(57)【要約】レンズアセンブリにおけるシリンドリカルレンズの位置合わせ方法は、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に取り付ける工程と、シリンドリカルレンズを前向きおよび後向きに配置しうるレンズ固定部を支持構造物に相互接続させる工程とを含む。方法は、更に、前向きおよび後向きのシリンドリカルレンズによって形成された第１および第２の焦線の第１および第２の線画像を撮像する工程も含む。方法は、更に、第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、確立された相対的向きを用いて、支持構造物によって提供された基準方向に対するシリンドリカルレンズの角ずれ量を特定する工程を含む。方法は、更に、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に対して回転して、角ずれ量を、角度位置合わせ許容範囲内まで削減する工程を含みうる。
2022501658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズアセンブリの形成方法において、
シリンドリカルレンズを、相互接続面を有するレンズ固定部に調節自在に取り付ける工程と、
前記相互接続面を支持構造物の基準面と相互接続させる工程であって、前記シリンドリカルレンズは、光ビームに対して前向きおよび後向きに配置しうるものであり、前記基準面は、基準方向を画定するものである工程と、
前記前向きおよび後向きについて、前記シリンドリカルレンズによって形成された第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
前記第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
前記第１および第２の線画像の前記確立された相対的向きを用いて、前記シリンドリカルレンズの前記基準方向に対する角ずれ量を特定する工程と、
前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に対して回転させて、前記角ずれ量を削減する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記相対的向きを確立する工程は、前記第１および第２の線画像を二分する線を特定する工程を含むものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有し、前記光ビームは、収束光ビームを含むものである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、前記第１および第２の焦線を、収束光ビームを該シリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、
更に含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
シリンドリカルレンズが調節自在に取り付けられるレンズ固定部に対する前記シリンドリカルレンズの回転位置の測定方法において、
前記レンズ固定部を、前記シリンドリカルレンズが前向き、および、後向きに配置される各第１および第２の測定位置で基準特徴物と相互接続させる工程と、
各第１および第２の測定位置について、第１および第２の焦線を形成して、前記第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
前記第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
前記確立された相対的向きを用いて、前記シリンドリカルレンズの前記レンズ固定部に対する回転位置を特定する工程と
を含む方法。
【請求項７】
前記第１および第２の線画像の前記相対的向きを確立する工程は、該第１および第２の線画像を二分する二分線を画定する工程を含むものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に対して回転させて、前記回転位置を１ミリラジアンである回転位置許容範囲内に調節する工程を、
更に含む、請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである、請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、前記第１および第２の焦線を、収束光ビームを該シリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、
更に含む、請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１８年１０月１日出願の米国仮特許出願第６２／７３９，６１１号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、光学要素の位置合わせに関し、特に、レンズ固定部においてシリンドリカルレンズを位置合わせしてレンズアセンブリを形成する方法、および、光学系におけるレンズアセンブリの採用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
シリンドリカルレンズは、第１の平面で光学パワーを有し、第１の平面と直交する第２の平面で光学パワーを有さない（または、実質的に低い光学パワーを有する）屈折光学要素である。シリンドリカルレンズは、主に一方向に延伸する画像の形成に用いられることが多く、例えば、光の線である焦線が、シリンドリカルレンズの焦点で形成される。これは、第１の平面のみで（または、主に第１の平面で）作用する光学パワーが、光を直交する平面で集光または拡大するためである。シリンドリカルレンズは、非対称な光出射パターンを有する光源から発せられた光ビームを再形成するのにも用いられる。シリンドリカルレンズは、ＣＤプレーヤーから光学系を走査する複雑な半導体検査器具までのオートフォーカスシステムでも使用される。
【０００４】
シリンドリカルレンズの光学パワーは回転対称ではないので、シリンドリカルレンズを、光学アセンブリに、選択した回転（方位角）方向で、選択した回転（方位角）位置合わせ許容範囲となるように配置しなくてはならない。これは、公称で回転対称であり、回転方向が、球面レンズが位置する光学系の撮像性能に実質的に影響しない球面レンズと対照的である。
【０００５】
シリンドリカルレンズを含む高精密光学系について、シリンドリカルレンズの回転向きについての許容範囲は、適切な光学性能を確実にするために非常に厳しいことがありうる。十分に長い半径の円筒面について（つまり、光学パワーが比較的弱い場合に）、レンズの向きの測定に用いられる標準的接触型測定（例えば、機械的プロービング）は、十分に正確ではない。実際、特注シリンドリカルレンズの多数の製造会社は、シリンドリカルレンズの回転方向位置合わせを、高性能光学系に関連する比較的厳しい許容範囲（例えば、５ミリラジアンまたは３ミリラジアン、若しくは、いくつかの場合には、２ミリラジアンまたは１ミリラジアン）の機械的データまで保証することが不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シリンドリカルレンズを用いた、ある種の高性能光学系について、シリンドリカルレンズの位置合わせ誤差が、そのような許容範囲を超えた場合、重大な光学性能の問題につながりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態は、形成方法に関する。その方法は、シリンドリカルレンズを、相互接続面を有するレンズ固定部に調節自在に取り付ける工程と、相互接続面を支持構造物の基準面と相互接続させる工程であって、シリンドリカルレンズは、光ビームに対して前向きおよび後向きに配置しうるものであり、基準面は、基準方向を画定するものである工程と、前向きおよび後向きについて、シリンドリカルレンズによって形成された第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、第１および第２の線画像の確立された相対的向きを用いて、シリンドリカルレンズの基準方向に対する角ずれ量を特定する工程と、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に対して回転させて、角ずれ量を削減して、選択した角度位置合わせ許容範囲内にする工程とを含む。
