the classifier. Is characterized by executing.

また本発明の他の一側面としての計測装置は、光源と、該光源からの光を被検光学系に入射させる投光系と、該投光系からの光のうち被検光学系を透過した透過光が入射する受光系と、該受光系からの光を受光する受光センサと、該受光センサからの出力を用いて演算を行う演算系とを有する。該演算系は、透過光の計測値を取得し、被検光学系の内部誤差と透過光の計算値とを対とする学習データを生成し、該学習データから識別器を生成し、透過光の計測値と識別器とを用いて、被検光学系の内部誤差を推定することを特徴する。 Further, the measuring device as another aspect of the present invention transmits the light source, the light projecting system that causes the light from the light source to enter the test optical system, and the light from the light projecting system that is transmitted through the test optical system. It has a light receiving system in which the transmitted light is incident, a light receiving sensor that receives light from the light receiving system, and an arithmetic system that performs calculations using the output from the light receiving sensor. The calculation system acquires the measured value of the transmitted light, generates training data for pairing the internal error of the optical system under test and the calculated value of the transmitted light, generates a classifier from the learning data, and generates the transmitted light. It is characterized in that the internal error of the optical system under test is estimated by using the measured value of the above and the classifier.

さらに本発明の他の一側面としての光学系の製造方法は、上記内部誤差推定方法により推定された内部誤差を取得するステップと、内部誤差に応じて、光学系を修正するステップとを有することを特徴とする。 Further, the method for manufacturing an optical system as another aspect of the present invention includes a step of acquiring an internal error estimated by the above-mentioned internal error estimation method and a step of modifying the optical system according to the internal error. It is characterized by.

本発明によれば、計測誤差があっても、透過光の計測値から被検光学系の内部誤差を精度良く推定することができる。 According to the present invention, even if there is a measurement error, the internal error of the optical system under test can be estimated accurately from the measured value of the transmitted light.

本発明の実施例1における内部誤差推定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the internal error estimation method in Example 1 of this invention. 実施例1における透過波面計算を説明する図。The figure explaining the transmission wave surface calculation in Example 1. FIG. 実施例1における計測誤差の事例1を示す図。The figure which shows the example 1 of the measurement error in Example 1. FIG. 実施例1における計測誤差の事例2を示す図。The figure which shows the example 2 of the measurement error in Example 1. FIG. 実施例1における識別器生成方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the classifier generation method in Example 1. FIG. 実施例1における識別器生成方法の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the classifier generation method in Example 1. FIG. 実施例1における透過波面計測装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the transmitted wave surface measuring apparatus in Example 1. FIG. 実施例1における内部誤差推定方法の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the internal error estimation method in Example 1. FIG. 実施例1における調整量算出方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the adjustment amount calculation method in Example 1. FIG. 本発明の実施例2における内部誤差推定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the internal error estimation method in Example 2 of this invention. 実施例2におけるMTFの成分分解を示す図。The figure which shows the component decomposition of MTF in Example 2. FIG. 実施例2における強度分布計測を示す図。The figure which shows the intensity distribution measurement in Example 2. FIG. 本発明の実施例3における光学系製造方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the optical system manufacturing method in Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1における内部誤差推定方法を示している。この内部誤差推定方法に従う処理(内部誤差推定処理)をコンピュータがコンピュータプログラムとしての内部誤差推定プログラムに従って実行することができる。 FIG. 1 shows an internal error estimation method according to the first embodiment of the present invention. A computer can execute a process according to this internal error estimation method (internal error estimation process) according to an internal error estimation program as a computer program.

内部誤差推定方法は、ステップS101において被検光学系の内部誤差事例を生成する。次にステップS102では、ステップS101で生成された内部誤差事例において被検光学系を透過する複数の透過光を計算して計算値を取得する。次にステップS103では、ステップS102で得られた数の透過光の計算値に計測誤差を重畳させる(含ませる)。次にステップS104では、ステップS103で計測誤差が重畳された複数の透過光を学習して識別器を生成する。次にステップS105では、不図示の光計測器を用いて被検光学系の透過光を測定して測定値を取得する。さらにステップS106では、ステップS104で生成された識別器とステップS105で取得された透過光の計測値を用いて内部誤差を推定する。 The internal error estimation method generates an internal error case of the optical system under test in step S101. Next, in step S102, in the case of internal error generated in step S101, a plurality of transmitted lights transmitted through the optical system under test are calculated and a calculated value is acquired. Next, in step S103, the measurement error is superimposed (included) on the calculated value of the number of transmitted lights obtained in step S102. Next, in step S104, a plurality of transmitted lights on which measurement errors are superimposed are learned in step S103 to generate a classifier. Next, in step S105, the transmitted light of the optical system under test is measured using an optical measuring instrument (not shown) to acquire the measured value. Further, in step S106, the internal error is estimated using the classifier generated in step S104 and the measured value of the transmitted light acquired in step S105.

本実施例において、被検光学系の透過光とは、透過波面や強度分布を総称するものである。以下では、透過光が透過波面である場合について、上述した内部誤差推定方法(以下、単に推定方法という)をより詳細に説明する。 In this embodiment, the transmitted light of the optical system under test is a general term for the transmitted wave surface and the intensity distribution. In the following, the above-mentioned internal error estimation method (hereinafter, simply referred to as an estimation method) will be described in more detail in the case where the transmitted light is a transmitted wave surface.

