JP2023548779A - 光学装置のためのシースルー計測システム、装置、及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示の実施形態は、拡張現実アプリケーション、仮想現実アプリケーション、及び／又は複合現実アプリケーションのための光学装置に関する。１つ又は複数の実施形態において、光学装置計測システムは、光学装置の複数のシースルー測定基準を計測するように構成される。【選択図】図４Ｇ

Description

本開示の実施形態は、拡張現実アプリケーション、仮想現実アプリケーション、及び／又は複合現実アプリケーションのための光学装置に関する。１つ又は複数の実施形態において、光学装置計測システムは、光学装置の複数のシースルー（ｓｅｅ－ｔｈｒｏｕｇｈ）測定基準（ｍｅｔｒｉｃ）を計測するように構成される。

仮想現実は、一般に、ユーザが物理的存在をはっきりと認識するコンピュータで生成されシミュレートされた環境であると考えられる。仮想現実体験は、３Ｄで生成され、ヘッドマウントディスプレイ（ｈｅａｄ－ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ：ＨＭＤ）（例えば、実際の環境に取って代わる仮想現実環境を表示するためのレンズとしてのニアアイディスプレイパネルを有する眼鏡又は他のウェアラブルディスプレイデバイス）で見ることができる。

しかし拡張現実により、ユーザは、眼鏡又はその他のＨＭＤデバイスのディスプレイレンズを通して見て周囲環境を視認できるまま、表示のために生成されてこの環境の一部として出現する仮想物体の画像も見ることができるという、体験が可能になる。拡張現実には、任意の種類の入力（例えば、音声入力及びハプティック入力）や、ユーザが体験する環境を強化又は拡張する仮想画像、グラフィックス、及びビデオが含まれる場合がある。新たな技術として、拡張現実には多くの課題と設計上の制約がある。

そのような課題の１つは、周囲環境に重ね合わされた仮想画像を表示することである。拡張導波管結合器は、画像の重ね合わせを補助するために使用される。生成された光は、拡張導波管結合器にインカップリング（入射）され、拡張導波管結合器を通って伝播し、拡張導波管結合器からアウトカップリング（出射）され、周囲環境に重ね合わされる。光は、表面レリーフ格子を用いて、拡張導波管結合器との間でインカップリング及びアウトカップリングされる。アウトカップリングされた光の強度は、十分に制御できない場合がある。

したがって、当技術分野では、光学装置計測システム及び方法に対するニーズが存在する。

本開示の実施形態は、拡張現実アプリケーション、仮想現実アプリケーション、及び／又は複合現実アプリケーションのための光学装置に関する。１つ又は複数の実施形態において、光学装置計測システムは、光学装置の複数のシースルー測定基準を計測するように構成される。

１つの実施態様では、光学装置計測システムは、ステージ経路に沿ってトレイを移動させるように構成されたステージと、ステージ経路の上方に取り付けられ、かつステージ経路に向かって光線を方向付けるように構成された光エンジンと、ステージ経路の下方に位置決めされた、パターニングされた基板とを含む。パターニングされた基板は、その上に形成されたパターン設計を含む。光学装置計測システムは、ステージ経路の上方に取り付けられ、かつステージ経路から投射された投射光線を受け取るように構成された検出器と、ステージ、光エンジン、及び検出器と通信するコントローラとを含む。コントローラは、実行されると、ステージに、光学装置を検出器と位置合わせするために、検出器の下方に光学装置を位置決めさせることと、ステージに、パターニングされた基板から距離を置いて、パターニングされた基板の上方に光学装置を位置決めさせることとを行う命令を含む。また、命令は、検出器に、パターニングされた基板が検出器と少なくとも部分的に位置合わせされている間に、光学装置から投射される投射光線の複数の第１の画像を捕捉させる。複数の第１の画像は、投射光線の赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する。また、命令は、光学装置の複数のシースルー測定基準を決定するために、複数の第１の画像の処理を行わせる。複数のシースルー測定基準は、シースルーフレア測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルー透過率測定基準、及びシースルーゴースト像測定基準を含む。

１つの実施態様では、光学装置計測システムは、ステージ経路に沿ってトレイを移動させるように構成されたステージと、ステージ経路の上方に取り付けられ、かつステージ経路に向かって光線を方向付けるように構成された光エンジンとを含む。また、光学装置計測システムは、ステージ経路の下方に位置決めされた、パターニングされた基板を含む。パターニングされた基板は、その上に形成されたパターン設計を含む。光学装置計測システムは、ステージ経路の上方に取り付けられ、かつステージ経路から投射される投射光線を受け取るように構成された検出器を含む。

１つの実施態様では、光学装置を分析する方法は、光学装置を検出器と位置合わせするために、光学装置を検出器の下方に位置決めすることと、パターニングされた基板から距離を置いて、パターニングされた基板の上方に光学装置を位置決めすることとを含む。パターニングされた基板は、その上に形成されたパターン設計を含む。方法は、パターニングされた基板が検出器と少なくとも部分的に位置合わせされる間に、検出器を使用して、光学装置から投射される投射光線の複数の第１の画像を捕捉することを含む。複数の第１の画像は、投射光線の赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する。方法は、光学装置の１つ又は複数のシースルー測定基準を決定するために、複数の第１の画像を処理することを含む。

本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、その実施形態のいくつかを添付の図面に示す。しかしながら、添付の図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、その範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の同等に有効な実施形態を許容しうることに注意されたい。

１つの実施態様による、基板の透視正面図である。 １つの実施態様による、光学装置の透視正面図である。 １つの実施態様による、光学装置計測システムの概略図である。 １つの実施態様による、図２に示す第１のサブシステムの概略的な部分断面図である。 １つの実施態様による、図２に示す第２のサブシステムの概略的な部分断面図である。 １つの実施態様による、図２に示す第３のサブシステムの概略的な部分断面図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ｂに示した第２のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ｃに示した第３のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、図２及び図３Ｃに示した第３のサブシステムの構成の概略図である。 １つの実施態様による、画像の概略図である。 Ａ～Ｃは、１つの実施態様による、画像の概略図である。 Ａ～Ｃは、１つの実施態様による、画像の概略図である。 １つの実施態様による、画像の概略図である。 Ａ～Ｃは、１つの実施態様による、画像の概略図である。 １つの実施態様による、光学装置を分析する方法の概略ブロック図である。 １つの実施態様による、光学装置を分析する方法の概略ブロック図である。 １つの実施態様による、光学装置を分析する方法の概略ブロック図である。

理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定されている。

本開示の実施形態は、拡張現実アプリケーション、仮想現実アプリケーション、及び／又は複合現実アプリケーションのための光学装置に関する。１つ又は複数の実施形態において、光学装置計測システムは、光学装置の複数のシースルー測定基準を計測するように構成される。

図１Ａは、１つの実施態様による、基板１０１の透視正面図である。基板は、基板１０１の表面１０３に配置された複数の光学装置１００を含む。光学装置１００は、仮想現実、拡張現実、及び／又は複合現実に利用される導波管結合器（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｃｏｍｂｉｎｅｒ）である。光学装置１００が基板１０１から分離されるために切断できるように、光学装置１００は基板１０１の一部でありうる。

図１Ｂは、１つの実施態様による、光学装置１００の透視正面図である。本明細書に記載された光学装置１００は例示的な光学装置であり、他の光学装置（導波管結合器以外の光学装置など）が本開示の態様を達成するために共に使用されても又は変更されてもよいことを理解されたい。

光学装置１００は、基板１０１の表面１０３に配置された複数の光学装置構造１０２を含む。光学装置構造１０２は、サブミクロン寸法（例えば、ナノサイズ寸法）を有するナノ構造でありうる。光学装置構造１０２の領域は、第１の格子１０４ａ、第２の格子１０４ｂ、及び第３の格子１０４ｃなどの１つ又は複数の格子１０４に対応する。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、光学装置１００は、少なくとも、入力カップリング格子に対応する第１の格子１０４ａと、出力カップリング格子に対応する第３の格子１０４ｃとを含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、光学装置１００はまた、中間格子に対応する第２の格子１０４ｂを含む。光学装置構造１０２は、角度付されてもよく、バイナリ（ｂｉｎａｒｙ）であってもよい。光学装置構造１０２は、長方形である。光学装置構造１０２は、円形、三角形、楕円形、正多角形、不規則な多角形、及び／又は不規則な形状の断面を含むがこれらに限定されない他の形状を有しうる。