【０００８】
本開示の他の態様は、シリンドリカルレンズが調節自在に取り付けられるレンズ固定部に対するシリンドリカルレンズの回転位置の測定方法に関する。その方法は、レンズ固定部を、シリンドリカルレンズが前向き、および、後向きに配置される各第１および第２の測定位置で基準特徴物と相互接続させる工程と、各第１および第２の測定位置について、第１および第２の焦線を形成して、第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
確立された相対的向きを用いて、シリンドリカルレンズのレンズ固定部に対する回転位置を特定する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書に開示の位置合わせ方法は、既存の位置合わせシステムおよび方法と比べて利点を有する。
【００１０】
第１の利点は、方法が自己参照型であることで、レンズアセンブリにおいて、シリンドリカルレンズの位置合わせが一旦確立すると、次に、レンズアセンブリを、位置合わせされた構成で、光学系に直接追加しうることである。
【００１１】
第２の利点は、比較的弱い、例えば、１５００ｍｍ以上、または、２０００ｍｍ以上、または、２５００以上の焦点距離を有するシリンドリカルレンズに当てはまる。そのようなレンズは、非常に小さい面湾曲を有するので、機械的接触測定技術を用いて、十分な精度で測定を行うのが難しい。例えば、本明細書に開示のシステムおよび方法は、１ミリラジアンより優れた位置合わせを提供しうる。
【００１２】
第３の利点は、測定が非接触で行われるので、シリンドリカルレンズの光学面を破損する危険がないことである。
【００１３】
第４の利点は、測定は測定するシリンドリカルレンズの屈折特性に依存するので、シリンドリカルレンズがプロービング法で確かに測定しうるものより小さいサジッタを有することが問題とならないことである。
【００１４】
第５の利点は、システムおよび方法は、光学アセンブリ製造会社が、シリンドリカルレンズのレンズアセンブリ上の基準特徴物に対する角度向き許容範囲を緩く特定することが可能になることである。これは、次に、光学アセンブリのコストを削減しうる。
【００１５】
更なる特徴および利点を、以下の詳細な記載に示し、それは、部分的には、当業者には記載から明らかであるか、詳細な記載、請求項、および、添付の図面に示した実施形態を実施することで分かるだろう。ここまでの概略的記載、および、以下の詳細な記載の両方が例示に過ぎず、請求項の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図すると理解すべきである。
【００１６】
添付の図面は、更なる理解のために含められ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を示し、詳細な記載と共に、様々な実施形態の原理および動作を説明する役割を果たす。したがって、本開示は、以下の詳細な記載を添付の図面と共に読むことで、より完全に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】例示的な平凹レンズの立面図であり、シリンドリカルレンズの凹状湾曲はｙ−ｚ平面におけるものである。
【図１Ｂ】例示的な平凹レンズの側面図であり、シリンドリカルレンズの凹状湾曲はｙ−ｚ平面におけるものである。
【図１Ｃ】図１Ａと同様であり、レンズ軸（ＬＺ）を中心に、ｘ−ｙ平面で測定した基準ｙ方向に対する方位角である量φで回転したシリンドリカルレンズを示している。
【図２】シリンドリカルレンズを動作自在に支持してレンズアセンブリを形成するのに用いられる例示的なレンズ固定部の側面図であり、更に、レンズアセンブリを形成する時にシリンドリカルレンズをレンズ固定部内で位置合わせするための機械的基準データを提供するレンズ固定部の例示的な支持構造物も示している。
【図３Ａ】レンズアセンブリの一部の前面図であり、レンズ固定部によって、完璧な回転方向位置合わせで、つまり、方位角回転がない状態（φ＝０）で支持したシリンドリカルレンズを示している。
【図３Ｂ】図３Ａと同様であるが、回転方向の位置ずれ（φ≠０）を有するシリンドリカルレンズを示している。
【図４Ａ】機械的測定データに対するレンズ固定部におけるシリンドリカルレンズの回転向き（位置）の測定に用いられる測定光学系の概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａと同様であり、２つの焦線の１つで第１の線画像を測定する第１の動作自在向きで、測定システムに動作自在に配置されたレンズアセンブリを示している。
【図４Ｃ】図４Ｂと同様であるが、図４Ｂの前向きで用いられたのと同じ焦線で第２の線画像を測定する、第１の動作自在向きと反対の第２の動作自在向きのレンズアセンブリを示している。
【図５Ａ】測定光学系の画像センサによって撮像した実際の第１の線画像を示している。
【図５Ｂ】測定光学系の画像センサによって撮像した実際の第２の線画像を示している。
【図６Ａ】２つの測定構成について、測定光学系の画像センサによって撮像した第１の合焦位置での第１の線画像を概略的に示し、制御部が、基準座標系のｘ軸に対応する二分線の形態の基準特徴物をいかに特定するかを示している。
【図６Ｂ】図６Ａと同様であるが、２つの測定構成について、第２の合焦位置での第２の線画像を示している。
【図７】レンズアセンブリを形成するのに用いうる例示的なレンズ固定部の前面図であり、レンズ固定部は、シリンドリカルレンズをレンズ固定部内で回転方向および平行移動方向に調節することを考慮した撓み部および調節ねじを備えて構成されている。
【図８Ａ】図４Ｂと同様であり、レンズ固定部に対する正のシリンドリカルレンズの角度位置の図４Ａの測定光学系を用いた測定例を示している。
【図８Ｂ】図４Ｃと同様であり、レンズ固定部に対する正のシリンドリカルレンズの角度位置の図４Ａの測定光学系を用いた測定例を示している。
【図９Ａ】シリンドリカルレンズ要素を用いた例示的な走査光学系の概略図である。
【図９Ｂ】レンズアセンブリが走査光学系内で位置合わせされるようにレンズアセンブリが鏡筒の支持構造物といかに相互接続されるかを示す第１の鏡筒の拡大図である。
【図９Ｃ】レンズアセンブリが走査光学系内で位置合わせされるようにレンズアセンブリが鏡筒の支持構造物といかに相互接続されるかを示す第１の鏡筒の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、本開示の様々な実施形態を詳細に記載し、例を添付の図面に示している。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り、同じ、または、類似の参照番号および符号を用いている。図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、当業者には、本開示の主要な態様を示すために図面を簡略した場合が分かるだろう。
【００１９】
後述する請求項は、この詳細な記載に組み込まれ、その一部を構成する。
【００２０】
図面のいくつかでデカルト座標を参照のために示しているが、方向も向きも限定することを意図しない。
【００２１】
垂直、水平、上、下、上部、底部などの用語は、説明を容易にし、参照のために用いた相対的な用語であり、方向、向き、位置などを限定することを意図しない。
【００２２】
「シリンドリカルレンズ」という用語は、少なくとも１つの円筒面を有し、更に、球状面または任意の他の種類の形状面も有しうるものを称し、その場合、シリンドリカルレンズは、特定の種類またはクラスのアナモルフィックレンズと考えうる。円筒面も、サドル状面を形成する面内に球面形状を有しうる。シリンドリカルレンズは、単一のレンズ要素であるか、シリンドリカルレンズを群として含む多数のレンズ要素または光学要素を含みうる。平凸状、平凹状、正のメニスカス、負のメニスカスなど、様々な種類のシリンドリカルレンズ形状を用いうる。曲面形状は、球面に限定されず、非球面でありうる。以下の記載および図面において、記載および図示を容易にするために、シリンドリカルレンズを、第１の円筒面および第２の平坦な（平）面を有する単一のレンズ要素として示している。