ステップS101にいう被検光学系の内部誤差とは、被検光学系を構成する内部素子が有する誤差である。例えば、内部素子としてのレンズまたはレンズ群(複数のレンズを含む)の平行偏心や回転偏心および間隔の誤差(位置ずれ)、レンズの形状(厚みを含む)の誤差、さらに屈折率や屈折率分布の誤差を示す。これらの複数の内部誤差を想定の範囲でそれぞれ変化させて足し合わせたものを内部誤差事例という。想定の範囲とは、内部素子の製造公差の範囲の少なくとも1倍の範囲、多くとも3倍の範囲が好ましい。 The internal error of the optical system under test referred to in step S101 is an error possessed by the internal elements constituting the optical system under test. For example, the parallel eccentricity, rotational eccentricity, and spacing error (positional deviation) of a lens or lens group (including multiple lenses) as an internal element, the error of the lens shape (including thickness), and the refractive index and refractive index distribution. Indicates the error of. An example of an internal error is a case in which these plurality of internal errors are changed within an assumed range and added together. The assumed range is preferably at least 1 times, at most 3 times, the range of the manufacturing tolerance of the internal element.

ステップS102では、推定方法は、ステップS101で生成された内部誤差事例における複数の内部誤差を被検光学系120に重畳し、内部誤差ごとの被検光学系の軸上および軸外の透過波面(複数の透過光)を計算する。 In step S102, the estimation method superimposes a plurality of internal errors in the internal error case generated in step S101 on the test optical system 120, and the on-axis and off-axis transmitted wave planes of the test optical system for each internal error ( Multiple transmitted light) is calculated.

図2は、透過波面の計算方法を示している。図中の軸上光162は被検光学系120を透過して該被検光学系120の光軸上に集光する光である。物体位置(図2では無限遠)から軸上光162の集光位置まで複数の光線を追跡して求めた光路長の分布が透過波面となる。同様の計算を軸外光161,163に対して行うことで、被検光学系120の軸上および軸外の透過波面を計算することができる。 FIG. 2 shows a method of calculating the transmitted wave surface. The on-axis light 162 in the figure is light that passes through the test optical system 120 and is focused on the optical axis of the test optical system 120. The distribution of the optical path length obtained by tracing a plurality of light rays from the object position (infinity in FIG. 2) to the condensing position of the axial light 162 is the transmitted wave plane. By performing the same calculation on the off-axis lights 161 and 163, it is possible to calculate the on-axis and off-axis transmitted wave planes of the optical system 120 to be inspected.

図2では軸外光の透過波面が2つのみである場合を示しているが、これに限らず、像面(撮像素子)上の任意の像高に到達する光の透過波面を用いることができる。複数の透過波面には、例えば、被検光学系120における像高の方位、像高の高さまたはズーム率等が異なる条件下での透過波面が含まれる。 FIG. 2 shows a case where there are only two transmitted wave planes of off-axis light, but the present invention is not limited to this, and a transmitted wave plane of light reaching an arbitrary image height on the image plane (image sensor) can be used. it can. The plurality of transmitted wave planes include, for example, transmitted wave planes under conditions in which the orientation of the image height, the height of the image height, the zoom factor, and the like in the optical system 120 under test are different.

ステップS103では、推定方法は、ステップS102で計算した透過波面に計測誤差を重畳させる。計測誤差は、予め計測系の構成要素とそれらの組立精度から構成要素ごとの確率分布として見積もっておく。例えば、計測系に含まれる光源が持つ収差、投光光学系や受光光学系の収差、受光センサの誤差および各構成要素の配置誤差等を足し合わせたものである。誤差の足し合わせは、確率分布の足し合わせにより行う。図3および図4は、誤差の足し合わせの事例を示す。例えば、以下の式(1)に示すような正規分布の誤差が2つある場合には、その合計値も式(2)で示す正規分布式になる。例えば、式(1)の上側に示した誤差が以下の式(3)で示すように領域ごとに一様分布である場合は、式(3)の誤差と式(1)の下側に示した正規分布の誤差(式(4))との和は式(5)で表現される。 In step S103, the estimation method superimposes the measurement error on the transmitted wave surface calculated in step S102. The measurement error is estimated in advance as a probability distribution for each component from the components of the measurement system and their assembly accuracy. For example, it is the sum of the aberrations of the light source included in the measurement system, the aberrations of the light projecting optical system and the light receiving optical system, the error of the light receiving sensor, the arrangement error of each component, and the like. The error is added by adding the probability distributions. 3 and 4 show an example of adding errors. For example, when there are two errors of the normal distribution as shown in the following equation (1), the total value is also the normal distribution equation shown in the equation (2). For example, if the error shown on the upper side of the equation (1) is uniformly distributed for each region as shown in the following equation (3), the error shown in the equation (3) and the lower side of the equation (1) are shown. The sum with the error of the normal distribution (Equation (4)) is expressed by Eq. (5).

Figure 2021060353
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Figure 2021060353
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Figure 2021060353
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Figure 2021060353
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複数の誤差を足し合わせた合計の誤差の確率分布は正規分布Pに近づく性質を持つ。正規分布Pのσは、以下の式(6),(7)に示すように、各要素のσの2乗和根号で計算することができる。推定方法は、このようにして複数の誤差要素を足し合わせたものを計測誤差として用いる。 The probability distribution of the total error, which is the sum of a plurality of errors, has the property of approaching the normal distribution P. The σ of the normal distribution P can be calculated by the sum of squares of σ of each element as shown in the following equations (6) and (7). In the estimation method, the sum of a plurality of error elements in this way is used as the measurement error.

Figure 2021060353
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Figure 2021060353
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計測系の誤差を系統誤差と偶然誤差に分類して足し合わせると、計測条件に応じた計測誤差の計算が容易になることがある。透過波面をZernike係数で表現する場合は、係数ごとに計測系の誤差を求めることになる。この場合、軸上透過波面についてはZernike係数を求め、軸外透過波面については後述する楕円Zernike係数を求めるとよい。 If the error of the measurement system is classified into the system error and the random error and added together, it may be easy to calculate the measurement error according to the measurement conditions. When expressing the transmitted wave surface with Zernike coefficients, the error of the measurement system is calculated for each coefficient. In this case, it is advisable to obtain the Zernike coefficient for the on-axis transmitted wave surface and to obtain the elliptical Zernike coefficient described later for the off-axis transmitted wave surface.

