(57)【要約】【課題】金型の形状補正を効果的に行い、形状精度の高い回折光学素子を製造する。【解決手段】ステップ３〜６で、回折光学素子をモールド成形するための金型の三次元形状を測定し、回折格子形状を除去したベース面形状を求めて設計値と比較し、金型のベース面形状誤差を求める。得られたベース面形状誤差により金型加工条件を変更してステップ２にもどり、金型の再加工を行い、ステップ３〜６を繰り返す。金型のベース面形状誤差が公差規格内であれば、その金型を用いて回折光学素子のモールド成形を行い、ステップ９〜１１で上記と同様に成形品のベース面形状誤差を抽出し、必要であればステップ１５で金型加工形状を補正して、ステップ２へもどり、金型の再加工を行う。【選択図】図１
2005104093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、
回折光学素子のモールド成形に用いる金型の三次元形状を計測して金型の三次元形状データを得る工程と、
得られた金型の三次元形状データに基づいて金型のベース面形状誤差を算出する工程と、
算出された金型のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、
形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする回折光学素子の製造方法。
【請求項２】
平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、
回折光学素子のモールド成形に用いる金型の三次元形状を計測して金型の三次元形状データを得る工程と、
得られた金型の三次元形状データに基づいて金型のベース面形状誤差を算出する工程と、
算出された金型のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、
形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、
モールド成形された回折光学素子の三次元形状を計測して成形品の三次元形状データを得る工程と、
得られた成形品の三次元形状データに基づいて成形品のベース面形状誤差を算出する工程と、
算出された成形品のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、
形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする回折光学素子の製造方法。
【請求項３】
平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、
金型を用いてモールド成形された回折光学素子の三次元形状を計測して成形品の三次元形状データを得る工程と、
得られた成形品の三次元形状データに基づいて成形品のベース面形状誤差を算出する工程と、
算出された成形品のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、
形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする回折光学素子の製造方法。
【請求項４】
接触式または非接触式プローブを備えた三次元形状測定装置によって金型または回折光学素子またはその双方の三次元形状を測定することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の回折光学素子の製造方法。
【請求項５】
計測された金型または成形品の三次元形状データからベース面設計形状を差し引いた残差形状について、位相関数によって定義される回折格子形状を除去することでベース面形状誤差を算出することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の回折光学素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項記載の回折光学素子の製造方法によって製造されたことを特徴とする回折光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体測定装置の測定光学系や、カメラ、レーザビームプリンタ、複写機、ヘッドマウントディスプレイおよび液晶プロジェクタ等の光学部品として用いられる回折光学素子を、金型によるモールド成形により製造する回折光学素子の製造方法および回折光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面、球面、または非球面をベース面形状とし、位相関数により定義される回折格子（レリーフ）形状がベース面形状上に形成される回折光学素子の製造方法においては、従来、連続面形状で形成されるレンズ等各種光学素子の製造方法と同様に、回折光学素子を成形加工する金型について、金型製作加工後に同金型の三次元形状測定を行うことで、公差規格に対する形状評価が行われている。