動作（拡張現実メガネの場合など）の際に、入力カップリング格子１０４ａは、マイクロディスプレイから強度を有する光の入射ビーム（仮想画像）を受け取る。入射ビームは、仮想画像を中間格子１０４ｂ（利用される場合）又は出力カップリング格子１０４ｃに方向付けるために、光学装置構造１０２によって、入射ビームの強度のすべてを有するＴ１ビームに分割される。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、Ｔ１ビームは、Ｔ１ビームが中間格子１０４ｂの光学装置構造１０２と接触するまで、光学装置１００を通して全内部反射（ＴＩＲ）を受ける。中間格子１０４ｂの光学装置構造１０２は、Ｔ１ビームをＴ－１ビームに回折し、Ｔ－１ビームは、光学装置１００を通って出力カップリング格子１０４ｃの光学装置構造１０２まで、ＴＩＲを受ける。出力カップリング格子１０４ｃの光学装置構造１０２は、Ｔ－１ビームをユーザの眼にアウトカップリングして、マイクロディスプレイから生成される仮想画像の視野をユーザの視点から変調し、ユーザが仮想画像を見ることのできる視野角を更に増大させる。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、Ｔ１ビームは、Ｔ１ビームが出力カップリング格子の光学装置構造１０２と接触し、マイクロディスプレイから生成される仮想画像の視野を変調するためにアウトカップリングされるまで、光学装置１００を通して全内部反射（ＴＩＲ）を受ける。

光学装置１００が画質基準を確実に満たすことを容易にするために、製造された光学装置１００の計測の測定基準は、光学装置１００の使用前に取得される。

図２は、１つの実施態様による光学装置計測システム２００の概略図である。本明細書で説明する光学装置計測システム２００の実施形態は、スループットを増加させて複数の計測の測定基準を取得する能力を提供する。計測の測定基準は、角度均一性測定基準、コントラスト測定基準、効率測定基準、色均一性測定基準、変調伝達関数（ＭＴＦ）測定基準、視野（ＦＯＶ）測定基準、ゴースト像（ｇｈｏｓｔ ｉｍａｇｅ）測定基準、アイボックス測定基準、表示漏れ測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルーフレア測定基準、シースルーゴースト像測定基準、及びシースルー透過率測定基準を含む。スループットは、光学装置計測システム２００の１つ又は複数のサブシステムの各々に接続された供給システムの利用を介して増加する。

光学装置計測システム２００は、第１のサブシステム２０２と、第２のサブシステム２０４と、第３のサブシステム２０６とを含む。第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、及び第３のサブシステム２０６の各々は、第１の開口部２０３及び第２の開口部２０５を有するそれぞれの本体２０１Ａ～２０１Ｃを含み、ステージ２０７は、Ｘ－Ｙ平面に平行な及び／又はＸ－Ｙ平面内のステージ経路２１１に沿って、その第１の開口部２０３及び第２の開口部２０５を通って移動可能となる。ステージ２０７は、第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、及び第３のサブシステム２０６の本体２０１Ａ～２０１Ｃにおいて、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動するように動作可能である。ステージ２０７は、光学装置１００（本明細書に示す）又は１つ又は複数の基板１０１を保持するように動作可能なトレイ２０９を含む。ステージ２０７及びトレイ２０９は、第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、及び第３のサブシステム２０６によって得られる計測の測定基準が、トレイ２０９のステージ２０７の半透明によって影響されないように透明でありうる。第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、及び第３のサブシステム２０６は、第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、及び第３のサブシステム２０６の動作を制御するように動作可能なコントローラ２０８と通信している。コントローラ２０８は、非一時的なコンピュータ可読媒体（メモリなど）に格納された命令を含む。命令は、コントローラ２０８のプロセッサによって実行されると、本明細書で説明する動作を実施させる。命令は、コントローラ２０８のプロセッサによって実行されると、方法１０００、１１００、及び／又は１２００のうちの１つ以上の方法の１つ又は複数の動作を実施させる。

コントローラ２０８の命令は、動作を最適化するための機械学習アルゴリズム及び／又は人工知能アルゴリズムを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、コントローラ２０８の命令は、回帰モデルであり、データ（本明細書で決定された測定基準及び／又は位置合わせモジュール４９４を使用して収集した画像データなど）を平均化する機械学習（ＭＬ）モデルを含む。他の例と組み合わせることができる１つの例では、ＭＬモデルは、データを平均化及びマージして、投射構造、レンズ、及びカメラの最適化されたピッチ及びチルトを決定するために使用される。他の例と組み合わせることができる１つの例では、ＭＬモデルは、データを平均化及びマージし、光源及びレーザ源に適用して光線とレーザビームを生成するための最適化された電力を決定するために使用される。

第１のサブシステム２０２は、角度均一性測定基準、コントラスト測定基準、効率測定基準、色均一性測定基準、ＭＴＦ測定基準、ＦＯＶ測定基準、ゴースト像測定基準、又はアイボックス測定基準を含む１つ又は複数の計量測定基準を取得するように動作可能である。第２のサブシステム２０４は、表示漏れ測定基準を取得するように動作可能である。第３のサブシステム２０６は、シースルー歪み測定基準、シースルーフレア測定基準、シースルーゴースト像測定基準、又はシースルー透過率測定基準を含む１つ又は複数のシースルー計測の測定基準を取得するように動作可能である。

光学装置計測システム２００は、単一のステージ経路２１１を用いて、単一のシステム上の複数の光学装置（導波管結合器など）について、表示漏れ測定基準、１つ又は複数のシースルー測定基準、及び１つ又は複数の他の計測の測定基準を決定するように構成される。

図３Ａは、１つの実施態様による、図２に示す第１のサブシステム２０２の概略的な部分断面図である。第１のサブシステム２０２は、図４Ａ～４Ｄに示す構成４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ、４００Ｄのうちの１つ以上を含みうる。

図３Ａに示すように、第１のサブシステム２０２は、光学装置１００の上側に向かって配向された上部３０４と、光学装置１００の底部側に向かって配向された下部３０６とを含む。

第１のサブシステム２０２は、第１の開口部２０３及び第２の開口部２０５を有する第１の本体２０１Ａを含み、ステージ２０７は、第１の開口部２０３及び第２の開口部２０５を通って移動可能となる。ステージ２０７は、トレイ２０９をステージ経路２１１に沿って移動させるように構成される。第１のサブシステム２０２は、第１の本体２０１Ａ内に位置決めされ、かつステージ経路２１１の上方に取り付けられた第１の光エンジン３１０を含む。第１の光エンジン３１０は、上部光エンジンである。第１の光エンジン３１０は、ステージ経路２１１に向かって第１の光線を方向付けるように構成される。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第１の光線は、ステージ経路２１１に向かって、かつ計測の測定基準（ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ｍｅｔｒｉｃ）の決定のための光学装置１００のうちの１つに向かって、光パターン設計で方向付けられる。第１のサブシステム２０２は、第１の本体２０１Ａ内に位置決めされ、かつステージ経路２１１から上方に投射される第１の投射光線を受け取るために、ステージ経路２１１の上方に取り付けられた、第１の検出器３１２を含む。本開示は、投射光が、光学装置から反射される光又は光学装置を透過する光でありうることを企図する。第１の検出器３１２は、反射検出器である。第１のサブシステム２０２は、第１の本体２０１Ａ内に位置決めされ、かつステージ経路２１１の下方に取り付けられて、ステージ経路２１１から下に向かって投射される第２の投射光線を受け取る第２の検出器３１６を含む。第２の検出器３１６は、透過検出器である。第１の投射光線及び第２の投射光線は、光学装置１００から投射される。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第１の光エンジン３１０は、光学装置１００の入力カップリング格子に向かって第１の光線を方向付けるように構成され、第１及び第２の検出器３１２、３１６は、光学装置１００の出力カップリング格子から投射される投射光線を受け取るように構成される。