また計測誤差は、その量が計測対象としての被検光学系によって変化しない誤差として取り扱ってもよい。この場合、計測誤差量は簡略化された誤差量となるが、計測対象ごとに再計算する必要がなくなる。計測誤差を計測対象に応じて変える場合には、より詳細な計測誤差量を計算することができる。この場合の計測誤差は、計測値に対する「不確かさ」という概念に相当する。 Further, the measurement error may be treated as an error whose amount does not change depending on the optical system to be measured. In this case, the measurement error amount is a simplified error amount, but it is not necessary to recalculate for each measurement target. When the measurement error is changed according to the measurement target, a more detailed measurement error amount can be calculated. The measurement error in this case corresponds to the concept of "uncertainty" with respect to the measured value.

ステップS104では、ステップS101〜S103で得られた複数の内部誤差と透過光の計算値の対を学習し、識別機を生成する。本実施例ではこの内部誤差と透過光の対を学習データという。 In step S104, the pair of the plurality of internal errors obtained in steps S101 to S103 and the calculated value of the transmitted light is learned, and the discriminator is generated. In this embodiment, this pair of internal error and transmitted light is referred to as learning data.

図5のフローチャートは、ステップS104の事例として、透過光の計算値がZernike係数である場合の識別器の生成方法を示す。識別器としては、サポートベクターマシンやランダムフォレスト等の機械学習のものであってもよいが、逆問題を汎用的な手法で解くことができるディープニューラルネットワーク(DNN)を用いることが好ましく、本実施例でもDNNを用いる。 The flowchart of FIG. 5 shows, as an example of step S104, a method of generating a classifier when the calculated value of transmitted light is a Zernike coefficient. The classifier may be a machine learning device such as a support vector machine or a random forest, but it is preferable to use a deep neural network (DNN) that can solve an inverse problem by a general-purpose method. DNN is also used in the example.

該生成方法は、ステップS111においてDNNを構築する。DNNは、図6に示すように多段の層から構成される。入力層S121には、Zernike係数が入力される。重み層S122では、前の層の値にある重みを乗算して、前の層と足し合わせる。この重みは後述するステップS112で調整される。活性化関数S123は、重み層S122から送られてきた値に対して、ある閾値以上の部分だけを意味のある情報として抽出する処理を行う。この活性化関数にはReLU(ランプ関数)を用いることが好ましい。S122とS123は全結合層と呼ばれ、ネットワークの入出力変換の表現力を高めるために3回程度繰り返すことが好ましい。 The generation method constructs a DNN in step S111. The DNN is composed of multiple layers as shown in FIG. A Zernike coefficient is input to the input layer S121. In the weight layer S122, the value of the previous layer is multiplied by the weight and added to the previous layer. This weight is adjusted in step S112, which will be described later. The activation function S123 performs a process of extracting only a portion equal to or more than a certain threshold value as meaningful information with respect to the value sent from the weight layer S122. It is preferable to use ReLU (ramp function) for this activation function. S122 and S123 are called fully connected layers, and are preferably repeated about three times in order to enhance the expressiveness of the input / output conversion of the network.

ドロップアウト層S126では、次の層に送られる経路をランダムに遮断する処理を行うことによって過剰な最適化(過学習)を防ぐ。その後、重み層S127を経て出力層S128に値が渡される。 In the dropout layer S126, excessive optimization (overfitting) is prevented by performing a process of randomly blocking the route sent to the next layer. After that, the value is passed to the output layer S128 via the weight layer S127.

次に生成方法は、図5のステップS112において、DNNの学習、すなわちDNNの内部の重みを調整する。具体的には、Zernike係数をDNNに入力した際の出力値とそのZernike係数に対応する内部誤差の値との差分が小さくなるように、最適化計算を用いてDNNの内部にある重みを調整する。このとき、差分の定義には二乗誤差を用い、最適化計算はAdam(Adaptive Moment Estimation)を用いることが好ましい。なお、DNNの内部構造と重みの調整方法には様々なものがあるが、Zernike係数から内部誤差を取得できるものであればよい。 Next, the generation method adjusts the learning of the DNN, that is, the weight inside the DNN in step S112 of FIG. Specifically, the weight inside the DNN is adjusted by using the optimization calculation so that the difference between the output value when the Zernike coefficient is input to the DNN and the value of the internal error corresponding to the Zernike coefficient becomes small. To do. At this time, it is preferable to use the squared error for the definition of the difference and Adam (Adaptive Moment Optimization) for the optimization calculation. There are various methods for adjusting the internal structure and weight of the DNN, but any method may be used as long as the internal error can be obtained from the Zernike coefficient.

ステップS105における透過光の計測方法の詳細を説明する。図7は、計測系としての透過波面計測装置の構成を示している。該計測装置は、光源101,102,103、投光レンズ(投光系)111,112,113、受光レンズ(受光系)131,132,133、波面センサ(受光センサ)141,142,143および演算系としてのコンピュータ150により構成される。投光レンズ111,112,113と受光レンズ131,132,133との間に、被検光学系120が配置されている。 The details of the method of measuring the transmitted light in step S105 will be described. FIG. 7 shows the configuration of a transmitted wave surface measuring device as a measuring system. The measuring device includes a light source 101, 102, 103, a light projecting lens (light emitting system) 111, 112, 113, a light receiving lens (light receiving system) 131, 132, 133, a wavefront sensor (light receiving sensor) 141, 142, 143 and It is composed of a computer 150 as an arithmetic system. The optical system 120 to be inspected is arranged between the light projecting lenses 111, 112, 113 and the light receiving lenses 131, 132, 133.