また、前記金型を用いた成形加工によって製造された回折光学素子に対しても、金型と同様に三次元形状測定を行い、回折光学素子形状について形状評価が行われている。
【０００３】
金型やその成形品に対する測定形状評価の結果、公差規格などの仕様を満足していない場合には、加工条件を改めるなどして金型を再加工し、再加工後の金型を使用して改めて成形加工を行うことになる。また、金型形状は三次元形状測定結果が仕様を満足しているにもかかわらず、その金型を用いたモールド成形により製造された光学素子の測定形状が仕様を満たしていない場合には、同じ金型を用いて成形条件を改めるなどして再度モールド成形を行うといった方法が採られている。
【０００４】
ここで、従来技術による回折光学素子の製造工程において金型や光学素子の三次元形状測定を行う方法としては、例えば以下の特許文献１に開示されている測定方法が挙げられる。すなわち、図１０に示すように、触針式の三次元形状測定装置により回折光学素子の表面形状に対し触針をトレースすることで回折格子形状の測定を行い、トレースによって得られた断面測定形状Ｒ１００についてまずベース面の設計形状Ｒ１０１に対し最小二乗法などを用いてフィッティング処理を行い、断面測定形状Ｒ１００からベース面設計形状Ｒ１０１を除去した残差形状Ｒ１０２をもとに回折効率などの計算を実施し、被測定物である回折光学素子の形状評価を行っていた。
【特許文献１】特開平１１−１６７０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の従来技術による回折光学素子の製造方法においては、回折光学素子をモールド成形するための金型の加工形状、および同金型により成形された回折光学素子の表面形状の測定評価を行うのみでは、回折格子形状の形状評価の高い回折光学素子を効率的に製造することは困難である。その理由は以下の通りである。
【０００６】
触針式の三次元形状測定装置の触針（プローブ）によりトレースした測定形状について、上記従来例では平面、球面、あるいは非球面で形成されるベース面設計形状に対してフィッティング処理を行い、フィッティングしたベース面設計形状を測定形状から差し引くことで、回折格子形状を求めている。つまり、被測定物である回折光学素子あるいは同素子をモールド成形する金型の形状からベース面設計形状を差し引いた除去形状を、回折格子形状として取り扱っている。しかしながら、このような従来技術による測定形状評価方法を採用すると、被測定物のベース面形状に、図１０の（ｂ）に示すような形状誤差Ｒ１０３が存在していた場合に、この形状誤差Ｒ１０３は測定形状から導出される前記回折格子形状の中に含まれてしまうことになる。
【０００７】
その結果、従来技術による回折格子測定形状をもとにした回折効率評価など、回折格子測定形状に対する形状評価が、同測定形状に含まれるベース面の形状誤差のために信頼性の低いものとなる傾向があった。
【０００８】
なお、一般的に平面、球面、あるいは非球面の連続面形状で形成されるレンズ等の光学素子を、金型を用いた成形加工により形状創成する製造方法においては、金型形状やモールド成形された光学素子形状に対し三次元形状測定を行い、設計形状に対する測定形状の形状誤差を導出し、金型を形状補正することで、設計形状の公差規格を満足する所望の光学素子を製造する手法がよく知られているが、平面、球面、あるいは非球面をベース面形状とし、位相関数により定義される回折格子形状が前記ベース面形状に重ねて形成される回折光学素子の製造方法においては、前述のような連続面形状の光学素子製造方法において採用されている金型の形状補正は行われておらず、上記従来例でも、成形品である回折光学素子に対して三次元形状測定を行うことで形状評価を行うのみである。
