(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バレルに光学素子とホログラム素子とを、前記光学素子が前記ホログラム素子より前面側に位置し、かつ前記光学素子を通過した光が前記ホログラム素子で反射されて同じ光路に進行するようにして設ける段階と、光源から光を生成させる段階と、前記光を互いに干渉させる参照ビームと試験ビームとに分離させる段階と、前記試験ビームを前記光学素子及び前記ホログラム素子に入射させる段階と、前記参照ビームを前記光源から光の光路とは別の光路に進行させてイメージ面に導く段階と、前記光学素子及び前記ホログラム素子からの試験ビームを前記イメージ面に導く段階と、前記参照ビームと前記試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記光学素子の整列誤差を測定する段階と、前記整列誤差を除去するように前記光学素子を整列させる段階とを含むことを特徴とする光学系整列方法。
【請求項２】
バレルに光学素子とホログラム素子とを、前記光学素子が前記ホログラム素子より背面側に位置し、かつ前記ホログラム素子を通過した光が前記光学素子の入射面に対して垂直に反射されて同じ光路に進行するようにして設ける段階と、光源から光を生成させる段階と、前記光を互いに干渉させる参照ビームと試験ビームとに分離させる段階と、前記試験ビームを前記光学素子及び前記ホログラム素子に入射させる段階と、前記参照ビームを前記光源から光の光路とは別の光路に進行させてイメージ面に導く段階と、前記光学素子及び前記ホログラム素子からの試験ビームを前記イメージ面に導く段階と、前記参照ビームと前記試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記光学素子の整列誤差を測定する段階と、前記整列誤差を除去するように前記光学素子を整列させる段階とを含むことを特徴とする光学系整列方法。
【請求項３】
前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系整列方法。
【請求項４】
前記ホログラム素子は、前記試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するように前記光学素子の許容公差を考慮して製作されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系整列方法。
【請求項５】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差から前記光学素子の整列誤差を測定することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系整列方法。
【請求項６】
入射する光が反射されて入射経路と同じ光路に進行するようにホログラムを形成した光学素子をバレルに配列させる段階と、光源から光を生成させる段階と、前記光を互いに干渉させる参照ビームと試験ビームとに分離させる段階と、前記試験ビームを前記光学素子に入射させる段階と、前記参照ビームを前記光源から光の光路とは別の光路に進行させてイメージ面に導く段階と、前記光学素子からの試験ビームを前記イメージ面に導く段階と、前記参照ビームと前記試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記光学素子の整列誤差を測定する段階と、前記整列誤差を除去するように前記光学素子を整列させる段階とを含むことを特徴とする光学系整列方法。
【請求項７】
前記ホログラムはＣＧＨであることを特徴とする請求項６に記載の光学系整列方法。
【請求項８】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差から前記光学素子の整列誤差を測定することを特徴とする請求項６に記載の光学系整列方法。
【請求項９】
バレルの所定位置にホログラム素子を配置し、前記ホログラム素子の前面側における光学素子の設計値位置に所定レンズを設け、かつ前記所定レンズを通過した試験ビームが同じ光路に反射されるようにする段階と、光源から光を生成させる段階と、前記光を互いに干渉させる参照ビームと試験ビームとに分離させる段階と、前記試験ビームを前記光学素子及び前記ホログラム素子に入射させる段階と、前記参照ビームを前記光源から光の光路とは別の光路に進行させてイメージ面に導く段階と、前記光学素子及び前記ホログラム素子からの試験ビームを前記イメージ面に導く段階と、前記参照ビームと前記試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記バレルの成形誤差を測定する段階とを含むことを特徴とするバレル試験方法。