【００２３】
「焦線」という用語を用いて、シリンドリカルレンズが平行光を合焦させる時に、シリンドリカルレンズによって形成される現実（つまり、仮想ではない）光分布を記載し、仮想焦線に対する現実焦線も同様である。
【００２４】
「線画像」という用語を用いて、画像センサによって撮像し、電気的（例えば、デジタル）画像信号として具現化された焦線の画像を記載し、それは、任意で、表示部に表示される。
【００２５】
「精密面」という用語を平面に用いた場合、平滑な面仕上げを有し、高いレベルの平坦性を有する面であり、精密研削機、研磨機などの精密仕上げ器具を用いて実現しうる表面を意味する。
【００２６】
本明細書で用いるように頭文字を取ったＵＶは、「紫外線」を意味する。
【００２７】
頭文字を取ったＣＭＯＳは、「相補型金属酸化膜半導体」を意味する。
【００２８】
頭文字を取ったＣＣＤは、「電荷結合素子」を意味する。
【００２９】
「動作自在方向」および「動作自在向き」という用語を用いて、線画像を形成するための光ビームに対するシリンドリカルレンズの２つの概略的許容位置の１つを称する。前面および後面を有し、光源によって形成された光ビーム内に配置されたシリンドリカルレンズについて、シリンドリカルレンズが中心レンズ軸に対して略直角に配置された状態で、動作自在方向または動作自在向きは、シリンドリカルレンズの前面が光源から離れるように向く場合、または、光源に向く場合のいずれかと定義される。したがって、シリンドリカルレンズの２つの動作自在方向を、前方および後方、若しくは、前向き、および、後向きと称しうる。後述する方法において、シリンドリカルレンズの方向または向きは、光ビーム内で前向きから後向きへ裏返されるか、逆にされて、２つの測定条件を確立しうる。
【００３０】
シリンドリカルレンズ
図１Ａは、後述するようにレンズ固定部に固定されて、そこで位置合わせされる例示的なシリンドリカルレンズ１０の概略図である。シリンドリカルレンズ１０を、例として、平凹レンズとして示しており、他の種類のシリンドリカルレンズも、本明細書に開示のシステムおよび方法で用いうることが分かるだろう。例示的なシリンドリカルレンズ１０は、円筒状に湾曲して湾曲がｙ−ｚ平面に位置する前面１２、および、平坦な（平）面である後面１４を有する。シリンドリカルレンズ１０は、シリンドリカルレンズの中心を通りｚ方向に延びる中心レンズ軸ＡＬを有する。シリンドリカルレンズ１０は、上面１６および底面１８を有する。シリンドリカルレンズ１０は、中心レンズ軸ＡＬで交差する垂直レンズ軸ＹＬおよび水平レンズ軸ＸＬも有する。シリンドリカルレンズ１０は、シリンドリカルレンズについての情報（例えば、面は「前」または「後」面である）を提供し、シリンドリカルレンズを上記レンズ固定部に配置し位置合わせするのも補助しうる１つ以上の指標１９も含みうる。
【００３１】
図１Ｂは、例示的なシリンドリカルレンズ１０の側面図であり、湾曲した前面１２の曲率半径ＲＣを画定する湾曲部の中心Ｃを示している。通常、光の進行方向は左から右であり、湾曲部の中心Ｃはシリンドリカルレンズの右側なので、凹状の前面１２は負の曲率半径ＲＣを有する。
【００３２】
図１Ｃは、図１Ａと同様であり、レンズ軸ＡＬを中心に、ｘ−ｙ平面でｙ方向に対して測定した方位回転角度である量φで時計回りに回転したシリンドリカルレンズ１０を示している。したがって、ｙ方向は、シリンドリカルレンズの方位角の回転を測定する基準ＲＥＦとしての役割を果たす。ｙ方向（ＲＥＦ）と垂直レンズ軸ＹＬの間の正の方位角φは、時計回りに測定され、負の方位角φは、反時計回りに測定される。以下、方位角φを、「回転角度」または「回転位置」または「回転位置ずれ」とも称する。
【００３３】
レンズ固定部  
図２は、シリンドリカルレンズ１０を動作自在に支持してレンズアセンブリ５０を形成するのに用いられる例示的なレンズ固定部３０の側面図である。例示的なレンズ固定部３０は、Ｔ字状で、上部３２、および、下方に向かって垂れる載置部３５を含む。上部３２は、略平坦で、ｘ−ｚ平面で向けられている。上部３２は、相互接続面３４を有する。後述するように、相互接続面３４は他の精密面と相互接続するように用いられるので、好ましくは、精密面として形成される。
【００３４】
載置部３５は、上部３２の相互接続面３４の中心から下方に向かって垂れる。載置部３５は、前面３６、後面３８、および、末端部４０を有する。載置部３５は、中心軸ＡＡを有する開口４４を含む。シリンドリカルレンズ１０は、載置部３５の前面３６に開口４４の上で、レンズ軸ＡＬが開口中心軸ＡＡと略同軸となるように載置される。前面３６および後面３８は、好ましくは、精密面として形成される。例において、固定材料５２を用いて、レンズ１０の後面１４の一部を、載置部３５の前面３６に固定する。例において、固定材料５２は、ＵＶ硬化性接着剤または熱硬化性接着剤などの硬化性接着剤を含みうる。例において、シリンドリカルレンズ１０の回転位置は、固定材料５２の硬化前は調節自在であり、固定材料の硬化後は、回転方向に調節自在ではない。他の例において、止めねじを用いて、従来から知られた技術を用いてシリンドリカルレンズ１０を載置部に載置しうる。
【００３５】
図２も、支持面６４を備えた支持部材６２を有する例示的な支持構造物６０を示している。支持面６４はレンズ固定部３０の相互接続面３４を受け付け、それと相互接続するので、好ましくは、精密面として形成される。後述するようにレンズアセンブリ５０を形成する時に、支持面６４は機械的基準特徴物（データ）を画定する。図２の例において、支持面６４は、ｘ−ｚ平面に位置し、更に、例において、ｘ−ｚ平面を画定する。
【００３６】
図３Ａは、レンズアセンブリ５０の一部の前面図であり、レンズ固定部３０の載置部３５によって、完璧な回転方向位置合わせで、つまり、方位角回転がない状態（φ＝０）で支持したシリンドリカルレンズ１０を示している。この理想的位置合わせ状態で、垂直レンズ軸ＹＬは、ｙ方向に直進し、水平レンズ軸は、ｘ方向に直進し、尚、ここでも、支持面６４はｘ−ｚ平面に位置する。
【００３７】
図３Ｂは図３Ａと同様であるが、シリンドリカルレンズのレンズ固定部３０に対する角ずれ（φ≠０）を構成する方位角回転を有するシリンドリカルレンズ１０を示している。
【００３８】
理想的には、シリンドリカルレンズ１０は、図３Ａに示したように回転方向位置合わせ誤差がない状態で、つまり、φ＝０で、レンズ固定部３０に固定される。より現実的には、シリンドリカルレンズ１０をレンズ固定部３０に、（例えば、方位角の大きさ｜φ｜として表された）角ずれが許容範囲Ｔ内、例えば、｜φ｜＜Ｔとなるように固定することを目標とする。ここで、Ｔは、基準ＲＥＦ、または、基準座標系のｙ軸に対する方位角回転誤差（つまり、回転方向位置合わせ誤差）についての許容範囲である。
【００３９】
特定の利用例に応じた様々な例において、許容範囲Ｔは、５ミリラジアン、または、４ミリラジアン、または、３ミリラジアン、または、２．５ミリラジアン、または、２ミリラジアン、または、１．５ミリラジアン、または、１ミリラジアンでありうる。
【００４０】
測定光学系  
図４Ａは、レンズアセンブリ５０におけるシリンドリカルレンズ１０の位置合わせを測定、つまり、レンズ固定部３０におけるシリンドリカルレンズ１０の方位角φ（回転位置）を測定して、｜φ｜＜Ｔであるかを評価するのに用いられる測定光学系（「システム」）１００の概略図である。
【００４１】
システム１００は、支持構造物６０を含む。上記のように、支持面６４は、ｘ−ｚ平面に位置し、機械的基準特徴物（データ）を画定する。システム１００は、ｚ方向に延び、したがって、支持面６４に平行なシステムの光軸ＡＳを有する。後述するように、システムは光１１２が進行する光路ＯＰを有する。
【００４２】