【０００９】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、回折格子のベース面形状誤差を抽出して金型形状の補正を行うことで、モールド成形される回折光学素子の形状精度を向上させ、安定した高い光学性能を得ることのできる回折光学素子の製造方法および回折光学素子を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回折光学素子の製造方法は、平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、回折光学素子のモールド成形に用いる金型の三次元形状を計測して金型の三次元形状データを得る工程と、得られた金型の三次元形状データに基づいて金型のベース面形状誤差を算出する工程と、算出された金型のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、回折光学素子のモールド成形に用いる金型の三次元形状を計測して金型の三次元形状データを得る工程と、得られた金型の三次元形状データに基づいて金型のベース面形状誤差を算出する工程と、算出された金型のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、モールド成形された回折光学素子の三次元形状を計測して成形品の三次元形状データを得る工程と、得られた成形品の三次元形状データに基づいて成形品のベース面形状誤差を算出する工程と、算出された成形品のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする回折光学素子の製造方法でもよい。
【００１２】
また、平面、球面または非球面の連続面形状をベース面形状とし、前記ベース面形状に重ねて回折格子形状が形成された回折光学素子の製造方法において、金型を用いてモールド成形された回折光学素子の三次元形状を計測して成形品の三次元形状データを得る工程と、得られた成形品の三次元形状データに基づいて成形品のベース面形状誤差を算出する工程と、算出された成形品のベース面形状誤差に基づいて金型の形状補正を行う工程と、形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形する工程と、を有することを特徴とする回折光学素子の製造方法でもよい。
【００１３】
接触式または非接触式プローブを備えた三次元形状測定装置によって金型または回折光学素子またはその双方の三次元形状を測定するとよい。
【００１４】
計測された金型または成形品の三次元形状データからベース面設計形状を差し引いた残差形状について、位相関数によって定義される回折格子形状を除去することでベース面形状誤差を算出するとよい。
【発明の効果】
【００１５】
金型およびその成形品である回折光学素子の三次元形状を計測し、ベース面設計形状や、位相関数によって定義される回折格子形状を差し引いたベース面形状誤差を求めて金型の形状補正を行う。このようなベース面形状に対する形状補正を行った金型を用いて回折光学素子をモールド成形することで、極めて形状精度の高い回折光学素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は一実施の形態による回折光学素子の製造方法を説明するための工程図であり、平面、球面、あるいは非球面のいずれかの連続面をベース面形状とし、位相関数により定義される回折格子（レリーフ）形状が前記ベース面上に形成される回折光学素子の製造工程において、金型のベース面形状の補正工程であるステップ２ないしステップ７を含むことを特徴とする。
【００１７】
すなわち、ステップ１の製造開始後一番目の工程であるステップ２で、回折光学素子のモールド成形用の金型の製作加工を行う。つぎに、ステップ３で、加工が完了した金型について、図２に示す接触式あるいは非接触式のプローブを備えた三次元形状測定装置を用いて、回折格子形状の加工面に対し前記プローブを走査することにより、金型の三次元形状の測定を実施する。
【００１８】
ステップ４で、金型形状測定ステップ３により得られた金型の三次元形状データである測定形状データに対して、前記ベース面形状の抽出演算処理を行う。すなわち、従来技術と同様に測定形状データから金型のベース面設計形状を除去する演算処理を行う。つぎに、ステップ５で金型のベース面形状誤差の抽出処理を行う。すなわち、ステップ４で金型のベース面設計形状を除去して算出された残差形状に対し、後述する演算処理を実施することにより、金型のベース面形状誤差を抽出する。