【請求項１０】
バレルの所定位置にホログラム素子を配置し、前記ホログラム素子の背面側における光学素子の設計値位置に所定レンズを設け、かつ前記ホログラム素子を通過した試験ビームが前記所定レンズの入射面に対して垂直に反射されて同じ光路に進行するようにする段階と、光源から光を生成させる段階と、前記光を互いに干渉させる参照ビームと試験ビームとに分離させる段階と、前記試験ビームを前記光学素子及び前記ホログラム素子に入射させる段階と、前記参照ビームを前記光源から光の光路とは別の光路に進行させてイメージ面に導く段階と、前記光学素子及び前記ホログラム素子からの試験ビームを前記イメージ面に導く段階と、前記参照ビームと前記試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記バレルの成形誤差を測定する段階とを含むことを特徴とするバレル試験方法。
【請求項１１】
前記ホログラム素子は、前記試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するように前記光学素子の許容公差を考慮して製作されたことを特徴とする請求項９または１０に記載のバレル試験方法。
【請求項１２】
前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子であることを特徴とする請求項９または１０に記載のバレル試験方法。
【請求項１３】
前記所定レンズは、前記バレルの成形誤差を測定するための球面レンズであることを特徴とする請求項１２に記載のバレル試験方法。
【請求項１４】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差からバレルの成形誤差を測定することを特徴とする請求項１２に記載のバレル試験方法。
【請求項１５】
少なくとも一つの光学素子を具備する光学系において光学素子の整列誤差を測定する装置において、
光源と、
該光源から発生した光を試験ビームと参照ビームとに分けて試験ビームを測定される光学系に進行させ、参照ビームをイメージ面に進行させるビームスプリッタを備える干渉計と、
前記測定される光学系内に配置されるもので、試験ビームが入射経路と同じ光経路に進行するように形成されたホログラム素子とを含み、
前記光学素子またはホログラム素子によって反射された試験ビームが前記ビームスプリッタを通じてイメージ面に入射して参照ビームと干渉し、
前記試験ビームと参照ビームの干渉パターンから光学素子の整列誤差を測定することを特徴とする光学素子の整列誤差測定装置。
【請求項１６】
前記ホログラム素子はＣＧＨであることを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の整列誤差測定装置。
【請求項１７】
前記ホログラム素子が前記測定される光学系の光学素子に形成されることを特徴とする請求項１５に記載の光学素子の整列誤差測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系整列方法及びその装置に係り、より詳細にはＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ）（計算機合成ホログラム）を使用して簡単に光学系を整列できる整列方法及び整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光学系の整列は、光学素子を配列した後、許容誤差内の画質を有するように光学系をなす各光学素子の位置を機械的に調整することによってなされる。すなわち、光学系整列のための従来の技術は、光学系の誤差を直接的に測定せずに画質を表す光強度を測定することによって、前記光学系が許容限界を外れた画質が現れる場合に光学素子を再整列する方法を使用する。
【０００３】
従来の光学系整列方法では、画質を測定する別途の装置を必要とし、画質を測定して間接的に光学系の整列誤差を算出して光学系を再整列する。したがって、整列誤差を正確に算出し難くて光学系再整列時にも誤差がよく発生する。