第１のサブシステム２０２の上部３０４は、位置合わせ検出器３０８を含む。位置合わせ検出器３０８は、カメラを含む。位置合わせ検出器３０８は、ステージ２０７と光学装置１００の位置を決定するために動作可能である。第１のサブシステム２０２の下部３０６は、ステージ経路２１１の下方に取り付けられたコードリーダ３１４を含む。コードリーダ３１４は、光学装置１００のクイックレスポンス（ＱＲ）コードやバーコードなどの光学装置１００のコードを読み取るために動作可能である。コードリーダ３１４によって読み取られたコードは、様々な光学装置１００の１つ又は複数の計測の測定基準を取得するための命令を含みうる。

図３Ｂは、１つの実施態様による、図２に示す第２のサブシステム２０４の概略的な部分断面図である。第２のサブシステム２０４は、図４Ｅに示すように、少なくとも１つの構成４００Ｅを含みうる。

図３Ｂに示すように、第２のサブシステム２０４は、光学装置１００の上側に向かって配向された上部３０４と、光学装置１００の底部側に向かって配向された下部とを含む。

第２のサブシステム２０４は、第２の本体２０１Ｂと、第２の本体２０１Ｂ内に位置決めされ、かつステージ経路２１１の上方に取り付けられた第２の光エンジン３６０とを含む。第２の光エンジン３６０は、ステージ経路２１１に向かって第２の光線を方向付けるように構成される。第１のサブシステム２０２の上部３０４は、位置合わせ検出器３０８を含む。

第２のサブシステム２０４は、ステージ経路２１１から上に向かって投射された第３の投射光線を受け取るように構成されたフェース照射検出器３１８を含む。第３の投射光線は、光学装置１００から投射される。第２のサブシステム２０４の下部３０６は、コードリーダ３１４を含む。

フェース照射検出器３１８は、光学装置１００の表示漏れ測定基準を取得するための画像を取り込むように動作可能である。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、光パターン設計は、第２の光エンジン３６０から光学装置１００に向かって方向付けられ、ユーザの目の位置の外側の光の画像が得られ、処理されてアイボックス測定基準が得られる。

図３Ｃは、１つの実施態様による、図２に示す第３のサブシステム２０６の概略的な部分断面図である。第３のサブシステム２０６は、図４Ｆ及び図４Ｇに示すように、１つ又は複数の構成４００Ｆ及び／又は４００Ｇを含みうる。

図３Ｃに示すように、第３のサブシステム２０６は、光学装置１００の上側に向かって配向された上部３０４と、光学装置１００の底部側に向かって配向された下部３０６とを含む。第３のサブシステム２０６は、ステージ経路２１１の上方に取り付けられ、かつステージ経路２１１に向かって上部光線を方向付けるように構成された第１の光エンジン３７０と、ステージ経路２１１の下方に取り付けられ、かつステージ経路２１１に向かって下部光線を方向付けるように構成された第２の光エンジン３８０と、ステージ経路の上方に取り付けられ、かつステージ経路２１１から投射された投射光線を受け取るように構成された検出器３９０とを含む。第３のサブシステム２０６の上部３０４は、位置合わせ検出器３０８を含む。検出器３９０は、反射検出器である。検出器３９０は、光学装置１００の上側から出力カップリング格子から投射（例えば、反射）される光線を検出する。第３のサブシステム２０６の下部３０６は、コードリーダ３１４を含む。第１の光エンジン３７０、第２の光エンジン３８０、及び検出器３９０の各々は、第３のサブシステム２０６の第３の本体２０１Ｃ内に位置決めされる。

図４Ａは、１つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステム２０２の構成４００Ａの概略図である。構成４００Ａは、第１の光エンジン３１０と、第１の検出器３１２と、第２の検出器３１６とを含む。

第１の光エンジン３１０は、第１の照射器４０１を含み、第１の照射器４０１は、第１の光源４０２と第１の投射構造４０４とを含む。第１の光エンジン３１０は、第１の照射器４０１とステージ経路２１１との間に位置決めされた第１のレンズ４０６を含む。第１の光エンジン３１０は、第１のレンズ４０６とステージ経路２１１との間に位置決めされた１つ又は複数のデバイス４１３（図４Ａでは１つを示す）を含む。１つ又は複数のデバイス４１３は、１／４波長板又は直線偏光子のうちの１つ以上を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせてもよい１つの実施形態では、第１の光エンジン３１０は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルの光線を放射する（例えば、投射する）ように構成される。他の例と組み合わせることができる１つの例では、第１の光エンジン３１０は、赤色スペクトルと、緑色スペクトルと、青色スペクトルとの間で光線を変調又はパルス化するように構成される。他の例と組み合わせることができる１つの例では、第１の光エンジン３１０は、赤色スペクトルの光、緑色スペクトルの光、及び青色スペクトルの光をそれぞれ放射するように各々が構成されている３つの光源を含む。

第１の投射構造４０４は、ディスプレイ及び／又はレチクルのうちの１つ以上を含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第１の投射構造４０４は、マイクロディスプレイ、空間光変調器（ＳＬＭ）、及び／又はレチクルのうちの１つ以上を含む。他の例と組み合わせることができる１つの例では、ＳＬＭは、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）及び／又は液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）エミッタのうちの１つ以上を含む。

第１の検出器３１２は、第１のカメラ４１２と、第１のカメラ４１２とステージ経路２１１との間に位置決めされた第２のレンズ４１０とを含む。第２の検出器３１６は、第２のカメラ４１６と、第２のカメラ４１６とステージ経路２１１との間に位置決めされた第３のレンズ４１４とを含む。図４Ａに示す実施態様では、第１の投射構造４０４及び第１のレンズ４０６は、ステージ経路２１１に対して平行に配向される。

光学装置１００は、光学装置１００の入力カプラ１２１を第１の光エンジン３１０と位置合わせし、光学装置１００の出力カプラ１２２を第１の検出器３１２及び第２の検出器３１６と位置合わせするように位置決めされる。第１の光線Ｂ１は、第１の光エンジン３１０から、光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって方向付けられる。第１の検出器３１２は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルで出力カプラ１２２から投射される第１の投射光線ＢＰ１の複数の第１の画像を捕捉する。第２の検出器３１６は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルで出力カプラ１２２から投射される第２の投射光線ＢＰ２の複数の第２の画像を捕捉する。

第１の画像と第２の画像は、全視野画像（ｆｕｌｌ－ｆｉｅｌｄ ｉｍａｇｅ）である。第１の画像及び／又は第２の画像のうちの１つ以上は、光学装置１００の複数の第１の測定基準を決定するために（コントローラ２０８を使用するなどして）処理される。

複数の第１の測定基準は、角度均一性測定基準を含む。角度均一性測定基準は、光照射野の部分にわたる光強度の比率を表しうる。角度均一性について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像測定基準の処理は、単一の画像内で、光パターン設計の１つ又は複数の第１の部分を光パターン設計の１つ又は複数の第２の部分と比較することを含む。角度均一性測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、第１の検出器３１２にアウトカップリングされる（例えば、投射される（反射されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。

複数の第１の測定基準は、コントラスト測定基準を含む。コントラスト測定基準は、画像内の最も明るい捕捉光と、画像内の最も暗い捕捉光との間のコントラストを表しうる。コントラスト測定基準について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、単一の画像内で、光パターン設計の１つ又は複数の明部を光パターン設計の１つ又は複数の暗部と比較することを含む。コントラスト測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、インカップリングされた第１の光線Ｂ１が第１の検出器３１２にアウトカップリングされる（例えば、投射される（反射されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。

複数の第１の測定基準は、色均一性測定基準を含む。色均一性測定基準は、フィールドにおける赤色光と、緑色光と、青色光との間の１つ又は複数の比率を表しうる。複数の第１の画像、複数の第２の画像、及び／又は複数の第３の画像（図４Ｅに関連して後述される）のうちの１つ以上は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する。色均一性測定基準について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、同じフィールドエリアを用いて、赤色スペクトル画像を緑色スペクトル画像及び青色スペクトル画像と比較することを含む。色均一性測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、第１の検出器３１２にアウトカップリングされる（例えば、投射される（反射されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。