【００１９】
ステップ６では、ステップ５で抽出した金型のベース面形状誤差をもとに前記測定形状データに対する形状評価を実施する。ここでは、ベース面形状について設計値として規定された公差規格に対し、ベース面形状誤差が同規格を満足しているかについて判定する。金型の測定形状データから抽出したベース面形状誤差が、同形状誤差に関する公差規格（例えば形状誤差のＰＶ値など）よりも値が小さい場合には、ステップ８の回折光学素子成形工程に進む。他方、前記条件を満足しない場合には、ステップ７で金型の加工条件の修正を行う。
【００２０】
なお、ベース面形状誤差に関する公差規格評価を行う工程では、金型の加工形状評価としてベース面形状誤差以外の回折格子形状に対する測定形状評価等についてもあわせて実施することは言うまでもない。例えば、ベース面形状誤差が公差規格を満足している場合においても、回折格子形状に加工ミスがあり所望の形状が得られていない際には、ステップ８の回折光学素子成形の工程には進まずにステップ７の加工条件修正工程に進む。
【００２１】
加工条件修正後は、前述のステップ２の金型加工に戻り、金型の再加工を実施する。金型再加工後については、ステップ３の金型形状測定、ステップ４の金型ベース面設計形状除去、ステップ５の金型ベース面形状誤差抽出を順に実施し、ステップ６で再度金型のベース面形状誤差について公差規格に対する形状評価、および前述のような他の形状公差規格に関する測定形状評価を実施し、ステップ８の回折光学素子成形工程に進めるかどうかを判定する。
【００２２】
ステップ８の回折光学素子成形工程では、前工程で金型のベース面形状誤差について公差規格を満足した金型を使用し、回折光学素子のモールド成形を行う。このとき、成形材はプラスチック樹脂材料やガラス材料など、金型によるモールド成形可能な材料であればいかなるものでも使用できる。つぎに、ステップ９で、ステップ３の金型に対する形状測定と同様に、図２に示す接触式あるいは非接触式プローブを備えた三次元形状測定装置を使用して成形品の形状測定を実施する。
【００２３】
ステップ９の成形品形状測定により得られた成形品の三次元形状データである測定形状データに対し、前記金型形状測定時と同様にステップ１０で成形品のベース面形状抽出演算処理を行う。すなわち、ステップ９で得られた成形品の測定形状データから成形品のベース面設計形状除去の演算処理を行う。つぎに、ステップ１１で、ステップ１０のベース面設計形状除去工程において算出された残差形状に対し、後述する演算処理を実施することにより、成形品のベース面形状誤差抽出を実施する。
【００２４】
その後、ステップ１２で、ステップ１１において抽出した成形品のベース面形状誤差をもとに成形品の測定形状データに対する形状評価を実施する。そして、成形品の測定形状データより抽出したベース面形状誤差について、同形状誤差に関する公差規格を満足する場合には、ステップ１４で終了となり、設計上の光学性能を満たす回折格子形状が創成された回折光学素子が成形品として得られたことになる。他方、前記条件を満足しない場合には、ステップ１３で成形品のベース面形状誤差を用いた金型加工形状の補正を実施する。金型加工形状補正後は、ステップ２の金型加工に戻り、金型の再加工を実施する。以後の工程については、前述した工程を同様に繰り返す。
【００２５】
ステップ１３の金型加工形状補正を一回以上繰り返すことにより、ステップ１２の成形品のベース面形状誤差に関する測定形状評価において、条件を満足する回折光学素子成形品を得ることが可能である。すなわち、従来技術による回折光学素子の製造方法と比較して、平面、球面、あるいは非球面いずれかの連続面で定義されるベース面形状に対する形状補正を実施していることから、より設計形状に近い高精度な回折格子形状を有する回折光学素子を製造することができる。
【００２６】