システム１００は、光源１０６および光学系１２０を含む。光源１０６は、長い光ファイバ１０９に光学的に連結された光出射部１０８を含みうる。光出射部は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、または、他の種類のレーザ源を含みうる。光源１０６は、光出射部１０８だけからなるものでもありうる。光源は、出射端部１１０を有する。例において、光源１０６は、出射端部１１０から、発散光１１２Ｄを、システムの軸ＡＳに沿って光学系１２０に向かって出射する。
【００４３】
光学系１２０は回転対称であり、例において、発散光を平行にして平行光ビーム１１２Ｃを形成し、次に、平行光から合焦された（収束）光１１２Ｆを形成するように構成される。光学系１２０は、従来から知られた様々な異なる構成を有しうるもので、示した例示的な構成は、軸方向に離間した第１および第２の正の屈折レンズＬ１、Ｌ２を含み、各々、例えば、焦点距離ｆ１、ｆ２を有する。焦点距離ｆ１、ｆ２は、同じ（ｆ１＝ｆ２）であるか、または、図示したように異なりうる。レンズＬ１は、光源１０６の出射端部１１０から距離ｆ１に、動作自在に配置される。レンズＬ１は、コリメートレンズを含み、レンズＬ２は、比較的弱い合焦レンズを含む。レンズＬ１、Ｌ２は、個々のレンズ要素、複合レンズ、または、多数のレンズ要素を含むレンズアセンブリでありうる。レンズＬ１、Ｌ２を概略的に屈折レンズ要素として示しているが、光学系は、反射レンズ要素、または、他の種類のレンズ要素、または、反射レンズ要素と屈折レンズ要素の組合せを含みうることが従来から知られている。
【００４４】
シリンドリカルレンズ１０が正の光学パワーを有する例において、負のシリンドリカルレンズに関して後述するのと同様に、レンズＬ２は、正のシリンドリカルレンズ１０が光路ＯＰに挿入された時に、２つの焦線が異なる軸位置に形成されるように平行光ビーム１１２Ｃを弱く発散された光ビームに変換する負レンズでありうる。その代わりに、図８Ａ、８Ｂに示し後述する例示的な実施形態で記載するように、レンズＬ２を省略して、正のシリンドリカルレンズのみが単一の焦線を形成するようにしうる。尚、図４Ａに示したシステム１００の特定の実施形態において、収束光ビーム１１２Ｆが形成されて、そうではない場合の負のシリンドリカルレンズ１０の仮想焦線が、現実焦線になる。概して、当業者には、システム１００の構成を必要に応じて変更して、シリンドリカルレンズ１０の所定の構成について現実焦線を取得しうることが分かるだろう。
【００４５】
更に図４Ａを参照すると、システム１００は、第２のレンズＬ２から距離ｆ２に位置する画像感知面１４２を有する画像センサ１４０も含む。後述するように、画像センサ１４０は、画像センサの軸位置を調節して、画像感知面１４２を用いて画像を異なる軸位置で検出しうるように構成された移動自在ステージ１４４によって支持されうる。
【００４６】
画像センサ１４０は、表示部１５２を含む制御部１５０に、動作自在に接続される。例において、画像センサ１４０は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳセンサ、または、空間光分布（つまり、画像）を検出し、検出した光を処理のために制御部１５０に送られるデジタル画像信号ＳＤに変換するのに用いられる類似のデジタル検出器を含む。例において、制御部１５０は、画像センサ１４０からのデジタル画像信号ＳＤを処理するための非一時的コンピュータ読取り可能媒体に具現化された命令を実行し、更に、詳しく後述するような本開示の方法の態様を概して実施するように構成されたコンピュータを含む。
【００４７】
図４Ａは、制御部の表示部１５２の拡大挿入図を示している。レンズアセンブリ５０のないシステム１００の動作において、光源からの発散光１１２Ｄは、第１のレンズＬ１によって平行にされて、平行光ビーム１１２Ｃを形成する。次に、平行光ビーム１１２Ｃは、第２のレンズＬ２によって合焦されて、合焦または収束光１１２Ｆを形成する。合焦光ビームは、画像感知面１４２で、焦点ＦＳを形成する。撮像した焦点ＦＳのデジタル画像を、表示部１５２の拡大挿入図に、焦点（デジタル）画像ＦＳＩとして示している。
【００４８】
図４Ｂは図４Ａと同様であり、レンズアセンブリ５０が中に動作自在に配置され、支持構造物６０によって動作自在に支持され、レンズ固定部３０の相互接続面３４が支持構造物の支持面６４と相互接続したシステム１００を示している。尚、レンズアセンブリ５０は、合焦光ビーム１１２Ｆの光路ＯＰに配置され、シリンドリカルレンズ１０の前面１２が画像センサ１４０に向いている。この時、シリンドリカルレンズ１０は第１の動作自在方向または第１の動作自在向きであると称しうる。
【００４９】
この構成において、シリンドリカルレンズ１０は、合焦光ビーム１１２Ｆから、第１の合焦光ビーム１１２Ｈを形成し、次に、それが、第１の焦線Ｈを、負のパワーを有するシリンドリカルレンズ１０により焦点ＦＳが形成された位置より遠くに形成する。尚、第１の焦線Ｈは、略ｘ方向（水平）に延び、シリンドリカルレンズの前面１２の湾曲部は、ｙ方向（垂直）に延びる。したがって、シリンドリカルレンズ１０の垂直レンズ軸ＹＬの（基準）ｙ軸に対する比較的小さい角ずれについて、第１の焦線Ｈは、略水平にｘ方向に向き、完全な水平から僅かだけ傾くので、第１の焦線Ｈも水平焦線と称する。
【００５０】
合焦光ビーム１１２Ｖの残りの部分は、シリンドリカルレンズ１０の光学パワーを受けず、破線で示した通りでおり、第２または垂直焦線Ｖを、シリンドリカルレンズがない時に元の焦点ＦＳが形成された位置で（図４Ａを参照）形成する。垂直焦線Ｖは、略ｙ方向、つまり、水平焦線Ｈに直交して延び、相対的角ずれについて、完全な垂直から僅かだけ傾く。
【００５１】
表示部１５２の拡大挿入図は、水平焦線Ｈを撮像した（デジタル）水平線画像ＨＩを示しており、画像センサ１４０で撮像し制御部１５０に送ったものである。
【００５２】
図４Ｃは、レンズアセンブリ５０が裏返されてシリンドリカルレンズ１０が第２の動作自在方向または向きである以外は、図４Ｂと同様であり、ここでは、前面１２は光源１０６に向いている（つまり、シリンドリカルレンズは、ここでは、「後向き」）。結果的に得られる焦線をＨ’、Ｖ’と表し、図４Ａの測定構成に関連するものと区別している。画像センサ１４０を、（例えば、移動自在ステージ１４４を介して）移動して、水平焦線Ｈ’が形成される軸位置の任意の変化に適応する必要がありうる。図４Ｃの拡大挿入図は、撮像した第２の水平線画像ＨＩ’を示しており、図４Ｂの水平線画像ＨＩに対して回転している。
【００５３】
図５Ａ、５Ｂは、シリンドリカルレンズの比較的大きい角ずれ量について、画像センサ１４０からの実際に撮像した水平線画像ＨＩ、ＨＩ’を示している。
【００５４】
図６Ａは、表示部１５２の概略図であり、図４Ａ、４Ｃのシステム１００の各構成について撮像した２つの第２の線画像ＨＩ、ＨＩ’を示している。シリンドリカルレンズ１０が完璧に位置合わせされた、つまり、方位角回転を有さず、φ＝０であるレンズアセンブリ５０において、焦線Ｈ、Ｈ’は、同じ向きを有し、つまり、同一直線上であり、ｘ方向に延びる。線画像ＨＩ、ＨＩ’の相対的な傾きは、シリンドリカルレンズ１０の回転方向の位置ずれφによって生じる。２つの第１の線画像Ｈ、Ｈ’を二分する二分線ＢＬを、破線として示している。二分線ＢＬは、制御部１５０によって特定され、基準座標系のｘ軸に対応する。したがって、二分線ＢＬは、２つの水平線画像ＨＩ、ＨＩ’の相対的向き、したがって、方位回転角度φ、つまり、シリンドリカルレンズ１０の回転方向の位置ずれを確立するための便宜的基準としての役割を果たす。例において、制御部１５０は、２つの線画像ＨＩ、ＨＩ’（または、ＶＩ、ＶＩ’）の相対的向きを確立するために二分線ＢＬを特に計算する必要はない。
【００５５】
方位角回転φの量が選択した許容範囲内の場合、例えば、ＵＶ硬化性接着剤５２をシリンドリカルレンズを通してＵＶ光５４で照射することによって（図２を参照）、止めねじなどで固定することによって、シリンドリカルレンズがレンズ固定部３０に対して回転しないように、シリンドリカルレンズ１０の位置を固定しうる。
【００５６】
方位角回転φの量が選択した許容範囲を超えている場合、次に、シリンドリカルレンズ１０の回転位置を調節して、選択した許容範囲内になるようにしてから、位置を固定する。例示的なシリンドリカルレンズ１０の相対的位置の調節方法を、次に記載する。
【００５７】