複数の第１の測定基準は、効率測定基準（ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｅｔｒｉｃ）を含む。効率測定基準について、複数の第１の画像の捕捉及び複数の第２の画像の捕捉の前に、第２の検出器３１６は、較正位置（図４Ａの第２の検出器３１６について破線で示す）で光学装置１００の入力カプラ１２１と位置合わせするように位置決めされる。第２の検出器３１６が較正位置にある間、第１の光エンジン３１０は、光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって較正光線を方向付け、第２の検出器３１６は、光学装置１００の入力カプラ１２１から投射される較正投射光線ＣＰ１の１つ又は複数の較正画像を捕捉する。１つ又は複数の較正画像は、全視野画像である。次いで、第２の検出器３１６は、光学装置１００の出力カプラ１２２と位置合わせするように位置決めされる。効率測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、第１の検出器３１２にアウトカップリングされ（例えば、投射され（反射されるなど））、第２の検出器３１６にアウトカップリングされる（例えば、投射される（透過されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。第１の画像は反射画像であり、第２の画像は透過画像である。

効率測定基準について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、１つ又は複数の較正画像を複数の第１の画像及び複数の第２の画像と比較することを含む。

１つ又は複数の第１の測定基準は、変調伝達関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＭＴＦ））測定基準を含む。ＭＴＦ測定基準について、複数の第１の画像の捕捉及び複数の第２の画像の捕捉の前に、第１の光エンジン３０１から第２の検出器３１６に向かって較正光線を方向付ける。光学装置１００から第２の検出器３１６の位置がずらされる間に、第２の検出器３１６は、較正光線の１つ又は複数の較正画像を捕捉する。第２の検出器３１６は、図４Ａの破線で（ｉｎ ｇｈｏｓｔ）示される較正位置にあり、第１の光エンジン３１０と位置合わせされうるが、その一方で、光学装置１００は、第２の検出器３１６及び第１の光エンジン３１０の視野から外れるように、第２の検出器３１６から離れて位置決めされうる（図４Ａの光学装置１００について破線で示すように）。次に、第２の検出器３１６は、第１の検出器３１２と位置合わせされるように位置決めされうる。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第２の画像は、第１の画像を捕捉する前に捕捉される。ＭＴＦ測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、第１の検出器３１２又は第２の検出器３１６にアウトカップリングされる（例えば、投射される（反射又は透過されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。

ＭＴＦ測定基準について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、１つ又は複数の較正画像の１つ又は複数の部分の外側エッジを、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の同一の１つ又は複数の部分の同一の外側エッジと比較することを含む。

複数の第１の測定基準は、アイボックス測定基準を含む。アイボックス測定基準について、複数の第１の画像の捕捉中又は複数の第２の画像の捕捉中に、第１の検出器３１２又は第２の検出器３１６は、光学装置１００の出力カプラ１２２に沿った複数の場所にわたって走査するように移動される。複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、出力カプラ１２２の異なるフィールドエリアに対応する異なる画像を比較することを含む。アイボックス測定基準について、入力カプラ１２１にインカップリングされた第１の光線Ｂ１は、インカップリングされた第１の光線Ｂ１が第１の検出器３１２又は第２の検出器３１６にアウトカップリングされる（例えば、投射される（反射又は透過されるなど））まで、ＴＩＲを受ける。

複数の第１の測定基準は、ゴースト像測定基準を含む。ゴースト像測定基準について、複数の第１の画像の捕捉及び複数の第２の画像の捕捉の前に、第１の光エンジン３１０から第２の検出器３１６に向かって、較正光線が方向付けられる。光学装置１００から第２の検出器３１６の位置がずらされる間に、第２の検出器３１６は、較正光線の１つ又は複数の較正画像を捕捉する。第２の検出器３１６は、図４Ａの破線で示される較正位置にあり、第１の光エンジン３１０と位置合わせされうるが、その一方で、光学装置１００は、第２の検出器３１６及び第１の光エンジン３１０の視野から外れるように、第２の検出器３１６から離れて位置決めされうる（図４Ａの光学装置１００について破線で示すように）。次に、第２の検出器３１６は、第１の検出器３１２と位置合わせされるように位置決めされうる。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第２の画像は、第１の画像を捕捉する前に捕捉される。

ゴースト像測定基準について、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の処理は、１つ又は複数の較正画像と、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上との間のオフセットを決定するために、１つ又は複数の較正画像を、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上と比較することを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、オフセットは、１つ又は複数の較正画像における光パターン設計（レチクルなど）と、第１の画像又は第２の画像における光パターン設計（レチクルなど）との間のオフセットである。

図４Ｂは、１つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステム２０２の構成４００Ｂの概略図である。構成４００Ｂは、第１の光エンジン３１０、第１の検出器３１２、及び第２の検出器３１６を含む。第１の光エンジン３１０は、第１の光源４０２、第１の投射構造４０４、及び第１のレンズ４０６を含む。構成４００Ｂの第１の光エンジン３１０は、第１の投射構造４０４によって放射された第１の光線をステージ経路２１１に向かって９０度回転させるように構成された１つ又は複数の２次元ガルバノミラー４０８（２次元ガルバノミラーのアレイなど）を含む。図４Ｂに示す実施態様では、第１の投射構造４０４及び第１のレンズ４０６は、ステージ経路２１１に対して直角に配向される。

第１の検出器３１２は、第２のレンズ４１０及び第１のカメラ４１２を含む。第２の検出器３１６は、第３のレンズ４１４及び第２のカメラ４１６を含む。第１の光エンジン３１０は、１つ又は複数の２次元ガルバノミラー４０８を用いて、ステージ経路２１１に向かって、かつ光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって、第１の光線Ｂ１を９０度回転させる。

図４Ｂに示す実施態様では、第１のレンズ４０６は、第１の照射器からステージ経路２１１への光路に沿って、第１の照射器４０１とステージ経路２１１との間に位置決めされる。１つ又は複数の２次元ガルバノミラー４０８は、光路に沿って第１のレンズ４０６とステージ経路２１１との間に位置決めされる。光路は、９０度の回転を含む。

図４Ｃは、１つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステム２０２の構成４００Ｃの概略図である。構成４００Ｃは、図４Ａに示す構成４００Ａに類似しており、その態様、特徴、構成要素、及び／又は特性のうちの１つ以上を含む。

構成４００Ｃは、位置合わせモジュール４９４を含む。位置合わせモジュール４９４は、第１の投射構造４０４と第１のレンズ４０６を位置合わせするために、第１の光エンジン３１０に関連して示されている。位置合わせモジュール４９４は、レーザ源４９５、ビームスプリッタ４９６、及び位置合わせ検出器４９７を含む。位置合わせモジュール４９４は、プレート４９９に形成されたピンホール４９８を含む。位置合わせ検出器４９７は、カメラを含みうる。位置合わせモジュール４９４は、位置合わせ検出器３０８に加えて使用することができる。

位置合わせモジュール４９４は、位置合わせ工程を行うために使用される。位置合わせ工程では、第１の光源４０２、第１の投射構造４０４及び第１のレンズ４０６は、光学装置１００の入力カプラ１２１から位置をずらして移動される。位置合わせモジュール４９４は、レーザ源４９５を用いて、ピンホール４９８を通り光学装置１００に向かって第１のレーザ光Ｌ１を方向付ける。位置合わせ検出器４９７を用いて、第１の反射レーザ光ＲＬ１の光強度が決定される。第１の反射レーザ光ＲＬ１は、光学装置１００から反射するその第１のレーザ光Ｌ１である。第１の反射レーザ光ＲＬ１は、ビームスプリッタ４９６を用いて、位置合わせ検出器４９７に方向付けられる。レーザ源４９５のチルト及びピッチは、光強度を増加した光強度まで増加するように調整される。位置合わせ検出器４９７によって受け取られた第１の反射レーザ光ＲＬ１の第１の位置は、増加した光強度で決定される。第１の位置は、位置合わせ検出器４９７が第１の反射レーザ光ＲＬ１を捕捉する画像内における第１の反射レーザ光ＲＬ１の位置である。