図２は、三次元形状測定装置を示す概略図であって、プローブ１は、ステージ２に保持された被測定物Ｗの表面に垂直に接するように支持され、ステージ２はステージ制御装置３によってＸ軸方向の走査とＹ軸方向の送りが行われる。プローブ１は、プローブ制御装置４によって、被測定物Ｗの表面形状にならってＺ軸方向に移動する。演算装置５は、ステージ制御装置３とプローブ制御装置４の出力に基づいて被測定物Ｗの三次元形状データを算出し、ハードディスクドライブ６には、コンピュータを用いて回折格子形状等を計算するプログラムが記録されており、キーボード７によって入力された設計データと比較してベース面形状誤差等を求める。演算結果はディスプレイ８に表示される。なお、接触式のプローブ１に替えて、非接触式のプローブを用いる場合も同様である。
【００２７】
なお、図２に示す三次元形状測定装置は、本発明における一例であり、同装置の構成はこれに限定するものではない。たとえば、図２に示すステージ２およびステージ制御装置３は装備せず、三次元形状測定装置に固定された被測定物Ｗの表面形状をプローブ１が倣い走査する方式の図示しない三次元形状測定装置であってもよい。この場合、プローブ１はＸＹＺ各軸方向の駆動装置により被測定物Ｗ上を移動する。さらに、プローブ１には三次元形状測定装置内の三次元座標を検出するセンサが備えられており、同センサの出力に基づいて三次元形状データを算出する。座標検出用のセンサは、具体的にはレーザー測長機あるいはリニアスケールなどであり、その他のセンサであってもよい。
【００２８】
また、図２に示す三次元形状測定装置においても同様に、ステージ制御装置３とプローブ制御装置４の出力からではなく、図示しないプローブ１に備えられた座標検出用のセンサの出力信号に基づき、被測定物Ｗの三次元形状データを算出する装置構成であってもよい。
【００２９】
図３および図４は、金型形状測定ステップ３、金型ベース面設計形状除去ステップ４および金型ベース面形状誤差抽出ステップ５における金型のベース面形状誤差の抽出方法と、同じく成形品についての成形品形状測定ステップ９、成形品ベース面設計形状除去ステップ１０および成形品ベース面形状誤差抽出ステップ１１における回折光学素子成形品のベース面形状誤差の抽出方法を説明するもので、一方の座標軸であるＸ軸は、回折光学素子成形加工用の金型あるいはその成形品に対し、図２の接触式または非接触式プローブを備える三次元形状測定装置により形状測定を実施した際の、プローブ走査方向に対して設定した座標軸である。すなわち、被測定物である金型または回折光学素子の成形品に対し、プローブを１ラインのみ走査させることにより断面形状測定を行った場合は、同プローブの走査方向とＸ軸は同一方向を示す。また、被測定物に対し前記プローブを複数ライン走査させて面形状測定を実施した場合には、同プローブが走査した複数ラインの内のある１ラインについて取り出した際のプローブ走査方向に、Ｘ軸の方向は一致する。他方の座標軸はＸ軸に直交する方向に設定したＺ軸である。
【００３０】
この座標軸Ｘ、Ｚで規定される座標系において、図４に示すように、被測定物Ｗである金型または回折光学素子の測定形状Ｒは、ベース面設計形状Ｒ１と回折格子形状Ｒ２を加算した形状となっている。この測定形状Ｒに対し、ベース面設計形状Ｒ１を最小二乗法などを用いてフィッティング処理し、フィッティング後に測定形状Ｒからベース面設計形状Ｒ１を除去演算することにより、図４の（ｂ）に示すような回折格子形状Ｒ２を残差形状として算出すると、図４の（ｃ）に示すようなベース面形状誤差Ｒ３が含まれる。そこで、三次元形状測定装置による測定形状データから、図５または図６に示す方法で回折格子形状Ｒ２を除去演算処理することで、ベース面形状誤差Ｒ３を抽出する。
【００３１】
図５は、回折光学素子の測定形状Ｒから回折格子形状Ｒ２を分離する第１の演算処理方法を説明するもので、測定形状Ｒは、図２に示す三次元形状測定装置により連続的に測定された点群データＲ４として表される。点群データＲ４の各測定点座標は、座標軸Ｘにより規定される任意の点座標データｐ1 、および座標軸Ｚで規定される図示しない座標値（座標データ）により表されることになる。
【００３２】
ここで、図示するＸ、Ｚ座標系において、回折格子設計形状Ｒ０は座標軸Ｘより規定される前記点座標データｐ1 に対して、同位置における座標軸Ｚ方向の高さΔＺが回折格子の位相関数から一意に求まる。これより、ベース面形状誤差がゼロの場合について、この演算を三次元形状測定装置によって連続的に測定させる全点群データＲ４に対して行うことで、回折格子設計形状Ｒ０が得られる。
【００３３】