被検光学系120は、カメラ用撮像レンズやプロジェクタ用投射レンズ等の結像光学系であり、それぞれ複数のレンズまたは複数のレンズ群により構成される光学素子(内部素子)121,122を含む。図では、2つの光学素子121,122を示しているが、光学素子の数は3つ以上であってもよい。また、光学素子121,122の中心を通る軸を光軸といい、光軸が延びる方向を光軸方向という。 The optical system 120 to be inspected is an imaging optical system such as an imaging lens for a camera or a projection lens for a projector, and includes optical elements (internal elements) 121 and 122 each of a plurality of lenses or a plurality of lens groups. Although the figure shows two optical elements 121 and 122, the number of optical elements may be three or more. The axis passing through the centers of the optical elements 121 and 122 is referred to as an optical axis, and the direction in which the optical axis extends is referred to as the optical axis direction.

本実施例における内部誤差(量)Bは、式(8)に示されるように、被検光学系120内の光学素子121,122の位置ずれ量を示す。式(8)において、n番目の光学素子における光軸方向の平行位置ずれ量をΔZ、光軸に垂直な方向での平行位置ずれをΔX,ΔY、光軸に垂直な軸周りでの回転ずれ量をΔθXn,ΔθYnで示す。 The internal error (quantity) B in this embodiment indicates the amount of misalignment of the optical elements 121 and 122 in the optical system 120 to be inspected, as shown in the equation (8). In equation (8), the amount of parallel position shift in the optical axis direction of the nth optical element is ΔZ n , the parallel position shift in the direction perpendicular to the optical axis is ΔX n , ΔY n , and around the axis perpendicular to the optical axis. The amount of rotational deviation of is indicated by Δθ Xn and Δθ Yn.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

レーザダイオード等の複数の光源101,102,103からの複数の光はそれぞれ、ファイバを介して投光レンズ111,112,113に入射する。投光レンズ111,112,113から平行光として出射した複数の光は、被検光学系120に照射される。被検光学系120を透過した複数の透過光はそれぞれ、受光レンズ131,132,133に入射してこれらを透過し、波面センサ141,142,143により受光される。波面センサ141,142,143からの画像信号はコンピュータ150に入力され、コンピュータ150は各波面センサからの画像信号を用いて透過波面を算出するとともに、各透過波面の楕円Zernike係数を計算する。 The plurality of lights from the plurality of light sources 101, 102, 103 such as the laser diode are incident on the projection lenses 111, 112, 113, respectively, via the fiber. A plurality of lights emitted as parallel light from the projectile lenses 111, 112, 113 are applied to the optical system 120 to be inspected. The plurality of transmitted lights transmitted through the optical system 120 to be inspected enter the light receiving lenses 131, 132, 133, respectively, pass through them, and are received by the wavefront sensors 141, 142, 143. The image signals from the wavefront sensors 141, 142, and 143 are input to the computer 150, and the computer 150 calculates the transmitted wavefront using the image signals from each wavefront sensor and calculates the elliptical Zernike coefficient of each transmitted wavefront.

波面センサにはシャックハルトマンセンサやシアリング干渉計等を用いる。シャックハルトマンセンサは、入射した光の波面(位相分布)を、マイクロレンズアレイを構成する複数のマイクロレンズによって分割および集光する。そして複数の集光スポット像として撮像される。マイクロレンズアレイに入射する波面の傾斜に応じて、集光スポットの重心位置がずれて集光され、集光スポットの重心位置ずれ量から波面傾斜を算出し、波面傾斜から2次元の位相分布を算出する。 A Shack-Hartmann sensor, shearing interferometer, etc. are used as the wavefront sensor. The Shack-Hartmann sensor divides and collects the wave surface (phase distribution) of incident light by a plurality of microlenses constituting the microlens array. Then, it is imaged as a plurality of focused spot images. The position of the center of gravity of the focusing spot shifts according to the inclination of the wave surface incident on the microlens array, and the wave surface inclination is calculated from the amount of deviation of the center of gravity of the focusing spot, and the two-dimensional phase distribution is obtained from the wave surface inclination. calculate.

シアリング干渉計の事例の1つであるTalbot干渉計は、2次元回折格子によって入射した光を回折させ、透過光(0次光)と回折光(例えば1次光)の干渉によって生じる干渉縞として撮像する。干渉縞の縦縞、横縞の明暗の位相を位相シフト法およびフーリエ変換法等の既知の手法で求める。求めた位相が入射した光の微分波面に相当するため、これを積分することで、入射した光の波面を算出する。 The Talbot interferometer, which is one of the examples of shearing interferometers, diffracts the incident light by a two-dimensional diffraction grating and acts as interference fringes generated by the interference between transmitted light (0th order light) and diffracted light (for example, 1st order light). Take an image. The light and dark phases of the vertical and horizontal stripes of the interference fringes are obtained by a known method such as a phase shift method and a Fourier transform method. Since the obtained phase corresponds to the differential wave plane of the incident light, the wave plane of the incident light is calculated by integrating this.

図7に示した計測装置は、軸上および軸外の透過波面を同時に計測可能であるが、これとは別に、駆動可能なステージを使用して、計測する像高に波面センサや光源を移動させる計測装置であってもよい。この場合、それぞれ1つの光源、投光レンズ、受光レンズおよび波面センサを搭載したステージを駆動して、光源、投光レンズ、受光レンズおよび波面センサを任意の像高位置に移動させて透過波面を計測すればよい。 The measuring device shown in FIG. 7 can simultaneously measure the on-axis and off-axis transmitted wavefronts, but separately, a driveable stage is used to move the wavefront sensor and light source to the image height to be measured. It may be a measuring device for making the device. In this case, a stage equipped with one light source, a light projecting lens, a light receiving lens and a wavefront sensor is driven, and the light source, the light projecting lens, the light receiving lens and the wavefront sensor are moved to an arbitrary image height position to move the transmitted wave surface. Just measure.