尚、代わりに、レンズアセンブリ５０の２つの動作自在向きについて、移動自在ステージ４４を用いて画像センサ４０の軸位置を調節することによって、垂直焦線Ｖ、Ｖ’を撮像しうる。次に、図６Ｂに示すように、対応する垂直線画像ＶＩ、ＶＩ’を用いて、シリンドリカルレンズ１０の角度位置合わせを測定し調節する。この場合、二分線ＢＬはｙ方向に延び、基準としての役割を果たす。次に、方位角回転φを、この二分線ＢＬに対して測定する。
【００５８】
尚、図６Ａ、６Ｂの方位回転角度φの寸法を非常に誇張して示している。典型的な回転誤差φは、裸眼では比較的見つけ難い１０ミリラジアン以下程度である。したがって、本開示の態様は、制御部１５０に、線画像ＨＩ、ＨＩ’（または、ＶＩ、ＶＩ’）の相対的向きの確立に用いられる計算を行わせることを含む。上記のように、これは、二分線ＢＬを特定することによって行いうる。
【００５９】
線画像ＨＩ、ＨＩ’（または、ＶＩ、ＶＩ’）の相対的向きを確立する工程は、制御部が最初に最も高い適合度を所定の線画像の対（例えば、水平線画像ＨＩ、ＨＩ’または垂直線画像ＶＩ、ＶＩ’のいずれか）に与え、次に、数値的に最も適合する線画像を用いる工程を含みうる。制御部は、最も適合する画像を用いて、二分線も特定しうる。次に、制御部は、線画像の相対的向きが確立すると、回転方向位置ずれを特定する。
【００６０】
例において、水平線画像ＨＩ、ＨＩ’および垂直線画像ＶＩ、ＶＩ’の両方を測定して、線画像の各対について角ずれ量を測定しうる。次に、２つの測定結果を平均して、角ずれの平均測定値を取得しうる。
【００６１】
例示的な調節自在レンズ固定部およびレンズアセンブリ  
図７は、レンズアセンブリ５０を形成し、シリンドリカルレンズの位置を調節するのに用いうる例示的なレンズ固定部３０の前面図である。レンズ固定部３０の載置部３５は、解放内部４１０を画定する上部４０２、両側部４０４、および、湾曲した底部４０５を有する枠部４００によって画定される。解放内部４１０は、上部領域４１２および底部領域４１４を有する。載置部３５は、解放内部４１０内に吊るされた支持部材４２０を含む。支持部材４２０は、解放内部４１０の上部領域４１２に位置する上部４２２、および、解放内部の底部領域４１４に位置する底部４７４を含む。
【００６２】
支持部材４２０は、解放内部４１０の上部領域４１２で、枠部４００の上部４０２から下方に垂れて上部４２２に接続する２つの角度を成した支持撓み部４５０によって吊るされる。上部支持部材４２２は、両側部４２４および底部４２６を有する。
【００６３】
支持部材４２０の底部４７４は、解放内部４１０の底部領域４１４で、上部４２２の底部４２６から下方に垂れる２つの支持撓み部４８０によって吊るされる。底部４７４は、両側部４７６を有し、載置部３５の開口４４を含む。中心開口４４の上に支持されてレンズアセンブリ５０を形成する例示的なシリンドリカルレンズ１０を示している。破線は、角度を成した支持撓み部４５０が底部４７４に向かって延伸した場合、開口４４の開口軸ＡＡで交差するように、いかに構成されるかを示している。
【００６４】
調節自在レンズ固定部３０は、更に、第１および第２の調節ねじ５００を含む。第１の調節ねじ５００は、枠部４００の１つの側部４０４によって支持され、近端部５０２および遠端部５０４を有するシャフト５０１を含む。シャフト５０１の少なくとも一部は、ねじ山を有し、側部４０４のねじ山を有する孔４０６と係合する。シャフト５０１の一部は、対応する角度を成した支持撓み部４５０の孔（不図示）も通って、遠端部５０４が第１の支持部材４２０の対応する側部４２４に接触する。近端部５０２は、枠部４００を僅かに超えて延伸するか、枠部と同じ高さで、第１の調節ねじ５００を回すのに用いうる。弾性部材５０８を、枠部４００の側部４０４と、第１の調節ねじ５００と反対側の支持部材４２０の上部４２２の側部４２４の間に配置して、第１の支持部材に安定復元力を提供する。
【００６５】
載置固定部３０は、第２の調節ねじ５００も含み、それも、枠部４００の側部４０４によって支持されて、遠端部５０４が支持部材４２０の底部４７４の側部４７６に接触する。第２の調節ねじ５００のシャフト５０１は、対応する垂直支持撓み部４８０の孔（不図示）を通る。弾性部材５０８を、枠部４００の側部４０４と、第２の調節ねじ５００と反対側の底部４７４の側部４７６の間に配置して、第２の支持部材に安定復元力を提供する。
【００６６】
角度を成した支持撓み部４５０は、第１の調節ねじ５００が水平に上部４２２を押圧した時の底部４７４の開口軸ＡＡを中心とした回転を考慮している。垂直支持撓み部４８０は、第２の調節ねじ５００が水平に底部を押圧した時の底部４７４の平行移動を考慮している。第１および第２の調節ねじ５００に細かいねじ山を備えることは、小さい（精密な）回転方向（方位角）調節を第１の調節ねじを用いて行い、小さい（精密な）横方向の調節を第２の調節ねじを用いて行うことを考慮している。例において、第１および第２の調節ねじの回転量を、各々、シリンドリカルレンズ１０の角回転量および横方向の平行移動量に較正する。更に、例において、レンズアセンブリ５０がシステム１００内に位置する間、シリンドリカルレンズ１０の調節をリアルタイムで行いうる。従来から知られる他の種類および構成のレンズ固定部３０を、シリンドリカルレンズの位置の調節に効果的に用いうるものであり、図７に示した上記例示的なレンズ固定部は、限定するものではない例として提供している。
【００６７】
正のシリンドリカルレンズの角度位置の測定例  
図８Ａ、８Ｂは図４Ｂ、４Ｃと同様であり、正のシリンドリカルレンズ１０の角度位置を測定する例示的な実施形態を示している。本実施形態において、光学系１２０は、コリメートレンズＬ１のみを含み、平行光ビーム１１２Ｃを形成する。図８Ａにおいて、正のシリンドリカルレンズは、「前向き」動作自在向きで、第１の水平焦線Ｈを形成する合焦光ビーム１１２Ｈを形成する。図８Ａの拡大挿入図は、第１の水平線画像ＨＩを示している。本実施形態において、正のシリンドリカルレンズが平行光ビーム１１２Ｃに挿入されるので、直交方向の垂直焦線Ｖはない。代わりの実施形態は、図４Ａに示したように、弱く収束するビームを用いる。
【００６８】
図８Ｂは、裏返したレンズアセンブリ５０を示しており、ここでは、正のシリンドリカルレンズ１０は、第２の水平焦線Ｈ’を形成する後向き動作自在向きである。図８Ｂの拡大挿入図は、第２の水平線画像ＨＩ’を示している。
【００６９】
第１および第２の水平線画像Ｈ、Ｈ’を取得すると、二分線ＢＬを任意で確立し、角ずれの測定、および、正のシリンドリカルレンズを選択した位置合わせ許容範囲Ｔ内にする方法が、上記のように行われる。
【００７０】
位置合わせされたレンズアセンブリを用いる例示的な光学系  
シリンドリカルレンズ１０をレンズ固定部３０と位置合わせすると、結果的に位置合わせされたレンズアセンブリ５０を、シリンドリカルレンズを用いる光学系に加えうる。光学系は、支持構造物６０と同様の支持構造物を含み、位置合わせされた構成で、つまり、更なる位置合わせ測定および調節を行う必要なく、シリンドリカルレンズが光学系に配置されるようにする。
【００７１】
図９Ａは、例示的な光学系として、上記のように載置固定部３０と位置合わせされたシリンドリカルレンズ１０を有するレンズアセンブリ５０を採用しうるＦ−θ走査システム（「走査システム」）２００の概略図である。走査システム２００は、光軸ＡＯ、光源２１０、コリメートレンズ２２０、シリンドリカルレンズ１０、鏡面２３２を有する回転走査ミラー２３０、並びに、負レンズ２５２および正レンズ２５４を含み、それらの一方または両方がアナモルフィックでありうるものとして示したＦ−θレンズ２５０を含む。光軸ＡＯと交差するように回転する鏡面２３２は、光軸を曲げるように作用し、更に、回転自在ミラーが回転すると、光軸を移動（走査）する。像面ＩＰに位置する処理対象物２６０も示している。図８Ａの走査システム２００の種類の例は、米国特許第５，０３１，９７９号、米国特許第５，２７０，８５０号、および、米国特許第５，３２９，３９９号の各明細書に詳細に記載されており、それらは、参照により本明細書に組み込まれる。
【００７２】