前述のとおり、回折光学素子の測定形状Ｒにはベース面形状誤差Ｒ３が必ず含まれているため、測定形状Ｒの点群データＲ４はベース面形状誤差をゼロとして算出される回折格子設計形状Ｒ０の線上にはのらない。ここで、座標軸Ｘで規定される全ての測定点座標値に対し、位相関数に基づき算出される座標軸Ｚ方向の高さΔＺを各測定点ごとに求め、この値を座標軸Ｚで規定される測定点座標値から差し引く演算処理を行う。すなわち、座標軸Ｘで規定される点座標データｐ1 においては、座標軸Ｚ方向の高さΔＺを同じく座標軸Ｚで規定される測定点座標値から差し引くことにより、ベース面形状誤差Ｒ３を含む測定点Ｚ１が求められる。同様な演算処理を全測定点に対し行うことで、回折光学素子の測定形状Ｒに対するベース面形状誤差Ｒ３を点群データとして抽出する。
【００３４】
図６は別の演算方法を示すもので、回折光学素子の測定形状Ｒは図５の場合と同様に図２の三次元形状測定装置により測定された点群データＲ４として表される。この測定形状Ｒに対して、座標軸Ｘで規定される測定点座標値をもとに、位相関数で定義される回折格子設計形状（ベース面形状誤差ゼロ）Ｒ０を求めるに当り、各輪帯形状ごとに測定形状Ｒの点群データＲ４を、回折格子設計形状に最小二乗法などを用いてフィッティングする演算処理を行い、設計形状に対する測定形状Ｒの位置および姿勢誤差を座標変換情報として求める。同座標変換情報に基づき、設計形状について前記座標変換の逆変換を行うことで、回折格子設計形状Ｒ０が得られる。ベース面形状についても同様に前記座標変換の逆変換を行うことで、座標変換後のベース面形状Ｒ５が求まる。この演算処理を各輪帯形状ごとに全測定形状（全輪帯形状）に対し実施することで、全体のベース面形状が算出される。
【００３５】
このようにフィッティング演算処理に基づいた座標変換を実施した全体のベース面形状は、同座標変換情報が回折格子設計形状に対する同測定形状の形状誤差（位置および姿勢誤差から発生する形状誤差）を表現していることから、ベース面形状誤差Ｒ３を表していることになる。このように、回折光学素子の測定形状Ｒにおいて、輪帯形状単位で回折格子設計形状に対しフィッティング演算処理を実施することでベース面形状誤差Ｒ３を抽出することができる。
【００３６】
なお、上記のフィッティング処理を一輪帯形状ごとに実施する代わりに、隣接する複数の輪帯形状単位で前記フィッティング処理を行い、前述した座標変換演算によりベース面形状誤差を抽出する方法を採ってもよい。このとき、算出されるベース面形状Ｒ５は、フィッティング演算対象を一輪帯形状ずつずらしながら複数輪帯形状ごとに行うため、重なり合う部分ができる。この場合には、前記重なり合う部分について各輪帯形状単位で平均形状を算出し、全輪帯形状についてこの平均化されたベース面形状誤差を並べることでベース面形状誤差Ｒ３を抽出する。
【００３７】
なお、図５および図６について説明したベース面形状誤差抽出方法においては、上記の演算処理を三次元形状測定により測定データとして得られる全ての断面測定形状に対し同様に行うことで、面形状としてベース面形状誤差が算出できることは言うまでもない。すなわち、図示したベース面形状誤差は直交二軸の座標系で規定される二次元データとなっているが、実際の測定形状処理においては、ベース面形状誤差データを三次元データとして抽出可能であり、三次元データをもとに金型の形状補正を実施するものである。
【００３８】
図７は、図１の金型加工形状補正ステップ１３について、具体的な実施方法を説明する工程図である。図５または図６の方法により抽出した成形品のベース面形状誤差データについて、ステップ１７で、図４の座標軸Ｚ方向に対し正負反転演算処理（形状誤差データ正負反転）を行う。つぎにステップ１８で、ステップ１７で求めたデータに対し、金型形状に対する成形品の形状収縮率分を拡大する演算処理（成形品収縮率分拡大処理）を実施する。ステップ１９でステップ１８の演算処理で算出した金型形状補正データと金型設計形状データを加算処理する（金型設計形状データと加算）。ステップ１９の演算処理を実施した結果算出された形状データを、ステップ２０で金型形状補正加工形状データとして取り扱う。すなわち、ステップ２０の金型形状補正加工形状データを形状補正時の加工形状データとして加工装置に入力し、図１のステップ２で同金型の再加工を行うことで金型の形状補正を実施する。
【００３９】