光軸と同軸の透過光の強度分布は円形になる。一方、軸外の透過光の強度分布は円形ではなくなる。このような非円形領域の波面収差を複数の波面収差成分に分解する際に、楕円Zernike多項式を用いることがある。楕円Zernike多項式とは、楕円領域で直交化したZernike多項式である。円形Zernike多項式をCZ、瞳内の座標系をx,y、x軸方向の直径を2a、y軸方向の直径を2bとするとき、楕円Zernike多項式EZは以下の式(9)で表される。 The intensity distribution of transmitted light coaxial with the optical axis is circular. On the other hand, the intensity distribution of the transmitted light off the axis is not circular. An elliptical Zernike polynomial may be used to decompose the wave surface aberration in such a non-circular region into a plurality of wave surface aberration components. An elliptical Zernike polynomial is a Zernike polynomial orthogonalized in an elliptical region. When the circular Zernike polynomial is CZ, the coordinate system in the pupil is x, y, the diameter in the x-axis direction is 2a, and the diameter in the y-axis direction is 2b, the elliptical Zernike polynomial EZ is expressed by the following equation (9). ..

Figure 2021060353
Figure 2021060353

なお、式中のjはZernike多項式の項番号を示す。楕円Zernike多項式の36項まで求める場合、その係数Eは以下の式(10)で表現することができる。ただし、式(10)中の上付き添え字は像高番号を、下付き添え字はZernike多項式の項番号をそれぞれ示す。 Note that j in the equation indicates the term number of the Zernike polynomial. When finding up to 36 terms of an elliptical Zernike polynomial, the coefficient E can be expressed by the following equation (10). However, the superscript in Eq. (10) indicates the image height number, and the subscript indicates the term number of the Zernike polynomial.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

ステップS106において、推定方法は、ステップS104で構築した識別器FにステップS105で計測したZernike多項式の係数Eを入力して内部誤差Bを推定する。以下の式(11)に示すように、識別器Fは内部誤差Bと係数E(つまりはZernike係数)との関係を導く関数として機能する。 In step S106, the estimation method estimates the internal error B by inputting the coefficient E of the Zernike polynomial measured in step S105 into the classifier F constructed in step S104. As shown in the following equation (11), the discriminator F functions as a function for deriving the relationship between the internal error B and the coefficient E (that is, the Zernike coefficient).

Figure 2021060353
Figure 2021060353

以上のステップを含む内部誤差推定方法(処理)により、被検光学系120の内部誤差を精度良く求めることができる。 By the internal error estimation method (processing) including the above steps, the internal error of the optical system 120 to be inspected can be obtained with high accuracy.

以上説明した実施例は本発明の実施例の1つにすぎず、上記実施例に対して様々な変更を加えてもよい。例えば、被検光学系の内部誤差として各内部素子の位置ずれのみを求める場合に、Zernike係数の最大次数を16項までに抑えて外乱に強くしてもよい。また内部誤差として各内部素子の位置ずれに加えて、面形状や屈折率分布も求める場合は、Zernike係数の最大次数を169項に増やしてもよい、さらに、Zernike多項式以外の多項式を用いるようにしてもよい。 The examples described above are only one of the examples of the present invention, and various modifications may be made to the above examples. For example, when only the positional deviation of each internal element is obtained as the internal error of the optical system under test, the maximum order of the Zernike coefficient may be suppressed to 16 terms to be strong against disturbance. If the surface shape and refractive index distribution are to be obtained in addition to the positional deviation of each internal element as an internal error, the maximum degree of the Zernike coefficient may be increased to 169 terms, and a polynomial other than the Zernike polynomial should be used. You may.

透過波面を点列データのまま取り扱うことで、より高次成分を取り込むこともできる。この場合、生成方法は、ステップS102で計算した光線の本数に応じた点列データを扱う。ステップS104では、畳み込みニューラルネットワークを使用する。この場合は、全結合層の前に畳み込み層を加えて特徴量を抽出する。 By handling the transmitted wave surface as point sequence data, it is possible to capture higher-order components. In this case, the generation method handles point sequence data according to the number of light rays calculated in step S102. In step S104, a convolutional neural network is used. In this case, a convolutional layer is added before the fully connected layer to extract the features.

図8に示すように、被検光学系120の透過波面の計測後に内部素子を調整するステップS107,S108を加えてもよい。ステップS107では、推定方法は、ステップS105で計測された透過波面に対する内部素子の調整量を算出する。ここでは、図7に示したように3つの透過光が3つの像高を通る場合について説明する。またここでは、以下の式(12)に示すように、内部素子の調整量Aが、光学素子121の3軸方向での平行移動量ΔX,ΔY,ΔZと光学素子122の2軸回りでの回転量ΔθX0、ΔθY0である事例について説明する。 As shown in FIG. 8, steps S107 and S108 may be added to adjust the internal element after measuring the transmitted wave surface of the optical system 120 to be inspected. In step S107, the estimation method calculates the adjustment amount of the internal element with respect to the transmitted wave surface measured in step S105. Here, a case where three transmitted lights pass through three image heights as shown in FIG. 7 will be described. Further, here, as shown in the following equation (12), the adjustment amount A of the internal element is the translation amount ΔX 0 , ΔY 0 , ΔZ 0 of the optical element 121 in the three-axis directions and the two axes of the optical element 122. An example in which the amount of rotation around the wheel is Δθ X0 and Δθ Y0 will be described.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

調整量Aは、内部誤差Bより大きな値を持つことがある。このため調整量Aの影響を取り除いた状態で内部誤差Bを求めることで、内部誤差Bの推定精度を向上させることも可能となる。 The adjustment amount A may have a value larger than the internal error B. Therefore, it is possible to improve the estimation accuracy of the internal error B by obtaining the internal error B with the influence of the adjustment amount A removed.