光源２１０は、発散光を出射し、それは、コリメートレンズ２２０によって平行にされる。シリンドリカルレンズ１０を用いて、線画像を、回転走査ミラー２３０の表面で形成し、線画像は、ｙ−ｚ平面で狭く、ｘ−ｚ平面で長いものである。破線部分は、直交するｙ−ｚ平面でのイメージングを表している。光は、鏡面２３２から反射され、光を像面ＩＰで焦点ＦＳまで合焦するＦ−θレンズ２５０によって受光される。シリンドリカルレンズ１０を用いて、鏡面２３２で線画像を形成する利点は、回転走査ミラー２３０の製造および位置合わせが不完全なことによる鏡面２３２での位置ずれによって生じる画像ずれを補正することである。結果的に、走査中に像面ＩＰで望ましい走査経路に亘って焦点ＦＳを走査する傾き不変効果が得られる。
【００７３】
走査システムを、コリメートレンズ２２０およびシリンドリカルレンズ１０を支持する第１の鏡筒３００Ａ、並びに、Ｆ−θレンズ２５０の負レンズ２５２および正レンズ２５４を支持する第２の鏡筒３００Ｂを含むものとして示している。
【００７４】
図９Ｂは、コリメートレンズ２２０およびシリンドリカルレンズ１０を支持する第１の鏡筒３００Ａの拡大図である。鏡筒３００Ａはコリメートレンズ２２０のレンズ載置部３１０、および、位置合わせされたシリンドリカルレンズ１０を含むレンズアセンブリ５０を受け付けて支持する支持構造物３６０を含む。支持構造物３６０は、好ましくは精密面である支持面３６４を備えた支持部材３６２を有する。支持面３６４は、基準特徴物を機械的データの形態で画定する。図９Ｃに示すように、支持部材３６２は、レンズ固定部３０の相互接続面３４が支持部材の支持面３６４と相互接続するように構成される。これにより、レンズアセンブリ５０を鏡筒３００Ａ内で位置合わせし、例えば、シリンドリカルレンズ軸ＡＬは、走査システムの光軸ＡＯと位置合わせされ、更に、垂直および水平レンズ軸ＹＬ、ＸＬは、光学系２００の光学系基準座標系のｙ軸およびｘ軸と位置合わせされる。
【００７５】
例において、支持構造物３６０の支持面３６４は、測定光学系１００で用いた支持構造物６０の支持面６４と同じ、または、略同じ構成を有する。例において、支持構造物は、載置部３５の遠端部４０を固定する支持部材３６４を含みうる。
【００７６】
レンズアセンブリ５０が、図９Ｃに示したような支持構造物３６０を用いて、鏡筒３００Ａ内で動作自在に支持された場合、支持部材３６２は、シリンドリカルレンズ１０が走査システム２００に位置合わせされた状態で、つまり、走査システム３００の対応するｙ軸（または、他の基準特徴物）に対して方位角回転許容範囲Ｔ内で確実に配置されるようにする。この位置合わせにより、焦線ＬＦを鏡面２３２で適切に形成するのを確実にし、次にそれは、走査した焦点ＦＳを像面ＩＰで適切に形成するのを確実にする。
【００７７】
記載した態様１は、
レンズアセンブリの形成方法であり、それは、
シリンドリカルレンズを、相互接続面を有するレンズ固定部に調節自在に取り付ける工程と、
相互接続面を支持構造物の基準面と相互接続させる工程であって、シリンドリカルレンズは、光ビームに対して前向きおよび後向きに配置しうるものであり、基準面は、基準方向を画定するものである工程と、
前向きおよび後向きについて、シリンドリカルレンズによって形成された第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
第１および第２の線画像の確立された相対的向きを用いて、シリンドリカルレンズの基準方向に対する角ずれ量を特定する工程と、
シリンドリカルレンズをレンズ固定部に対して回転させて、角ずれ量を削減する工程とを含む。
【００７８】
記載した態様２は、
態様１の方法であり、相対的向きを確立する工程は、第１および第２の線画像を二分する線を特定する工程を含むものである。
【００７９】
記載した態様３は、
態様１または２の方法であり、回転させる工程の後に、
シリンドリカルレンズをレンズ固定部に固定して、シリンドリカルレンズがレンズ固定部に対して回転できないようにする工程を、更に含む。
【００８０】
記載した態様４は、
態様３の方法であり、シリンドリカルレンズは、硬化性接着剤を用いて、レンズ固定部に調節自在に取り付けられるものであり、固定する工程は、硬化性接着剤を硬化させる工程を含むものである。
【００８１】
記載した態様５は、
態様４の方法であり、硬化性接着剤は、紫外線（ＵＶ）硬化性であり、接着剤を硬化させる工程は、ＵＶ硬化性接着剤をＵＶ光で照射する工程を含むものである。
【００８２】
記載した態様６は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有し、光ビームは、収束光ビームを含むものである。
【００８３】
記載した態様７は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、平面を有するものである。
【００８４】
記載した態様８は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、単一のシリンドリカルレンズ要素からなるものである。
【００８５】
記載した態様９は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、少なくとも２つの曲面を含むものである。
【００８６】
記載した態様１０は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである。
【００８７】
記載した態様１１は、
態様１から５のいずれか１つの方法シリンドリカルレンズは、第１の平面に位置する第１の曲面を有するものであり、シリンドリカルレンズの角ずれがない場合には、第１および第２の焦線は、第１の平面に直交する第２の平面に位置するものである。
【００８８】
記載した態様１２は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、第１の平面に位置する第１の曲面を有するものであり、シリンドリカルレンズの角ずれがない場合には、第１および第２の焦線は、第１の平面と平行な第２の平面に位置するものである。
【００８９】
記載した態様１３は、
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、｜Ｒ｜＞１５００ｍｍである曲率半径Ｒを有する曲面を有するものである。
【００９０】
記載した態様１４は、
態様１から１３のいずれか１つの方法であり、レンズ固定部を光学系の第２の支持構造物と相互接続させることによって、レンズアセンブリを、光学系に挿入する工程を、更に含む。
【００９１】
記載した態様１５は、
態様１４の方法であり、相互接続させる工程は、相互接続面を、第２の支持構造物の第２の基準面と接触させる工程を含むものである。
【００９２】
記載した態様１６は
態様１から５のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、第１および第２の焦線を、収束光ビームをシリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、更に含む。
【００９３】
記載した態様１７は、
態様１から１６のいずれか１つの方法であり、レンズ固定部は、撓み部を有する載置部を含むものであり、シリンドリカルレンズを回転させる工程は、撓み部を移動することによって行われるものである。
【００９４】
記載した態様１８は、
態様１７の方法であり、撓み部は、支持部材に接続されたものであり、撓み部を移動する工程は、撓み部を支持部材に対して調節ねじを用いて押圧することによって行われるものである。
【００９５】
記載した態様１９は、
態様１から１８のいずれか１つの方法であり、回転させる工程は、角ずれ量を、１ミリラジアン未満である角度位置合わせ許容範囲内まで削減するものである。
【００９６】
記載した態様２０は、
シリンドリカルレンズが調節自在に取り付けられるレンズ固定部に対するシリンドリカルレンズの回転位置の測定方法であり、それは、
レンズ固定部を、シリンドリカルレンズが前向き、および、後向きに配置される各第１および第２の測定位置で基準特徴物と相互接続させる工程と、
各第１および第２の測定位置について、第１および第２の焦線を形成して、第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