図８は、図７の金型の形状補正工程を一部変更したものである。図５または図６の方法で抽出したベース面形状誤差について、ステップ１６の成形品のベース面形状誤差データに対する正負反転演算処理（形状誤差データ正負反転）を行うステップ１７と、金型形状に対する成形品の形状収縮率分を拡大する演算処理（成形品収縮率分拡大処理）を行うステップ１８までは、図７と同様である。そしてステップ２１で、金型に対する加工形状測定の結果求められた金型のベース面形状誤差データについても、成形品のベース面形状誤差データに対する正負反転処理１７と同様な演算処理を行うステップ２２を設ける。すなわち、図７の方法では、金型設計形状データに対し成形品のベース面形状誤差データをもとに算出される形状補正データを加算することで金型形状補正データを導出したのに対して、図８の方法においてはステップ２１の金型のベース面形状誤差データをもとに算出される形状補正データについても加算することで、金型の加工形状誤差についても同時に形状補正するものである。この方法は、金型加工形状誤差が公差規格に対し大きい場合において、特に有効である。
【００４０】
図９は、一変形例を示す。これは、回折格子形状Ｒ２が形状創成されている光学有効面の他に、連続面で形状創成されている光学有効面Ｒ６を有する多面体の回折光学素子であって、この場合の形状補正方法は以下のとおりである。
【００４１】
まず、前述と同様にベース面設計形状Ｒ１についてベース面形状誤差Ｒ３を抽出する。また、連続面で形状創成されている光学有効面Ｒ６についても三次元形状測定を実施し、設計形状に対する測定形状の形状誤差を導出する。このときの光学有効面Ｒ６における形状誤差導出方法については、最小二乗法などを用いた面形状のフィッティング処理を実施することで求められることがよく知られているので、ここでは詳細については省略する。
【００４２】
つぎに、ベース面設計形状Ｒ１に関するベース面形状誤差Ｒ３、および光学有効面Ｒ６の形状誤差をもとに、回折格子が形状創成されていない光学有効面Ｒ６の形状に対し形状補正を行う。ここで、形状補正量の算出に際し、前記ベース面形状誤差Ｒ３については形状補正を実施せずに、回折格子が形状創成されていない光学有効面Ｒ６のみを形状補正する。
【００４３】
これによって、各面単体の光学性能ではなく回折光学素子全体としての光学性能を満足させる。すなわち、ベース面形状誤差Ｒ３が図９の光学素子の光学性能に与える影響をうち消す性能を有する光学有効面Ｒ６の形状を、光学解析により求め、光学有効面Ｒ６の金型のみを再加工し形状補正を行う。これにより、当初の設計形状とは異なる素子形状において、光学性能に関しては設計形状から理論上規定される光学性能を得るものである。
【００４４】
この方法は、連続面で形状創成される光学有効面と比較して、製造タクトおよびコストが多くかかる回折格子を有する光学有効面の金型再加工を行わずに、所望の光学素子性能が得られるために低コストであるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一実施の形態による回折光学素子の製造方法を説明する工程図である。
【図２】図１の回折光学素子の製造方法に用いられる三次元形状測定装置を説明する図である。
【図３】回折光学素子形状を説明する図である。
【図４】ベース面形状誤差を説明する図である。
【図５】ベース面形状誤差を抽出する具体的な方法を説明する図である。
【図６】ベース面形状誤差を抽出する別の具体的な方法を説明する図である。
【図７】回折光学素子成形用の金型の加工形状を補正する具体的な方法を説明する工程図である。
【図８】回折光学素子成形用の金型の加工形状を補正する別の具体的な方法を説明する工程図である。
【図９】一変形例による回折光学素子を説明する図である。
【図１０】一従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    プローブ
２    ステージ
３    ステージ制御装置
４    プローブ制御装置
５    演算装置
６    ハードディスクドライブ
Ｒ    測定形状
Ｒ１    ベース面設計形状
Ｒ２    回折格子形状
Ｒ３    ベース面形状誤差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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