次に、図9を用いてステップS107の詳細について説明する。推定方法は、ステップS131において、光学素子121,122の敏感度を求める。敏感度Sは、各光学素子が各軸方向または各軸回りで単位量動いたときの波面収差成分の変化量であり、以下の式(13)で表現することができる。 Next, the details of step S107 will be described with reference to FIG. In the estimation method, the sensitivities of the optical elements 121 and 122 are obtained in step S131. The sensitivity S is the amount of change in the wave surface aberration component when each optical element moves by a unit amount in each axial direction or around each axis, and can be expressed by the following equation (13).

Figure 2021060353
Figure 2021060353

ステップS132では、推定方法は、各波面収差成分に掛ける重み係数wを求める。重みを掛けた重み付き波面収差成分wEは以下の式(14)で示すようになる。 In step S132, the estimation method obtains a weighting coefficient w to be multiplied by each wave surface aberration component. The weighted wave surface aberration component wE is expressed by the following equation (14).

Figure 2021060353
Figure 2021060353

ここでは、重視したい波面収差成分に対する重み係数wを大きく設定する。例えば、撮像画面内の一部がボケている場合は、以下の式(15)に示すようにデフォーカス成分(楕円Zernike多項式の4項)の重みを大きく設定する。また波面のうねりを重視する場合は、デフォーカス成分のみを特定の像高からの差分の値に設定してもよい。さらに、計測系によって変化しやすい楕円Zernike多項式の1〜3項の重みを小さく設定してもよい。 Here, the weighting coefficient w for the wave surface aberration component to be emphasized is set large. For example, when a part of the imaging screen is out of focus, the weight of the defocus component (four terms of the elliptical Zernike polynomial) is set large as shown in the following equation (15). When emphasizing the waviness of the wave surface, only the defocus component may be set as the value of the difference from a specific image height. Further, the weights of the first to third terms of the elliptical Zernike polynomial, which are easily changed depending on the measurement system, may be set small.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

ステップS133では、推定方法は、波面収差成分E、重み係数wおよび敏感度Sを用いて調整量Aを決定する。調整量Aの決定は、次の最小化問題を解くことで行えばよい。すなわち、以下の式(16)においてφが最も小さくなるように調整量Aを決めればよい。このときのAの決定方法についても最小2乗法等の既存の手法を用いればよい。 In step S133, the estimation method determines the adjustment amount A using the wave surface aberration component E, the weighting coefficient w, and the sensitivity S. The adjustment amount A may be determined by solving the following minimization problem. That is, the adjustment amount A may be determined so that φ becomes the smallest in the following equation (16). As for the method of determining A at this time, an existing method such as the least squares method may be used.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

また式(16)から明らかであるが、収差係数に重みを掛けずに、敏感度Sに重み係数の逆数w’を掛けても同様の結果が得られる。この場合は、次式(17)で示すφ’を小さくするようにAを求めればよい。 Further, as is clear from the equation (16), the same result can be obtained by multiplying the sensitivity S by the reciprocal w'of the weighting coefficient without weighting the aberration coefficient. In this case, A may be obtained so as to reduce φ'expressed by the following equation (17).

Figure 2021060353
Figure 2021060353

次に図8のステップS108では、推定方法は、以下の式(18)で示すように、ステップS105で得られた計測値EをステップS107で得られた調整量で調整した後の調整残差を計算する。 Next, in step S108 of FIG. 8, as shown in the following equation (18), the estimation method is the adjustment residual after adjusting the measured value E obtained in step S105 with the adjustment amount obtained in step S107. To calculate.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

最後のステップS106では、推定方法は、以下の式(19)で示すように、ステップS104で構築した識別器FにステップS108で計算した調整残差を入力して内部誤差Bを求める。 In the final step S106, as shown in the following equation (19), the estimation method inputs the adjustment residual calculated in step S108 into the classifier F constructed in step S104 to obtain the internal error B.

Figure 2021060353
Figure 2021060353

本実施例で説明したフローチャート中の各ステップの順序は例に過ぎず、最終的に被検光学系の内部誤差を推定できれば異なる順序であってもよい。 The order of each step in the flowchart described in this embodiment is merely an example, and may be in a different order as long as the internal error of the optical system under test can be finally estimated.

次に本発明の実施例2について説明する。本実施例では、被検光学系の透過光をその強度分布として計測する。図10のフローチャートは、本実施例における内部誤差推定方法を示している。この内部誤差推定方法に従う内部誤差推定処理も、コンピュータがコンピュータプログラムとしての内部誤差推定プログラムに従って実行することができる。 Next, Example 2 of the present invention will be described. In this embodiment, the transmitted light of the optical system under test is measured as its intensity distribution. The flowchart of FIG. 10 shows the internal error estimation method in this embodiment. The internal error estimation process according to this internal error estimation method can also be executed by the computer according to the internal error estimation program as a computer program.

ステップS201は、実施例1で説明した図1のステップS101と同じである。ステップS202では、推定方法は、被検物120の透過光の強度分布からモジュレーション応答関数MTFを計算する。MTFは、周波数に応じた被検光学系の解像度を示すため、MTFを単に解像度と呼ぶこともある。MTFは、例えば被検光学系120の集光点像の点像分布関数PSFを求め、その強度をフーリエ変換することで求められる。 Step S201 is the same as step S101 of FIG. 1 described in the first embodiment. In step S202, the estimation method calculates the modulation response function MTF from the intensity distribution of the transmitted light of the subject 120. Since the MTF indicates the resolution of the optical system under test according to the frequency, the MTF may be simply referred to as the resolution. The MTF is obtained, for example, by obtaining the point image distribution function PSF of the focused point image of the optical system 120 to be inspected and Fourier transforming the intensity thereof.