【０００４】
一般の光学系整列装置及び方法にＣＧＨを使用する技術はまだ公知のものではない。ここで、ＣＧＨとはコンピュータで作成したホログラムであって、物体の振幅分布からホログラムの複素振幅分布を計算して記録されたホログラムをいう。
【０００５】
従来の技術は機械的な操作をして光学素子を整列する方法を使用するので微細な範囲の整列が容易でなく、整列装置を別途に備えねばならないので製作コストが高くて装置の構成が複雑になる短所がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した従来の技術の問題点を改善するためのものとして、光学素子の機械的な操作から発生しうる誤差を除去することによって光学素子を正確に整列でき、光学系をリアルタイムで定量的に整列できる整列方法及び整列素子を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するために本発明は、バレルに光学素子とホログラム素子とを設ける段階と、参照ビームと試験ビームとがイメージ面に形成する干渉パターンから前記光学素子の整列誤差を測定する段階と、前記整列誤差を除去するように前記光学素子を整列させる段階とを含むことを特徴とする光学系整列方法を提供する。
【０００８】
ここで、前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子である。前記ホログラム素子は、前記試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するように前記光学素子の許容公差によって製作されたことを特徴とする。
【０００９】
前記バレルに前記ＣＧＨ素子を設けるための装置をさらに備えることが望ましい。
【００１０】
ここで、前記光学素子を前記ＣＧＨ素子の前面側に設け、前記光学素子を通過した試験ビームが前記ＣＧＨ素子で反射されて同じ光路に進行するようにすることが望ましい。
【００１１】
または、前記光学素子を前記ＣＧＨ素子の背面側に設け、前記ＣＧＨ素子を通過した試験ビームが前記光学素子の入射面に対して垂直に反射されて同じ光路に進行するようにすることが望ましい。
【００１２】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差から前記光学素子の整列誤差を測定することを特徴とする。
【００１３】
前記技術的課題を達成するために本発明はまた、試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するようにホログラムを形成した光学素子をバレルに配列させる段階と、参照ビームと前記試験ビームの干渉パターンから前記光学素子の整列誤差を測定する段階と、前記整列誤差を除去するように前記光学素子を整列させる段階とを含むことを特徴とする光学系整列方法を提供する。
【００１４】
ここで、前記ホログラムはＣＧＨである。
【００１５】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差から前記光学素子の整列誤差を測定することを特徴とする。
【００１６】
また、前記技術的課題を達成するために本発明は、バレルの所定位置にホログラム素子を配置し、光学素子の設計値位置に所定レンズを設ける段階と、参照ビームと試験ビームの干渉パターンから前記バレルの成形程度を測定する段階とを含むことを特徴とするバレル試験方法を提供する。
【００１７】
前記ホログラム素子は、前記試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するように前記光学素子の許容公差によって製作されたことを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子である。
【００１９】
前記バレルに前記ＣＧＨ素子を装着するための装置をさらに備えることが望ましい。
【００２０】
前記所定レンズは、前記バレルの成形程度を測定するための球面レンズであることが望ましい。
【００２１】
ここで、前記所定レンズを前記ＣＧＨ素子の前面側に設けた後、前記所定レンズを通過した試験ビームが同じ光路に反射されるようにすることが望ましい。
【００２２】
または、前記所定レンズを前記ＣＧＨ素子の背面側に設けた後、前記ＣＧＨ素子を通過した試験ビームが前記所定レンズの入射面に対して垂直に反射されて同じ光路に進行するようにすることが望ましい。
