【手続補正書】
【提出日】平成27年9月11日(2015.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系が形成した物体の光学像を光電変換することによって得られた第１の像と、前記被検光学系に収差を与えた場合に得られると推定される第２の像と、の差分の二乗和で表される評価関数が許容値以下であるときの前記収差を第１の収差とし、該第１の収差を前記被検光学系の収差として推定する収差推定方法であって、
前記評価関数が前記許容値以下でないときの前記収差を第２の収差とし、該第２の収差と前記評価関数の前記第１の収差による一次微分との和によって前記第１の収差を更新するステップを有し、
前記更新するステップでは、前記差分をフーリエ変換することによって前記一次微分を算出することを特徴とする収差推定方法。
【請求項２】
前記第１の収差は、前記被検光学系の瞳面全体の収差であることを特徴とする請求項１に記載の収差推定方法。
【請求項３】
前記第２の像を次式で表すことを特徴とする請求項１または２に記載の収差推定方法。
2014055882.tif 000001
ただし、Ｉ（ｘ，ｙ，ｚｊ，φ）は前記被検光学系に収差φ（ｆ、ｇ）を与えた場合に得られると推定される前記第２の像、（ｘ、ｙ、ｚ）は前記被検光学系の物体面と像面の座標、ｚ＝ｚｊはｊ番目のフォーカス位置、（ｆ，ｇ）は前記物体を照明する光源面と前記被検光学系の瞳面の座標で瞳の半径が１になるように規格化されたもの、ＦＴはフーリエ変換、Ｌ’はＬ以下の自然数であり、Ｌは前記物体を照明する点光源の数、ａ（ｆ，ｇ）は物体の複素振幅透過率のフーリエ変換、Ｓ（ｆ，ｇ）は有効光源、Φｌ（ｆ，ｇ）は以下で与えられる固有関数、＊は複素共役、λｌは以下で与えられる固有値、ｃ（ｒ）はｒ＞１で０、それ以外では１となる関数である。
2014055882.tif 000002
【請求項４】
前記ステップによって更新された前記第１の収差に位相アンラップを行うステップを更に有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
【請求項５】
前記物体は、複数の点光源からなる部分コヒーレント照明で照明され、
前記更新するステップは前記一次微分を各光源についての和として算出することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
【請求項６】
前記評価関数は次式で表され、
2014055882.tif 000003
ただし、Ｆは前記評価関数、Ｉｔ（ｘ，ｙ，ｚｊ）は前記第１の像、（ｘ、ｙ、ｚ）は前記被検光学系の物体面と像面の座標、ｚ＝ｚｊはｊ番目のフォーカス位置、Ｊはデフォーカス量を変えて取得した前記第１の像と前記第２の像のそれぞれの枚数、Ｉ（ｘ，ｙ，ｚｊ，φ）は前記被検光学系に収差φ（ｆ、ｇ）を与えた場合に得られると推定される前記第２の像、（ｆ，ｇ）は前記物体を照明する光源面と前記被検光学系の瞳面の座標で瞳の半径が１になるように規格化されたもの、ｗｊは重み関数であり、
前記更新するステップは、前記第１の収差を以下のように更新し、
2014055882.tif 000004
ただし、φｋ＋１（ｆ、ｇ）はｋ＋１回目の収差、φｋ（ｆ、ｇ）はｋ回目の収差、∂Ｆｊ／∂φは前記評価関数の前記一次微分であり、
前記重み関数をｋ回目とｋ＋１回目で変更することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
【請求項７】
ｋ回目の反復計算中に、少なくとも３種類の重み関数を用いて前記差分を計算し、前記差分を前記重み関数の２次関数としてフィットし、前記２次関数の極値をｋ回目の重み関数とすることを特徴とする請求項６に記載の収差推定方法。
【請求項８】
前記第１の像は、デフォーカス量の絶対値が等しい複数の位置で撮像された複数の像から構成されることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
【請求項９】
前記物体は、遮光部に半径が０．５λ／ＮＡ以下の円形透光領域を有するマスクであることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
ただし、λは照明光の平均波長、ＮＡは前記被検光学系の像側開口数である。
【請求項１０】
前記物体は、遮光部に一辺の長さがλ／ＮＡ以下の矩形透光領域を有するマスクであることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
ただし、λは照明光の平均波長、ＮＡは前記被検光学系の像側開口数である。
【請求項１１】