確立された相対的向きを用いて、シリンドリカルレンズのレンズ固定部に対する回転位置を特定する工程とを含む。
【００９７】
記載した態様２１は、
態様２０の方法であり、第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程は、第１および第２の線画像を二分する二分線を画定する工程を含むものである。
【００９８】
記載した態様２２は、
態様２０または２１の方法であり、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に対して回転させて、回転位置を回転位置許容範囲内に調節する工程を、更に含む。
【００９９】
記載した態様２３は、
態様２２の方法であり、回転位置許容範囲は、１ミリラジアンである。
【０１００】
記載した態様２４は、
態様２２または２３の方法であり、回転させる工程の後に、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に固定して、シリンドリカルレンズをレンズ固定部に対して回転不可能にする工程を、更に含む。
【０１０１】
記載した態様２５は、
態様２４の方法であり、シリンドリカルレンズは、硬化性接着剤を用いて、固定部に調節自在に取り付けられるものであり、固定する工程は、硬化性接着剤を硬化させる工程を含むものである。
【０１０２】
記載した態様２６は、
態様２０から２５のいずれか１つの方法であり、レンズ固定部は、撓み部を有する載置部を含むものであり、シリンドリカルレンズを回転させる工程は、撓み部を移動させることによって行われるものである。
【０１０３】
記載した態様２７は、
態様２６の方法であり、撓み部は、支持部材に接続されるものであり、撓み部を移動させる工程は、撓み部を支持部材に対して調節ねじを用いて押圧することによって行われるものである。
【０１０４】
記載した態様２８は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、平面を有するものである。
【０１０５】
記載した態様２９は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、単一のシリンドリカルレンズ要素からなるものである。
【０１０６】
記載した態様３０は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、少なくとも２つの曲面を含むものである。
【０１０７】
記載した態様３１は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである。
【０１０８】
記載した態様３２は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、｜Ｒ｜＞１５００ｍｍである曲率半径Ｒ有する曲面を有するものである。
【０１０９】
記載した態様３３は、
態様２０から２７のいずれか１つの方法であり、シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、第１および第２の焦線を、収束光ビームをシリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、更に含む。
【０１１０】
記載した態様３４は、
態様２０から３３のいずれか１つの方法であり、基準特徴物は、支持構造物の支持面を含むものである。
【０１１１】
記載した態様３５は、
態様２０から３４のいずれか１つの方法であり、レンズ固定部を光学系の第２の支持構造物と相互接続させることによって、レンズアセンブリを、光学系に挿入する工程を、更に含む。
【０１１２】
記載した態様３６は、
態様３５の方法であり、相互接続させる工程は、レンズ固定部の相互接続面を第２の支持構造物の基準面と接触させる工程を含むものである。
【０１１３】
当業者であれば、添付の請求項によって画定した本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本明細書に記載したような本開示の好適な実施形態に、様々な変更が可能なことが明らかだろう。したがって、本開示は、変更および変形も、添付の請求項および等価物の範囲である限りは網羅するものである。
【０１１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１１５】
実施形態１
レンズアセンブリの形成方法において、
シリンドリカルレンズを、相互接続面を有するレンズ固定部に調節自在に取り付ける工程と、
前記相互接続面を支持構造物の基準面と相互接続させる工程であって、前記シリンドリカルレンズは、光ビームに対して前向きおよび後向きに配置しうるものであり、前記基準面は、基準方向を画定するものである工程と、
前記前向きおよび後向きについて、前記シリンドリカルレンズによって形成された第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
前記第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
前記第１および第２の線画像の前記確立された相対的向きを用いて、前記シリンドリカルレンズの前記基準方向に対する角ずれ量を特定する工程と、
前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に対して回転させて、前記角ずれ量を削減する工程と
を含む方法。
【０１１６】
実施形態２
前記相対的向きを確立する工程は、前記第１および第２の線画像を二分する線を特定する工程を含むものである、実施形態１に記載の方法。
【０１１７】
実施形態３
前記回転させる工程の後に、
前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に固定して、該シリンドリカルレンズが該レンズ固定部に対して回転できないようにする工程を、
更に含む、実施形態１または２に記載の方法。
【０１１８】
実施形態４
前記シリンドリカルレンズは、硬化性接着剤を用いて、前記レンズ固定部に調節自在に取り付けられるものであり、前記固定する工程は、前記硬化性接着剤を硬化させる工程を含むものである、実施形態３に記載の方法。
【０１１９】
実施形態５
前記硬化性接着剤は、紫外線（ＵＶ）硬化性であり、該接着剤を硬化させる工程は、該ＵＶ硬化性接着剤をＵＶ光で照射する工程を含むものである、実施形態４に記載の方法。
【０１２０】
実施形態６
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有し、前記光ビームは、収束光ビームを含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２１】
実施形態７
前記シリンドリカルレンズは、平面を有するものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２２】
実施形態８
前記シリンドリカルレンズは、単一のシリンドリカルレンズ要素からなるものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２３】
実施形態９
前記シリンドリカルレンズは、少なくとも２つの曲面を含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２４】
実施形態１０
前記シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２５】
実施形態１１
前記シリンドリカルレンズは、第１の平面に位置する第１の曲面を有するものであり、該シリンドリカルレンズの角ずれがない場合には、前記第１および第２の焦線は、前記第１の平面に直交する第２の平面に位置するものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２６】
実施形態１２
前記シリンドリカルレンズは、第１の平面に位置する第１の曲面を有するものであり、該シリンドリカルレンズの角ずれがない場合には、前記第１および第２の焦線は、前記第１の平面と平行な第２の平面に位置するものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２７】