位置合わせ工程では、第１のレンズ４０６は、光学装置１００の入力カプラ１２１と位置合わせされるように移動され（図４Ｃに破線で示すように）、第２のレーザ光は、ピンホール４９８を通って第１のレンズ４０６に向かって方向付けられる。位置合わせ検出器によって受け取られた第２の反射レーザ光の第２の位置が第１の反射レーザ光ＲＬ１の第１の位置に一致するまで、第１のレンズ４０６のチルト及びピッチが調整される。第２の反射レーザ光は、第１のレンズ４０６から反射してビームスプリッタ４９６に向かって戻る第２のレーザ光である。

位置合わせ工程において、第１の投射構造４０４は、光学装置１００の入力カプラ１２１と位置合わせされるように移動され（図４Ｃに破線で示すように）、第３のレーザ光は、ピンホール４９８を通って第１の投射構造４０４に向かって方向付けられる。位置合わせ検出器によって受け取られた第３の反射レーザ光の第３の位置が、第１の反射レーザ光ＲＬ１の第１の位置に一致するまで、第１の投射構造４０４のチルト及びピッチが調整される。第３の反射レーザ光は、第１の投射構造４０４から反射してビームスプリッタ４９６に向かって戻る第３のレーザ光である。

次いで、位置合わせモジュール４９４は、光学装置１００の入力カプラ１２１から位置がずれて移動され、第１の光源４０２は、光学装置１００の入力カプラ１２１と位置合わせして移動されうる。レンズ、投射構造、及びカメラは、光学装置１００の測定基準の正確な決定などの正確な工程を容易にするために、位置合わせモジュール４９４及び位置合わせ工程を使用して、位置合わせされうる。位置合わせ工程について説明した工程は、以下に説明する方法１０００、１１００、１２００と組み合わせることができる。

図４Ｄは、１つの実施態様による、図２及び図３Ａに示した第１のサブシステム２０２の構成４００Ｄの概略図である。構成４００Ｄは、第１の光エンジン３１０、第１の検出器３１２、及び第２の検出器３１６を含む。第１の光エンジン３１０は、第１の光源４０２、第１の投射構造４０４、第１の照射器４０１の間に位置決めされた第１のレンズ４０６ａ、及び第１のレンズ４０６ａとステージ経路２１１との間に位置決めされたレンズ４０６ｂを含む。第１の光エンジン３１０は、レンズ４０６ｂと第１のレンズ４０６ａとの間に位置決めされた調整可能な開孔４０７を含む。調整可能な開孔４０７は、プレート４１５に形成することができる。調整可能な開孔４０７は、調整可能な開孔４０７を上下に動かすこと（プレート４１５を動かすことなど）及び／又は調整可能な開孔４０７を開閉することによって、調整することができる。

第１の光エンジン３１０は、レンズ４０６ｂとステージ経路２１１との間に位置決めされた、図４Ａに示す１つ又は複数のデバイス４１３を含みうる。第１の検出器３１２は、第２のレンズ４１０及び第１のカメラ４１２を含む。第２の検出器３１６は、第３のレンズ４１４及び第２のカメラ４１６を含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第１のレンズ４０６、第１のレンズ４０６ａ、レンズ４０６ｂ、第２のレンズ４１０及び／又は第３のレンズ４１４の各々が、同一の曲率半径を有する同一の凸レンズ構造で形成されている。第１のレンズ４０６、第１のレンズ４０６ａ、レンズ４０６ｂ、第２のレンズ４１０及び／又は第３のレンズ４１４の各々が、同一のレンズ構造を有している。レンズについて同一のレンズ構造を使用することで、光の反射及び／又は透過の収差などの光学的な収差の補償が容易になる。

図４Ｅは、１つの実施態様による、図２及び図３Ｂに示した第２のサブシステム２０４の構成４００Ｅを示す概略図である。構成４００Ｅは、第２の光エンジン３６０及びフェース照射検出器３１８を含む。第２の光エンジン３６０は、第２の照射器４６１、及び第２の照射器４６１とステージ経路２１１との間に位置決めされた第４のレンズ４６６を含む。第２の照射器４６１は、第２の光源４６２及び第２の投射構造４６４を含む。第２の投射構造４６４及び第４のレンズ４６６は、ステージ経路２１１と平行に配向される。

第２の投射構造４６４は、ディスプレイ及び／又はレチクルのうちの１つ以上を含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第２の投射構造４６４は、マイクロディスプレイ、空間光変調器（ＳＬＭ）、及び／又はレチクルのうちの１つ以上を含む。他の例と組み合わせることができる１つの例では、ＳＬＭは、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）及び／又は液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）エミッタのうちの１つ以上を含む。

フェース照射検出器（ｆａｃｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）３１８は、第３のカメラ４２６、第３のカメラ４２６とステージ経路２１１との間に位置決めされた第５のレンズ４２４、第５のレンズ４２４とステージ経路２１１との間に位置決めされたアイボックスブロッカ４２０を含む。アイボックスブロッカ４２０は、フェースレベル（ｆａｃｅ ｌｅｖｅｌ）４２２に隣接している。

光学装置１００は、入力カプラ１２１を第２の光エンジン３６０に位置合わせし、出力カプラ１２２をフェース照射検出器３１８に位置合わせるように位置決めされる。第２の光線Ｂ２は、第２の光エンジン３６０から、光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって方向付けられる。フェース照射検出器３１８は、光学装置１００の出力カプラ１２２から投射される第３の投射光線ＢＰ３の複数の第３の画像（図４Ａに関連して説明した第１の画像及び第２の画像に加えて）を捕捉する。

複数の第３の画像は、光学装置１００の出力カプラ１２２から投射され、フェース照射検出器３１８のアイボックスブロッカ４２０を通過する第３の投射光線ＢＰ３を含む。複数の第３の画像は、光学装置の１つ又は複数の第２の測定基準を決定するために（コントローラ２０８を使用することなどにより）処理される。１つ又は複数の第２の測定基準は、表示漏れ測定基準を含む。

図４Ｆは、１つの実施態様による、図２及び図３Ｃに示した第３のサブシステム２０６の構成４００Ｆの概略図である。第３のサブシステム２０６は、ステージ経路２１１の上方に取り付けられ、かつステージ経路２１１に向かって上部光線を方向付けるように構成された第１の光エンジン３１０と、ステージ経路２１１の下方に取り付けられ、かつステージ経路２１１に向かって下部光線を方向付けるように構成された第２の光エンジン３２２とを含む。

構成４００Ｆは、ステージ経路２１１の上方に取り付けられ、かつステージ経路２１１から投射される投射光線を受け取るように構成された検出器３２０を含む。投射された光線は、光学装置１００から投射される。第１の光エンジン３１０は、第１の照射器４０１及び第１のレンズ４０６を含む。検出器３２０は、第２のレンズ４１０及び第１のカメラ４１２を含む。第２の光エンジン３２２は、デバイス及び第３のレンズを含む。

第２の光エンジン３２２は、第２の照射器４７１、及び第２の照射器４７１とステージ経路２１１との間に位置決めされた第２のレンズ４７６を含む。第２の照射器４７１は、第２の光源４７２及び第２の投射構造４７４を含む。第２の投射構造４７４は、ディスプレイ又はレチクルである。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、構成４００Ｆを用いて、光学装置１００の出力カップリング格子を、第２の光エンジン３２２によって放射された下部光線で照射することにより、光学装置１００のシースルー透過率測定基準が取得される。

図４Ｆに示すように、光学装置１００の入力カプラ１２１は、第１の光エンジン３１０と位置合わせされ、出力カプラ１２２は、第２の光エンジン３２２と位置合わせされる。検出器３２０は、第２の光エンジン３２２と（例えば、垂直方向に）位置合わせされ、第１の光エンジン３１０から位置がずれる。第２の光エンジン３２２は、第１の光線ＬＢ１を出力カプラ１２２に向かって方向付ける。上部光線ＬＢ２は、第１の光エンジン３１０から光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって方向付けられうる。検出器３２０を用いて、出力カプラ１２２を透過して第１の投射光線ＰＢ１として出力カプラ１２２から投射される第１の光線ＬＢ１の複数の第１の画像が、捕捉される。第２の光エンジン３２２から光学装置１００の位置をずらし（光学装置１００については図４Ｆに破線で示す）、光学装置１００を第２の光エンジン３２２及び検出器３２０の視野の外に位置決めするために、光学装置１００は、第２の光エンジン３２２から離して位置決めされる。第２の光線は、第２の光エンジン３２２から、検出器３２０に向かって方向付けられる。検出器は、導波管結合器から投射される第２の光線の複数の第２の画像を第２の投射光線として捕捉する。第１の画像と第２の画像は、全視野画像（ｆｕｌｌ－ｆｉｅｌｄ ｉｍａｇｅ）である。第１の光線と第２の光線は、光エンジンから赤色スペクトル、緑色スペクトル、青色スペクトルで（例えば、順次）放射される。複数の第１の画像及び複数の第２の画像は、それぞれ、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルの第１の光線及び第２の光線を捕捉する。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第２の画像は第１の画像より前に捕捉される。