さらに本ステップにおいて、推定方法は、図11に示すように、透過光からMTFを計算する際に、基準周波数に着目して、デフォーカス時のMTFを求める。図11において、横軸はデフォーカス量を、縦軸はMTFを示す。図11では2つのMTFのみを示すが、実際は、MTFの縦成分と横成分に対して計測した像高とズーム状態の組み合わせ数を掛けた数のMTFがある。デフォーカス時のMTFをそのまま学習する場合は、各デフォーカス量におけるMTFの数値をそのまま保存する。MTFを、図11に示すピーク値(MTF,MTF)、デフォーカス量(defocus,defocus)および半値幅(width,width)等の成分に分解して保存してもよい。 Further, in this step, as shown in FIG. 11, when calculating the MTF from the transmitted light, the estimation method focuses on the reference frequency to obtain the MTF at the time of defocus. In FIG. 11, the horizontal axis represents the defocus amount and the vertical axis represents the MTF. Although only two MTFs are shown in FIG. 11, in reality, there are MTFs obtained by multiplying the vertical component and the horizontal component of the MTF by the number of combinations of the measured image height and the zoom state. When learning the MTF at the time of defocus as it is, the numerical value of MTF at each defocus amount is saved as it is. The MTF may be decomposed into components such as peak values (MTF 1 , MTF 2 ), defocus amount (defocus 1 , defocus 2 ), and full width at half maximum (width 1 , width 2 ) shown in FIG. 11 and stored.

ステップS203における計測誤差の重畳は、基本的には実施例1のステップS103と同じである。ただし、表記方法のみステップS202で保存した解像度の形に変更する。またステップS204は実施例1のステップS104と同じである。 The superposition of measurement errors in step S203 is basically the same as in step S103 of the first embodiment. However, only the notation method is changed to the form of the resolution saved in step S202. Further, step S204 is the same as step S104 of the first embodiment.

ステップS205では、推定方法は、被検光学系120の透過光の強度分布を計測し、解像度を算出する。図12は、強度分布計測を概念的に示している。推定方法は、強度分布の計測時には、被検光学系120の物体位置に白黒チャート301,302,303を配置し、その像(白黒チャート像)311,312,313を計測する。被検光学系120の配置を変えてデフォーカス時の白黒チャート像も計測する。白黒チャート像のコントラストをデフォーカス時のMTFとして使用する。白黒チャートにおける黒線と黒線の間の幅は、ステップS202で使用した基準周波数に設定する。 In step S205, the estimation method measures the intensity distribution of the transmitted light of the optical system 120 to be inspected and calculates the resolution. FIG. 12 conceptually shows the intensity distribution measurement. In the estimation method, when measuring the intensity distribution, black-and-white charts 301, 302, and 303 are arranged at the object positions of the optical system 120 to be inspected, and the images (black-and-white chart images) 311, 312, 313 are measured. The black-and-white chart image at the time of defocus is also measured by changing the arrangement of the optical system 120 to be inspected. The contrast of the black and white chart image is used as the MTF at the time of defocus. The width between the black lines in the black-and-white chart is set to the reference frequency used in step S202.

白黒チャートは単なるエッジチャートでもよいし、模様入りでもよい。エッジチャートを用いる場合は、推定方法は、エッジの像のぼけからMTFを計算する。模様入りチャートを用いる場合は、推定方法は、予め模様入りチャートのぼけ具合とMTFの相関を求めておくことで、チャート像から解像度を算出する。 The black-and-white chart may be a simple edge chart or a patterned chart. When using an edge chart, the estimation method calculates the MTF from the blur of the edge image. When a patterned chart is used, the estimation method calculates the resolution from the chart image by obtaining the correlation between the degree of blurring of the patterned chart and the MTF in advance.

ステップS206では、推定方法は、ステップS204で生成した識別器とステップS205で計測された解像度を用いて、被検光学系120の内部誤差を推定する。 In step S206, the estimation method estimates the internal error of the optical system 120 to be inspected by using the discriminator generated in step S204 and the resolution measured in step S205.

以上のステップを含む内部誤差推定方法(処理)により、被検光学系120の内部誤差を精度良く求めることができる。 By the internal error estimation method (processing) including the above steps, the internal error of the optical system 120 to be inspected can be obtained with high accuracy.

図13のフローチャートは、実施例1または2で説明した内部誤差推定方法を利用した結像光学系の製造方法を示している。 The flowchart of FIG. 13 shows a method of manufacturing an imaging optical system using the internal error estimation method described in the first or second embodiment.

ステップS301の検査工程では、製造方法は、図1のステップS105で得られた計測値を取得する。 In the inspection step of step S301, the manufacturing method acquires the measured value obtained in step S105 of FIG.

ステップS302では、製造方法は、計測値が基準より良い(OK)か悪い(NG)かを判断し、OKである場合は製造を終了する。またNGである場合は、ステップS303において実施例1または2で説明した内部誤差の推定を行う。 In step S302, the manufacturing method determines whether the measured value is better (OK) or worse (NG) than the reference, and if it is OK, the manufacturing is terminated. If it is NG, the internal error described in Example 1 or 2 is estimated in step S303.

ステップS304では、製造方法は、ステップS303で推定した内部誤差を取得し、該内部誤差に応じて結像光学系を調整したり該結像光学系を構成する内部素子(光学素子)を交換または加工したりすることで、結像光学系を修正する。 In step S304, the manufacturing method acquires the internal error estimated in step S303, adjusts the imaging optical system according to the internal error, or replaces or replaces the internal element (optical element) constituting the imaging optical system. The imaging optical system is modified by processing.

本実施例の製造方法によれば、高い光学性能(結像性能)を有する結像光学系を得ることができる。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
According to the manufacturing method of this embodiment, an imaging optical system having high optical performance (imaging performance) can be obtained.
(Other Examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It is also possible to realize the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each of the above-described examples is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each of the examples in carrying out the present invention.