【００２３】
前記干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差からバレルの成形程度を測定することを特徴とする。
【００２４】
また、前記技術的課題を達成するために本発明は、少なくとも一つ以上の光学素子を具備する光学系において、試験ビームが入射経路と同じ光路に進行するようにバレルの所定位置にホログラム素子を配置することを特徴とする光学系を提供する。
【００２５】
ここで、前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子である。
【００２６】
また、前記技術的課題を達成するために本発明は、少なくとも一つ以上の光学素子を具備した光学系において、バレルの所定位置にホログラム素子を配置するための装置を具備することを特徴とする光学系を提供する。
【００２７】
ここで、前記ホログラム素子は、バレルの成形程度を測定するための素子であるか、あるいは光学素子を整列するための素子である。
【００２８】
前記ホログラム素子は、ＣＧＨ素子であることが望ましい。
【００２９】
ここで、本発明でのヌル干渉パターンとは、干渉パターンが生じていない状態を意味する。
【００３０】
本発明は、ＣＧＨを利用して光学系の整列をリアルタイムで定量的に調節できる方法と、バレルの成形程度を測定できる方法とを提供し、光学素子に直接ホログラムを記録することによって整列と同時に直接的な使用が可能な光学素子及びこれを利用した整列方法を提供する。
【００３１】
光学系の整列誤差には、光学素子の位置配列の誤差としてデフォーカス誤差と、光軸の中心が互いに外れるデセンター誤差と、光学素子がＸ軸に傾くチップ誤差と、Ｙ軸に傾くチルト誤差とがある。
【００３２】
光学系の整列とは、このような誤差が発生しないように光学系をなす光学素子を配列することを意味する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光学系整列方法及び整列素子とバレル試験方法の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、各図面の同じ構成要素には、たとえ他の図面上に表示されても同じ符号が付される。
【００３４】
図１は、ホログラム素子、すなわち、本発明の実施例ではＣＧＨ素子を別途に具備する、本発明の実施例による光学系整列方法を利用した投射光学系を示した図であり、図３は、本発明の実施例による光学系整列方法に利用されるフィゾー干渉計を示した図である。
【００３５】
図１及び図３を参照すれば、本発明による光学系及び光学系整列方法及びバレル試験方法の一実施例として、投射光学系に、光源４１から参照ビーム３及び試験ビーム１を形成する干渉計としてフィゾー干渉計３１と、フィゾー干渉計３１を通過した試験ビーム１が入射する光学素子が設置される投射光学系３５が備わっている。
【００３６】
干渉計にはフィゾー干渉計３１以外の他の干渉計が使うことができる。また、本発明の実施例では投射光学系の整列方法を説明しているが、他の形態の光学系の整列方法にも本発明を適用することができる。
【００３７】
フィゾー干渉計３１は、光学系整列方法及びバレル試験方法に必要な試験ビーム１及び参照ビーム３を生成する光学系であって、投射光学系の前面側に位置する。
【００３８】
投射光学系３５は、フィゾー干渉計３１の背面側に位置し、フィゾー干渉計３１から出射された試験ビーム１が入射される。ここで、光学素子は、ＣＧＨ素子を除外した光学系を構成するレンズまたはミラーを意味する。
【００３９】
図３を参照すれば、フィゾー干渉計３１には、光源４１と、光源４１から生成されたビームを集束させる集束レンズ４２と、入射ビームのうち特定波長のビームだけを通過させるフィルタ４３と、光路を分離して入射ビームのうち参照ビーム３をイメージ面４９に進行させ、試験ビーム１を投射光学系に進行させるビームスプリッタ４５と、試験ビーム１を平行ビームに形成させるコリメーティングレンズ４７とが備えられている。
【００４０】
光源４１は、レーザービームを生成し、生成されたレーザービームのうち一部は試験ビーム１に、一部は参照ビーム３になる。
【００４１】
集束レンズ４２は、光源４１から生成されたレーザービームを集束させてビームスプリッタ４５に向かわせる。集束レンズ４２とビームスプリッタ４５との間の光路上にはフィルタ４３が設けられて入射ビームのうち所定周波数範囲内の最適の光強度を有するビームだけを透過させる。