第２の画像は、光学装置１００のシースルー透過率測定基準を決定するために、第１の画像と比較される（例えば、コントローラ２０８を使用することによって）。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、比較することは、複数の第２の画像の第２の光強度を複数の第１の画像の第１の光強度と比較することを含む。

図４Ｇは、１つの実施態様による、図２及び図３Ｃに示した第３のサブシステム２０６の構成４００Ｇの概略図である。構成４００Ｇは、検出器３２０及び第１の光エンジン３１０を含む。構成４００Ｇは、ステージ経路２１１の下方に位置決めされた、パターニングされた基板４９０を含む。パターニングされた基板４９０は、その上に形成されたパターン設計を含む。第１の光エンジン３１０、パターニングされた基板４９０、及び検出器３２０の各々が、第３のサブシステム２０６の第３の本体２０１Ｃ内に位置決めされる。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、パターニングされた基板４９０は、パターン設計を形成する複数の凸部４９３及び／又は複数の凹部４８９（図４Ｇに破線で示す）のうちの１つ以上を含む。

図４Ｇに示す位置合わせされた位置では、パターニングされた基板４９０は、少なくとも部分的に検出器３２０の下方に位置合わせされ、パターニングされた基板４９０は、第１の光エンジン３１０から少なくとも部分的に位置がずれている。検出器３２０の下方の光学装置１００は、光学装置１００を検出器３２０との位置合わせし、光学装置１００は、パターニングされた基板４９０から距離Ｄ１を置いてパターニングされた基板４９０の上方に位置決めされる。

パターニングされた基板４９０は、光学装置１００に向かって下部光線４９１を方向付ける。下部光線４９１は、パターニングされた基板４９０の上面から光学装置１００に向かって反射される。下部光線４９１は、光学装置１００を透過し、検出器３２０を用いて捕捉される。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、パターニングされた基板４９０は、下部光線４９１として周囲光を反射する。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、パターニングされた基板４９０は、第２の光エンジン３２２のような光エンジンからの光を反射する。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、構成４００Ｇは、パターニングされた基板４９０に向かって光線を方向付けるように構成された第２の光エンジン３２２を含み、パターニングされた基板４９０は、第２の光エンジン３２２からの光線を下部光線４９１として反射させる。第１の光エンジン３１０は、第１の光源４０２、第１の投射構造４０４、及び第１のレンズ４０６を含む。検出器３２０は、第２のレンズ４１０及び第１のカメラ４１２を含む。

パターニングされた基板４９０が検出器３２０と部分的に位置合わせされ、検出器３２０から部分的に位置がずれている（図４Ｇに示す）間に、検出器３２０は、光学装置１００の出力カプラ１２２から投射される投射光線４９２の複数の第１の画像を捕捉する。複数の第１の画像は、投射光線４９２の赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する。複数の第１の画像は、光学装置１００の１つ又は複数のシースルー測定基準を決定するために（例えば、コントローラ２０８によって）処理される。

１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルーフレア測定基準を含む。シースルーフレア測定基準について、光学装置１００の入力カプラ１２１を第１の光エンジン３１０と位置合わせするために、光学装置１００は、第１の光エンジン３１０の下方に位置決めされる。第１の光線ＬＢ３は、第１の光エンジン３１０から、光学装置１００の入力カプラ１２１に向かって方向付けられる。このような実施形態では、投射光線４９２は、第１の光エンジン３１０からの第１の光線ＬＢ３と、パターニングされた基板４９０から反射された下部光線４９１とを含む。第１の光線ＬＢ３は、パターニングされた基板４９０のパターン設計とは異なる光パターン設計で第１の光エンジン３１０から放射される。

１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルー歪み測定基準及び／又はシースルー透過率測定基準のうちの１つ以上を含む。シースルー歪み測定基準及び／又はシースルー透過率測定基準について、投射光線４９２は、パターニングされた基板４９０から反射した光線４９１を含む。検出器３２０及びパターニングされた基板４９０から光学装置１００の位置をずらし（図４Ｇの光学装置１００について破線で示す）、光学装置１００をパターニングされた基板４９０及び検出器３２０の視野から外れるよう位置決めするために、光学装置１００は、検出器３２０から離して位置決めされる。検出器３２０は、パターニングされた基板４９０から検出器３２０に向かって反射する反射光線の複数の第２の画像を捕捉する。複数の第２の画像は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルの反射光線を捕捉する。複数の第１の画像の処理は、シースルー歪み測定基準及び／又はシースルー透過率測定基準を決定するために、複数の第２の画像を複数の第１の画像と比較することを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第２の画像は、第１の画像を捕捉する前に捕捉される。

１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルーゴースト像測定基準を含む。シースルーゴースト像測定基準について、検出器３２０及びパターニングされた基板４９０から光学装置１００の位置をずらすために、光学装置１００は、検出器３２０から離して位置決めされる。検出器３２０は、検出器３２０を用いてパターニングされた基板４９０から反射する反射光線の複数の第２の画像を捕捉する。複数の第２の画像は、赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルの反射光線を捕捉する。複数の第１の画像の処理は、複数の第２の画像と複数の第１の画像との間のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）を決定することを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、オフセットは、第１の画像におけるパターン設計（レチクルなど）と、第２の画像におけるパターン設計（レチクルなど）との間のオフセットである。

図５は、１つの実施態様による画像５００の概略図である。画像５００は、暗部５０１と明部５０２とを有する光パターン設計（レチクルなど）を含む。画像５００は、コントラスト測定基準及び／又は角度均一性測定基準を決定するために使用することができる。

角度均一性測定基準について、処理は、光パターン設計の１つ又は複数の第１の部分５０２ａを、画像５００内の光パターン設計の１つ又は複数の第２の部分５０２ｂ、５０２ｃと比較することを含む。第１及び第２の部分５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃは、明部５０２に対応する。処理は、１つ又は複数の第１部分５０２ａの光強度を、１つ又は複数の第２部分５０２ｂ、５０２ｃの光強度と比較することを含む。部分５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃは、画像５００の中心に対して異なる半径で配置される。

コントラスト測定基準について、処理は、画像５００内の光パターン設計の１つ又は複数の明部５０２ａの光強度を、画像５００内の光パターン設計の１つ又は複数の暗部５０１ａの光強度と比較することを含む。明部５０２ａは光強度Ｉ１を有し、暗部５０１ａは光強度Ｉ２を有している。コントラスト測定基準は、以下の式１により「Ｃ」として決定され表されうる。

図６Ａ～図６Ｃは、１つの実施形態による画像６１０、６２０、６３０の概略図である。図６Ａは赤色画像６１０を示し、図６Ｂは緑色画像６２０を示し、図６Ｃは青色画像６３０を示す。画像６１０、６２０、６３０は、色の均一性測定基準を決定するために使用される。処理は、各それぞれの画像６１０、６２０、６３０において同じフィールドエリアを用いて画像６１０、６２０、６３０を比較することを含む。同一フィールドエリアは、各画像６１０，６２０，６３０の同じ位置に１つ又は複数の明部６０２ａ～６０２ｃ，６０３ａ～６０３ｃを含む。色均一性測定基準は、各画像６１０、６２０、６３０における１つ又は複数の明部６０２ａ～６０２ｃ、６０３ａ～６０３ｃの光強度の比率を表すことができる。