101〜103 光源
111〜113 投光レンズ
120 被検光学系
131〜133 受光レンズ
141〜143 波面センサ
150 コンピュータ
101-103 Light source 111-113 Floodlight lens 120 Tested optical system 131-133 Light-receiving lens 141-143 Wavefront sensor 150 Computer

Claims (16)

被検光学系を透過した透過光を計測系に計測させるステップと、
前記被検光学系の内部誤差と前記透過光の計算値とを対とする学習データを生成するステップと、
前記学習データから識別器を生成するステップと、
前記透過光の計測値と前記識別器とを用いて、前記被検光学系の内部誤差を推定するステップとを有することを特徴する内部誤差推定方法。
A step to make the measurement system measure the transmitted light transmitted through the optical system under test,
A step of generating learning data for pairing the internal error of the optical system under test and the calculated value of the transmitted light, and
The step of generating a classifier from the training data and
An internal error estimation method comprising a step of estimating an internal error of the optical system to be inspected by using the measured value of the transmitted light and the discriminator.
前記学習データは、前記計測系の計測誤差を含むことを特徴する内部誤差推定方法。 An internal error estimation method, wherein the learning data includes a measurement error of the measurement system. 前記計算値が、前記計測誤差を含むことを特徴とする請求項2に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to claim 2, wherein the calculated value includes the measurement error. 前記計測値は、透過波面を示すことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the measured value indicates a transmitted wave surface. 前記計測誤差は、前記透過波面の波面収差成分ごとの誤差であることを特徴とする請求項4に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to claim 4, wherein the measurement error is an error for each wave surface aberration component of the transmitted wave surface. 前記透過波面は、前記被検光学系を複数の方向に透過した透過光のそれぞれの透過波面であることを特徴とする請求項4または5に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to claim 4 or 5, wherein the transmitted wave surface is each transmitted wave surface of transmitted light transmitted through the optical system under test in a plurality of directions. 前記計測値は、解像度を示すことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the measured value indicates a resolution. 前記解像度は、前記被検光学系における複数の像高での解像度であることを特徴とする請求項7に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to claim 7, wherein the resolution is a resolution at a plurality of image heights in the optical system under test. 前記計測誤差は、前記計測値の不確かさであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to any one of claims 1 to 8, wherein the measurement error is an uncertainty of the measured value. 前記計測誤差は、前記計測系における系統誤差と偶然誤差とを含むことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to any one of claims 1 to 9, wherein the measurement error includes a systematic error and a random error in the measurement system. 前記学習データは、前記被検光学系を構成する内部素子の製造公差に応じた前記内部誤差と前記計算値とを対とすることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 The learning data is according to any one of claims 1 to 10, wherein the learning data is paired with the calculated value and the internal error according to the manufacturing tolerance of the internal element constituting the optical system to be tested. Internal error estimation method. 前記製造公差に応じた内部誤差の量が、前記製造公差の3倍に相当することを特徴とする請求項11に記載の内部誤差推定方法。 The internal error estimation method according to claim 11, wherein the amount of internal error according to the manufacturing tolerance corresponds to three times the manufacturing tolerance. 前記内部誤差は、前記被検光学系を構成する内部素子の位置の誤差、形状の誤差、屈折率の誤差および屈折率分布の誤差のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法。 From claim 1, the internal error is at least one of a position error, a shape error, a refractive index error, and a refractive index distribution error of the internal element constituting the test optical system. The internal error estimation method according to any one of 12. コンピュータに、
被検光学系を透過した透過光を計測系に計測させるステップと、
前記被検光学系の内部誤差と前記透過光の計算値とを対とする学習データを生成するステップと、
前記学習データから識別器を生成するステップと、
前記透過光の計測値と前記識別器とを用いて、前記被検光学系の内部誤差を推定するステップとを含む処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer
A step to make the measurement system measure the transmitted light transmitted through the optical system under test,
A step of generating learning data for pairing the internal error of the optical system under test and the calculated value of the transmitted light, and
The step of generating a classifier from the training data and
A computer program characterized in that a process including a step of estimating an internal error of the optical system under test is executed by using the measured value of the transmitted light and the discriminator.
光源からの光を被検光学系に入射させる投光系と、
前記投光系からの前記光のうち前記被検光学系を透過した透過光が入射する受光系と、前記受光系からの前記透過光を受光するセンサと、
前記センサからの出力を用いて演算を行う演算系とを有し、
前記演算系は、
前記透過光の計測値を取得し、
前記被検光学系の内部誤差と前記透過光の計算値とを対とする学習データを生成し、
前記学習データから識別器を生成し、
前記透過光の計測値と前記識別器とを用いて、前記被検光学系の内部誤差を推定することを特徴とする計測装置。
A floodlight system that causes light from a light source to enter the optical system under test,
A light receiving system in which the transmitted light transmitted through the test optical system among the light from the light projecting system is incident, and a sensor that receives the transmitted light from the light receiving system.
It has an arithmetic system that performs arithmetic operations using the output from the sensor.
The arithmetic system is
Obtain the measured value of the transmitted light and
Learning data for pairing the internal error of the optical system under test and the calculated value of the transmitted light is generated.
A classifier is generated from the training data,
A measuring device characterized in that an internal error of the optical system under test is estimated by using the measured value of the transmitted light and the discriminator.
光学系の製造方法であって、
請求項1から15のいずれか一項に記載の内部誤差推定方法により推定された前記内部誤差を取得するステップと、
前記内部誤差に応じて、前記光学系を修正するステップとを有することを特徴とする光学系の製造方法。
It is a manufacturing method of an optical system.
The step of acquiring the internal error estimated by the internal error estimation method according to any one of claims 1 to 15, and the step of acquiring the internal error.
A method for manufacturing an optical system, which comprises a step of modifying the optical system according to the internal error.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022209056A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 富士フイルム株式会社 Wavefront aberration derivation method, machine learning model generation method, lens optical system manufacturing method, wavefront aberration derivation device, and wavefront aberration derivation program

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WO2022209056A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 富士フイルム株式会社 Wavefront aberration derivation method, machine learning model generation method, lens optical system manufacturing method, wavefront aberration derivation device, and wavefront aberration derivation program

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