前記物体は、遮光部に直径ｄの円形透光領域を有するマスクであり、
前記第１の像は、デフォーカス量δｉを有するｉ種類の位置で撮像されたｉ個の像から構成され、
ｄをλ／ＮＡで規格化したものをｄ’、δｉをＲ．Ｕ．で規格化したものをδ’ｉとすると、最小のδ’ｉについて次式が満たされることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
2014055882.tif 000005
ただし、λは照明光の平均波長、ＮＡは前記被検光学系の像側開口数、Ｒ．Ｕ．は次式で与えられる。
2014055882.tif 000006
【請求項１２】
前記物体は、遮光部に一辺の長さｄの矩形透光領域を有するマスクであり、
前記第１の像は、デフォーカス量δｉを有するｉ種類の位置で撮像されたｉ個の像から構成され、
ｄをλ／ＮＡで規格化したものをｄ’、δｉをＲ．Ｕ．で規格化したものをδ’ｉとすると、最小のδ’ｉについて次式が満たされることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の収差推定方法。
2014055882.tif 000007
ただし、λは照明光の平均波長、ＮＡは前記被検光学系の像側開口数、Ｒ．Ｕ．は次式で与えられる。
2014055882.tif 000008
【請求項１３】
前記被検光学系の複数の像高の各々に前記物体を配置することによって得られた前記第１の像と前記第２の像を利用して、各像高における前記被検光学系の収差を推定することを特徴とする請求項１乃至１２のうちいずれか一項に記載の収差推定方法。
【請求項１４】
前記物体を照明する光は偏光光であり、前記第２の像は、前記被検光学系の瞳面での光線の折れ曲がりに応じて、ｘ偏光成分に対応した瞳関数、ｙ偏光成分に対応した瞳関数、ｚ偏光成分に対応した３種類の瞳関数を用いて表されることを特徴とする請求項１または２に記載の収差推定方法、ただし、（ｘ、ｙ、ｚ）は前記被検光学系の物体面と像面の座標である。
【請求項１５】
被検光学系が形成した物体の光学像を光電変換することによって得られた第１の像と、前記被検光学系に収差を与えた場合に得られると推定される第２の像と、の差分の二乗和で表される評価関数が許容値以下であるときの前記収差を第１の収差とし、該第１の収差を前記被検光学系の収差として推定する収差推定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記評価関数が前記許容値以下でないときの前記収差を第２の収差とし、該第２の収差と前記評価関数の前記第１の収差による一次微分との和によって前記第１の収差を更新することを前記コンピュータに実行させ、
前記コンピュータは、前記差分をフーリエ変換することによって前記一次微分を算出することを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
物体の光学像を形成する被検光学系と、
前記被検光学系が形成した前記光学像を光電変換する撮像素子と、
被検光学系が形成した物体の光学像を光電変換することによって得られた第１の像と、前記被検光学系に収差を与えた場合に得られると推定される第２の像と、の差分の二乗和で表される評価関数が許容値以下であるときの前記収差を第１の収差とし、該第１の収差を前記被検光学系の収差として推定する、収差推定を行うコンピュータと、
を有する撮像装置であって、
前記コンピュータは、前記評価関数が前記許容値以下でないときの前記収差を第２の収差とし、該第２の収差と前記評価関数の前記第１の収差による一次微分との和によって前記第１の収差を更新し、
前記コンピュータは、前記差分をフーリエ変換することによって前記一次微分を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
前記撮像装置はデジタル顕微鏡であることを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の収差推定方法は、被検光学系が形成した物体の光学像を光電変換することによって得られた第１の像と、前記被検光学系に収差を与えた場合に得られると推定される第２の像と、の差分の二乗和で表される評価関数が許容値以下であるときの前記収差を第１の収差とし、該第１の収差を前記被検光学系の収差として推定する収差推定方法であって、前記評価関数が前記許容値以下でないときの前記収差を第２の収差とし、該第２の収差と前記評価関数の前記第１の収差による一次微分との和によって前記第１の収差を更新するステップを有し、前記更新するステップでは、前記差分をフーリエ変換することによって前記一次微分を算出することを特徴とする。