図７Ａ～７Ｃは、１つの実施態様による画像７１０、７２０、７３０の概略図である。図７Ａは較正画像７１０を示し、図７Ｂは第１の画像（例えば反射画像）を示し、図７Ｃは第２の画像（例えば透過画像）を示す。画像７１０、７２０、７３０は、効率測定基準を決定するために使用されうる。

処理は、各それぞれの画像７１０、７２０、７３０において同じフィールドエリアを用いて、較正画像７１０を、第１の画像７２０及び第２の画像７３０と比較することを含む。同じフィールドエリアは、各画像７１０、７２０、７３０の同じ位置に１つ又は複数の明部７０２ａ～７０２ｃを含む。処理は、画像７１０、７２０、７３０における１つ又は複数の明部７０２ａ～７０２ｃの光強度を比較することを含む。較正画像７１０は、明部７０２ａの光強度ＩＣ１を含み、第１の画像７２０は、明部７０２ｂの光強度ＩＲ１を含み、第２の画像７３０は、明部７０２ｃの光強度ＩＴ１を含む。

効率測定基準は、以下の式２で「Ｅ」として決定され表されうる。

図８は、１つの実施態様による画像８００の概略図である。画像８００は、暗部と明部とを有する光パターン設計（レチクルなど）を含む。画像８００は、ＭＴＦ測定基準を決定するために使用されうる。処理は、１つ又は複数の較正画像のエッジエリア８３２を、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上の画像の同じ１つ又は複数の部分の同じエッジエリア（例えば、画像内の同じ位置）と比較することを含む。エッジ領域８３２は、１つ又は複数の部分（明部など）の外側エッジ８３１を少なくとも部分的に包含している。

図９Ａ～９Ｃは、１つの実施態様による画像９１０、９２０、９３０の概略図である。画像９１０、９２０、９３０の各々は、第１の光エンジン３１０、第１の光エンジン３７０、第２の光エンジン３６０、第１の光エンジン３７０、第２の光エンジン３８０、第２の光エンジン３２２、及び／又はパターニングされた基板４９０によって方向付けられる光に使用できる光パターン設計を示す。画像９１０、９２０、９３０の各々は、ゴースト像測定基準及び／又は他の測定基準（他の第１の測定基準など）を決定するために使用することができる。画像９１０、９２０、９３０の各々は、複数の暗部９０１ａ～９０１ｃと複数の明部９０２ａ～９０２ｃを含む。

図１０は、１つの実施態様による、光学装置を分析する方法１０００の概略ブロック図である。

方法１０００の工程１００２は、光学装置を第１のサブシステムの第１の検出器及び第２の検出器と位置合わせするために、光学装置を第１のサブシステム内に位置決めすることを含む。

工程１００４は、第１のサブシステムの第１の光エンジンから光学装置に向かって第１の光線を方向付けることを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、方向付けることは、第１の光線を、ステージ経路に向かって９０度回転させることを含む。

工程１００６は、第１のサブシステムの第１の検出器を使用して、光学装置から投射される第１の投射光線の複数の第１の画像を捕捉することを含む。

工程１００８は、第１のサブシステムの第２の検出器を使用して、光学装置から投射される第２の投射光線の複数の第２の画像を捕捉することを含む。

工程１０１０は、光学装置の複数の第１の測定基準を決定するために、複数の第１の画像又は複数の第２の画像のうちの１つ以上を処理することを含む。第１の測定基準は、角度均一性測定基準、コントラスト測定基準、効率測定基準、色均一性測定基準、変調伝達関数（ＭＴＦ）測定基準、視野（ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ（ＦＯＶ））測定基準、ゴースト像測定基準、及び／又はアイボックス測定基準を含む。

工程１０１２は、光学装置を第２のサブシステムのフェース照射検出器と位置合わせするために、第２のサブシステム内で光学装置を位置決めすることを含む。

工程１０１４は、第２のサブシステムの第２の光エンジンから、光学装置に向かって第２の光線を方向付けることを含む。

工程１０１６は、第２のサブシステムのフェース照射検出器を使用して、光学装置から投射される第３の投射光線の複数の第３の画像を捕捉することを含む。

工程１０１８は、光学装置の１つ又は複数の第２の測定基準を決定するために、複数の第３の画像を処理することを含む。１つ又は複数の第２の測定基準は、表示漏れ測定基準を含む。

図１１は、１つの実施態様による、光学装置を分析する方法１１００の概略ブロック図である。

方法１１００の工程１１０２は、光学装置を光エンジンと位置合わせするために、光学装置を光エンジンの上方に位置決めすることを含む。

工程１１０４は、光エンジンから、光学装置に向かって第１の光線を方向付けることを含む。

工程１１０６は、検出器を使用して、第１の投射光線として光学装置から投射される第１の光線の複数の第１の画像を捕捉することを含む。

工程１１０８は、光エンジンから光学装置の位置をずらすために、光学装置を光エンジンから離して位置決めすることを含む。

工程１１１０は、光エンジンから検出器に向かって第２の光線を方向付けることを含む。

工程１１１２は、第２の光線の複数の第２の画像を捕捉することを含む。

工程１１１４は、光学装置のシースルー透過率測定基準を決定するために、複数の第２の画像を複数の第１の画像と比較することを含む。

図１２は、１つの実施態様による、光学装置を分析する方法１２００の概略ブロック図である。

方法１２００の工程１２０２は、光学装置を検出器と位置合わせするために、光学装置を検出器の下方に位置決めすることを含む。

工程１２０４は、パターニングされた基板から距離を置いて、パターニングされた基板の上方に光学装置を位置付けることを含む。パターニングされた基板は、その上に形成されたパターン設計を含む。

工程１２０６は、パターニングされた基板が検出器と少なくとも部分的に位置合わせされる間に、検出器を使用して、光学装置から投射される投射光線の複数の第１の画像を捕捉することを含む。

工程１２０８は、光学装置の１つ又は複数のシースルー測定基準を決定するために、複数の第１の画像を処理することを含む。１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルー透過率測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルーフレア（ｆｌａｒｅ）測定基準、及び／又はシースルーゴースト像のうちの測定基準１つ以上を含む。

本開示の利点は、単一のステージ経路２１１を使用して、単一のシステム上の複数の光学装置（導波管結合器など）のいくつかの計測の測定基準（表示漏れ測定基準、１つ又は複数のシースルー測定基準、及び１つ又は複数の他の計測の測定基準など）を決定するために、単一の光学装置計測システム２００を使用することを含む。他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、単一のステージ経路２１１を使用する単一のシステムは、表示漏れ測定基準、角度均一性測定基準、コントラスト測定基準、効率測定基準、色均一性測定基準、変調伝達関数（ＭＴＦ）測定基準、視野（ＦＯＶ）測定基準、ゴースト像測定基準、アイボックス測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルーフレア測定基準、シースルーゴースト像測定基準、及びシースルー透過率測定基準を決定するために、使用することができる。また、スループットの増加、遅延やコストの削減、効率性の向上などの利点も含まれる。スループットは、光学装置計測システムの各サブシステムに接続された供給システムの利用を介して増加する。

本明細書に開示された１つ又は複数の態様を組み合わせてよいことが企図される。例として、光学装置計測システム２００、第１のサブシステム２０２、第２のサブシステム２０４、第３のサブシステム２０６、構成４００Ａ、構成４００Ｂ、構成４００Ｃ、構成４００Ｄ、構成４００Ｅ、構成４００Ｆ、構成４００Ｇ、画像５００、画像６１０～６３０、画像７１０～７３０、画像８００、画像９１０～９３０、方法１０００、方法１１００、及び／又は方法１２００の１つ又は複数の態様、特徴、構成要素、及び／又は特性を組み合わせてもよい。例として、光学装置計測システム２００、サブシステム２０２、２０４、２０６、及び／又は構成４００Ａ～４００Ｇに関連して説明した工程のうちの１つ以上を、方法１０００、方法１１００、及び／又は方法１２００に関連して説明した工程のうちの１つ以上に結合することができる。更に、本明細書に開示された１つ又は複数の態様が前述の利点のいくつか又は全てを含みうることが企図される。

上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (20)