【００４２】
ビームスプリッタ４５は、入射ビームの一部である参照ビーム３をその光路を９０度変更させることでイメージ面４９に向かわせ、試験ビーム１をそのまま通過させて投射光学系３５に進行させる。
【００４３】
コリメーティングレンズ４７は、ビームスプリッタ４５を通過した試験ビーム１を平行光に形成し、コリメーティングレンズ４７の前面側には凹レンズ（図示せず）をさらに備えてコリメーティングレンズ４７を通過した試験ビーム１を収束光に形成させうる。
【００４４】
試験ビーム１は、フィゾー干渉計３１を通過した後、投射光学系３５に向かい、投射光学系３５の光学素子３２またはＣＧＨ素子３３で反射されて再びフィゾー干渉計３１に入射される。フィゾー干渉計３１に入射された試験ビーム１は、ビームスプリッタ４５で光路が９０度変更されてイメージ面４９に進行し、イメージ面４９で参照ビーム３と干渉パターンを形成する。
【００４５】
図２に示されるように、本発明による光学系及び光学系整列方法またはバレル試験方法を利用した投射光学系で、フィゾー干渉計３１を通過した試験ビームとして平行光でない収束光を利用できる。このような収束光は、前述したようにフィゾー干渉計３１のコリメーティングレンズ４７の前方に光学的レンズをさらに具備して形成できる。光学系の構造及び機能は、前述した図１の本発明の実施例と同一である。
【００４６】
図４及び図５は、光学素子が設置されるバレルの成形程度を測定するためのバレル試験方法を表した図面である。
【００４７】
図４及び図５に示されるように、本発明の実施例によるバレル試験方法ではまず、試験ビームを同じ光路に反射させるように、本発明ではＣＧＨ素子３３とされたホログラム素子を製造する。次の段階でバレル３７の所定位置にＣＧＨ素子３３を配置して光学素子の設計値位置に所定レンズ３２、３４を設け、参照ビーム３と、ＣＧＨ素子３３または所定レンズ３２、３４から出射された試験ビーム１との干渉パターンからバレル３７の成形程度を測定する。ＣＧＨ素子３３は、画質の許容限界に伴う許容公差を考慮して製作される。
【００４８】
ここで、所定レンズ３２は、図６及び図７に示されるように、バレルに設けられる光学素子の直径及びエッジの厚さと同じサイズに製作され、コンピュータシミュレーションによりＣＧＨ上の正確な位置にビームが入射されるように最適の曲率半径を有するように設計されるレンズである。各光学素子を考慮して前記所定レンズ３２が製作され、光学素子が配置される設計値位置に設置されてバレルの成形程度を測定する。
【００４９】
ＣＧＨ素子３３は、所定レンズ３２が前面側に位置する場合、所定レンズ３２を通過した試験ビーム１がＣＧＨで反射されて同じ光路を逆に進行するように製造される。
【００５０】
ＣＧＨ素子３３は、所定レンズ３４が背面側に位置する場合、ＣＧＨ素子３３を通過した試験ビーム１がミラー３６で反射されて所定レンズ３４の入射面に垂直に入射された後、垂直に反射されて前記光路を逆に進行してＣＧＨ素子３３を再び通過して干渉計３１に向かうように製造される。
【００５１】
ＣＧＨ素子３３は、各レンズ３２を通過して入射する試験ビーム１の光路に沿ってリング状または扇形に製造することができる。
【００５２】
バレル３７は、ＣＧＨ素子３３を装着できるように別の装置をさらに具備することが望ましい。
【００５３】
図４を参照すれば、所定レンズ３２は、バレルの成形程度を測定するために特殊に製作されたレンズであり、ホログラム素子、すなわち、本発明の実施例ではＣＧＨ素子３３の前面側に位置する各光学素子の設計値位置に配置されてＣＧＨ素子３３で反射された試験ビーム１を再びフィゾー干渉計３１に進行させる。
【００５４】
図５を参照すれば、所定レンズ３４は、ＣＧＨ素子３３の背面側の各光学素子の設計値位置に配置され、ＣＧＨ素子３３を通過した試験ビーム１は、所定レンズ３４の入射面に対して垂直に入射された後、反射の法則によって垂直に反射されて前記光路を逆に進行して再びフィゾー干渉計３１に向かう。
【００５５】
前述したように、投射光学系３５を通過してフィゾー干渉計３１に再入射された試験ビーム１はイメージ面４９で参照ビーム３と干渉パターンを形成する。この干渉パターンがヌル干渉パターン（null interference pattern）である場合には、バレルが設計値通り成形されたことを意味し、ヌル干渉パターンではない干渉パターンが形成される場合には、バレルが設計値通り成形されていないことを意味する。干渉パターンの形態によってバレルの成形誤差を補正できる。