実施形態１３
前記シリンドリカルレンズは、｜Ｒ｜＞１５００ｍｍである曲率半径Ｒを有する曲面を有するものである、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１２８】
実施形態１４
前記レンズ固定部を光学系の第２の支持構造物と相互接続させることによって、前記レンズアセンブリを、前記光学系に挿入する工程を、
更に含む、実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法。
【０１２９】
実施形態１５
前記相互接続させる工程は、前記相互接続面を、前記第２の支持構造物の第２の基準面と接触させる工程を含むものである、実施形態１４に記載の方法。
【０１３０】
実施形態１６
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、前記第１および第２の焦線を、収束光ビームを該シリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、
更に含む、実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
【０１３１】
実施形態１７
前記レンズ固定部は、撓み部を有する載置部を含むものであり、前記シリンドリカルレンズを回転させる工程は、前記撓み部を移動することによって行われるものである、実施形態１から１６のいずれか１つに記載の方法。
【０１３２】
実施形態１８
前記撓み部は、支持部材に接続されたものであり、該撓み部を移動する工程は、該撓み部を前記支持部材に対して調節ねじを用いて押圧することによって行われるものである、実施形態１７に記載の方法。
【０１３３】
実施形態１９
前記回転させる工程は、前記角ずれ量を、１ミリラジアン未満である角度位置合わせ許容範囲内まで削減するものである、実施形態１から１８のいずれか１つに記載の方法。
【０１３４】
実施形態２０
シリンドリカルレンズが調節自在に取り付けられるレンズ固定部に対する前記シリンドリカルレンズの回転位置の測定方法において、
前記レンズ固定部を、前記シリンドリカルレンズが前向き、および、後向きに配置される各第１および第２の測定位置で基準特徴物と相互接続させる工程と、
各第１および第２の測定位置について、第１および第２の焦線を形成して、前記第１および第２の焦線の各々の第１および第２の線画像を撮像する工程と、
前記第１および第２の線画像の相対的向きを確立する工程と、
前記確立された相対的向きを用いて、前記シリンドリカルレンズの前記レンズ固定部に対する回転位置を特定する工程と
を含む方法。
【０１３５】
実施形態２１
前記第１および第２の線画像の前記相対的向きを確立する工程は、該第１および第２の線画像を二分する二分線を画定する工程を含むものである、実施形態２０に記載の方法。
【０１３６】
実施形態２２
前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に対して回転させて、前記回転位置を回転位置許容範囲内に調節する工程を、
更に含む、実施形態２０または２１に記載の方法。
【０１３７】
実施形態２３
前記回転位置許容範囲は、１ミリラジアンである、実施形態２２に記載の方法。
【０１３８】
実施形態２４
前記回転させる工程の後に、前記シリンドリカルレンズを前記レンズ固定部に固定して、該シリンドリカルレンズを該レンズ固定部に対して回転不可能にする工程を、
更に含む、実施形態２２または２３に記載の方法。
【０１３９】
実施形態２５
前記シリンドリカルレンズは、硬化性接着剤を用いて、前記固定部に調節自在に取り付けられるものであり、前記固定する工程は、該硬化性接着剤を硬化させる工程を含むものである、実施形態２４に記載の方法。
【０１４０】
実施形態２６
前記レンズ固定部は、撓み部を有する載置部を含むものであり、前記シリンドリカルレンズを回転させる工程は、前記撓み部を移動させることによって行われるものである、実施形態２０から２５のいずれか１つに記載の方法。
【０１４１】
実施形態２７
前記撓み部は、支持部材に接続されるものであり、前記撓み部を移動させる工程は、該撓み部を前記支持部材に対して調節ねじを用いて押圧することによって行われるものである、実施形態２６に記載の方法。
【０１４２】
実施形態２８
前記シリンドリカルレンズは、平面を有するものである、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４３】
実施形態２９
前記シリンドリカルレンズは、単一のシリンドリカルレンズ要素からなるものである、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４４】
実施形態３０
前記シリンドリカルレンズは、少なくとも２つの曲面を含むものである、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４５】
実施形態３１
前記シリンドリカルレンズは、第１の円筒面、並びに、第２の球面または非球面を含むものである、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４６】
実施形態３２
前記シリンドリカルレンズは、｜Ｒ｜＞１５００ｍｍである曲率半径Ｒ有する曲面を有するものである、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４７】
実施形態３３
前記シリンドリカルレンズは、負の光学パワーを有するものであり、前記第１および第２の焦線を、収束光ビームを該シリンドリカルレンズを通って向けることによって形成する工程を、
更に含む、実施形態２０から２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１４８】
実施形態３４
前記基準特徴物は、支持構造物の支持面を含むものである、実施形態２０から３３のいずれか１つに記載の方法。
【０１４９】
実施形態３５
前記レンズ固定部を光学系の第２の支持構造物と相互接続させることによって、前記レンズアセンブリを、前記光学系に挿入する工程を、
更に含む、実施形態２０から３４のいずれか１つに記載の方法。
【０１５０】
実施形態３６
前記相互接続させる工程は、前記レンズ固定部の相互接続面を前記第２の支持構造物の基準面と接触させる工程を含むものである、実施形態３５に記載の方法。
【符号の説明】
【０１５１】
１０  シリンドリカルレンズ
３０  レンズ固定部
３５  載置部
４４  開口
５０  レンズアセンブリ
６０  支持構造物
１５２  表示部
【図１Ａ】
2022501658.tif 000003
【図１Ｂ】
2022501658.tif 000004
【図１Ｃ】
2022501658.tif 000005
【図２】
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【図３Ａ】
2022501658.tif 000007
【図３Ｂ】
2022501658.tif 000008
【図４Ａ】
2022501658.tif 000009
【図４Ｂ】
2022501658.tif 000010
【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2022501658.tif 000012
【図５Ｂ】
2022501658.tif 000013
【図６Ａ】
2022501658.tif 000014
【図６Ｂ】
2022501658.tif 000015
【図７】
2022501658.tif 000016
【図８Ａ】
2022501658.tif 000017
【図８Ｂ】
2022501658.tif 000018
【図９Ａ】
2022501658.tif 000019
【図９Ｂ】
2022501658.tif 000020
【図９Ｃ】
2022501658.tif 000021
【国際調査報告】
2022501658.tif 000022
2022501658.tif 000023