1. ステージ経路に沿ってトレイを移動させるように構成されたステージと、
   前記ステージ経路の上方に取り付けられ、かつ前記ステージ経路に向かって光線を方向付けるように構成された光エンジンと、
   前記ステージ経路の下方に位置決めされた、パターニングされた基板であって、その上に形成されたパターン設計を含むパターニングされた基板と、
   前記ステージ経路の上方に取り付けられ、かつ前記ステージ経路から投射された投射光線を受け取るように構成された検出器と、
   前記ステージ、前記光エンジン、及び前記検出器と通信するコントローラであって、前記コントローラは、実行されると、
   前記ステージに、光学装置を前記検出器と位置合わせするために、前記検出器の下方に前記光学装置を位置決めさせることと、
   前記ステージに、前記パターニングされた基板から距離を置いて、前記パターニングされた基板の上方に前記光学装置を位置決めさせることと、
   前記検出器に、前記パターニングされた基板が前記検出器と少なくとも部分的に位置合わせされている間に、前記光学装置から投射される投射光線の複数の第１の画像を捕捉させることであって、前記複数の第１の画像は、前記投射光線の赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する、投射光線の複数の第１の画像を捕捉させることと、
   前記光学装置の複数のシースルー測定基準を決定するために、前記複数の第１の画像を処理させることであって、前記複数のシースルー測定基準は、シースルーフレア測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルー透過率測定基準、及びシースルーゴースト像測定基準を含む、前記複数の第１の画像を処理させることと
   を行う命令を含む、コントローラと
   を備える、光学装置計測システム。
2. 前記命令は、実行されると、
   前記ステージに、前記光学装置を前記光エンジンと位置合わせするために、前記光学装置を前記光エンジンの下方に位置決めさせることと、
   前記光エンジンに、前記光エンジンから前記光学装置に向かって第１の光線を方向付けさせることであって、前記投射光線は、前記光エンジンからの前記第１の光線、及び前記パターニングされた基板から反射した第２の光線を含む、第１の光線を方向付けさせることと
   を更に行う、請求項１に記載の光学装置計測システム。
3. 第１の投射光線は、前記パターニングされた基板から反射した第１の光線を含み、前記命令は、実行されると、
   前記ステージに、前記検出器及び前記パターニングされた基板から前記光学装置の位置をずらすために、前記光学装置を前記検出器から離して位置決めさせることと、
   前記検出器に、前記パターニングされた基板が前記検出器と少なくとも部分的に位置合わせされている間に、前記パターニングされた基板から反射する反射光線の複数の第２の画像を捕捉させることであって、前記複数の第２の画像は、前記赤色スペクトル、前記緑色スペクトル、及び前記青色スペクトルを捕捉する、複数の第２の画像を捕捉させることと
   を更に行う、請求項１に記載の光学装置計測システム。
4. 前記複数の第１の画像を処理することは、前記複数の第２の画像を前記複数の第１の画像と比較することを含む、請求項３に記載の光学装置計測システム。
5. 前記複数の第１の画像を処理することは、前記複数の第２の画像と前記複数の第１の画像との間のオフセットを決定することを含む、請求項４に記載の光学装置計測システム。
6. ステージ経路に沿ってトレイを移動させるように構成されたステージと、
   前記ステージ経路の上方に取り付けられ、かつ前記ステージ経路に向かって光線を方向付けるように構成された光エンジンと、
   前記ステージ経路の下方に位置決めされた、パターニングされた基板であって、その上に形成されたパターン設計を含むパターニングされた基板と、
   前記ステージ経路の上方に取り付けられ、かつ前記ステージ経路から投射された投射光線を受け取るように構成された検出器と
   を備える、光学装置計測システム。
7. 第１の開口部及び第２の開口部を有する本体を更に備え、前記ステージが前記第１の開口部及び前記第２の開口部を通って移動可能となる、請求項６に記載の光学装置計測システム。
8. 前記光エンジン、前記パターニングされた基板、及び前記検出器の各々が、前記本体の内部に位置決めされる、請求項７に記載の光学装置計測システム。
9. 前記光エンジンは、照射器、及び前記照射器と前記ステージ経路との間に位置決めされた第１のレンズを備え、前記照射器は、光源及び投射構造を備える、請求項８に記載の光学装置計測システム。
10. 前記投射構造は、マイクロディスプレイ、空間光変調器（ＳＬＭ）、又はレチクルのうちの１つ以上を備える、請求項９に記載の光学装置計測システム。
11. 前記検出器は、カメラ、及び前記カメラと前記ステージ経路との間に位置決めされた第２のレンズを備える、請求項１０に記載の光学装置計測システム。
12. 前記パターニングされた基板は、少なくとも部分的に前記検出器の下方に位置合わせされ、前記パターニングされた基板は、少なくとも部分的に前記光エンジンから位置がずらされる、請求項１１に記載の光学装置計測システム。
13. 前記光エンジン及び前記検出器と通信するコントローラを更に備え、前記コントローラは、実行されると、シースルー透過率測定基準、シースルー歪み測定基準、シースルーフレア測定基準、又はシースルーゴースト像測定基準のうちの１つ以上を決定する命令を含む、請求項６に記載の光学装置計測システム。
14. 光学装置を検出器と位置合わせするために、前記光学装置を前記検出器の下方に位置決めすることと、
    パターニングされた基板から距離を置いて、前記パターニングされた基板の上方に前記光学装置を位置決めすることであって、前記パターニングされた基板は、その上に形成されたパターン設計を含む、前記光学装置を位置決めすることと、
    前記パターニングされた基板が前記検出器と少なくとも部分的に位置合わせされている間に、検出器を使用して、前記光学装置から投射される投射光線の複数の第１の画像を捕捉することであって、前記複数の第１の画像は、前記投射光線の赤色スペクトル、緑色スペクトル、及び青色スペクトルを捕捉する、投射光線の複数の第１の画像を捕捉することと、
    前記光学装置の１つ又は複数のシースルー測定基準を決定するために、前記複数の第１の画像を処理することと
    を含む、光学装置を分析する方法。
15. 前記パターニングされた基板は、前記パターン設計を形成する複数の凸部又は複数の凹部のうちの１つ以上を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルーフレア測定基準を含み、前記方法は、
    前記光学装置を光エンジンと位置合わせするために、前記光学装置を前記光エンジンの下方に位置決めすることと、
    前記光エンジンから前記光学装置に向かって第１の光線を方向付けることであって、前記投射光線は、前記光エンジンからの前記第１の光線、及び前記パターニングされた基板から反射した第２の光線を含む、第１の光線を方向付けることと
    を更に含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記第１の光線は、前記パターニングされた基板の前記パターン設計とは異なる光パターン設計で放射される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記１つ以上のシースルー測定基準は、シースルー歪み測定基準又はシースルー透過率測定基準のうちの１つ以上を含み、第１の投射光線は、前記パターニングされた基板から反射した第１の光線を含み、前記方法は、
    前記検出器及び前記パターニングされた基板から前記光学装置の位置をずらすために、前記光学装置を前記検出器から離して位置決めすることと、
    前記検出器を用いて、前記パターニングされた基板から反射する反射光線の複数の第２の画像を捕捉することであって、前記パターニングされた基板は、前記検出器と少なくとも部分的に位置合わせされ、前記複数の第２の画像は、前記赤色スペクトル、前記緑色スペクトル、及び前記青色スペクトルの前記反射光線を捕捉する、複数の第２の画像を捕捉することと
    を更に含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記複数の第１の画像を処理することは、前記複数の第２の画像を前記複数の第１の画像と比較することを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記１つ又は複数のシースルー測定基準は、シースルーゴースト像測定基準を含み、前記方法は、
    前記検出器及び前記パターニングされた基板から前記光学装置の位置をずらすために、前記光学装置を前記検出器から離して位置決めすることと、
    前記検出器を用いて、前記パターニングされた基板から反射する反射光線の複数の第２の画像を捕捉することであって、前記パターニングされた基板は、前記検出器と少なくとも部分的に位置合わせされ、前記複数の第２の画像は、前記赤色スペクトル、前記緑色スペクトル、及び前記青色スペクトルの前記反射光線を捕捉し、前記複数の第１の画像を処理することは、前記複数の第２の画像と前記複数の第１の画像との間のオフセットを決定することを含む、複数の第２の画像を捕捉することと
    を更に含む、請求項１４に記載の方法。

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