【００５６】
図６は、ホログラム素子、すなわち、本発明の実施例ではＣＧＨ素子を別途に設ける本発明の実施例による光学系及び光学系整列方法を示した図面である。
【００５７】
図６を参照すれば、本発明の実施例による光学系には、干渉計３１からの試験ビーム１が入射される少なくとも一つ以上の光学素子３２ａ及びホログラム素子を具備するバレルが設けられている。ここでホログラム素子はＣＧＨ素子３３である。ＣＧＨ素子を装着するために別の装置がバレルに備えられていることが望ましい。
【００５８】
図６を参照すれば、本発明の実施例による光学系整列方法は、まず試験ビームが同じ光路に反射されるようにホログラム素子、すなわち、本発明の実施例ではＣＧＨ素子３３を製造し、次の段階でバレル３７に光学素子３２ａ、３４ａを装着し、次の段階で参照ビーム３と、ＣＧＨ素子３３または光学素子３２ａ、３４ａからの試験ビーム１との干渉パターンから光学素子３２ａ、３４ａの整列誤差を測定し、最後に、整列誤差を除去するように光学素子３２ａ、３４ａを整列させる段階を含む。ＣＧＨ素子３３は、画質の許容限界に伴う許容公差を考慮して製作される。
【００５９】
本発明の実施例による光学系整列方法に使われるＣＧＨ素子３３は、前記本発明の実施例によるバレル試験方法で製造されるＣＧＨ素子３３と同じ方法で製造される。すなわち、ＣＧＨ素子３３は各光学素子３２ａ、３４ａを通過した試験ビーム１が到達する位置に記録され、ＣＧＨ素子３３の前面側に位置した光学素子３２ａを通過した光が同じ光路に反射されるように、そしてＣＧＨ素子３３の後方に位置した光学素子３４ａで反射された光が同じ光路に進行できるように製造される。
【００６０】
光学系整列の誤差を測定するためには、各光学素子３２ａ、３４ａを全部バレル３７に配列した後に測定するか、各光学素子３２ａ、３４ａを個別的に設けた後に測定する。
【００６１】
ＣＧＨ素子３３を別途に設ける本発明の実施例による光学系整列方法でもバレル試験方法と同じく、干渉計３１で生成される参照ビーム３と光学系から戻った試験ビーム１との干渉パターンのヌル干渉パターンとの誤差から光学系の整列誤差が分かる。
【００６２】
図７は、ＣＧＨが記録された光学素子を利用する本発明の実施例による光学系及び光学系整列方法を示した図面である。
【００６３】
図７を参照すれば、本発明の実施例による光学素子３２ｂ、３４ｂは、ホログラムが記録された光学素子であって、図７に示されたＣＧＨと光学素子の機能を同時に遂行できる。ここでホログラムはＣＧＨであることが望ましい。
【００６４】
光学素子３２ｂ、３４ｂには、各光学素子３２ｂ、３４ｂに対する試験ビーム１の入射光路と同じ光路に反射されるようにコンピュータシミュレーションにより設計されたＣＧＨが記録される。ＣＧＨは、光学素子を通過するビームにより形成されるイメージの画質が低下しないように光学素子のエッジ付近に記録されることが望ましい。
【００６５】
図７を参照すれば、本発明の実施例による光学系整列方法は、まず試験ビーム１が入射経路と同じ光路に進行するように光学素子３２ｂ、３４ｂにホログラムを形成させる。次の段階でバレル３７に光学素子３２ｂ、３４ｂを配列させ、次の段階で参照ビーム３と光学素子３２ｂ、３４ｂからの試験ビーム１がイメージ面４９に形成する干渉パターンから光学素子３２ｂ、３４ｂの整列誤差を測定する。最後に、前記整列誤差を除去するように光学素子３２ｂ、３４ｂを整列させる。ここでホログラムはＣＧＨであることが望ましい。
【００６６】
試験ビーム１は、光学素子３２ｂ、３４ｂに形成されたＣＧＨで反射されて入射経路と同じ光路を逆に進行して図３に示された干渉計３１の参照ビーム３と干渉してイメージ面４９に干渉パターンを形成する。
【００６７】
前記ＣＧＨ素子を別途に設置する光学系整列方法またはバレル試験方法で前述したように試験ビーム１と参照ビーム３がヌル干渉パターンを形成する場合は、光学系の整列が正しい場合であるが、ヌル干渉パターンではない干渉パターンが生成される場合は、光学系で整列誤差が発生した場合である。
【００６８】
バレルの成形誤差または光学系の整列誤差は、光学素子のデフォーカス（defocus）、チップ（tip）、チルト（tilt）またはデセンター（偏心）（decenter）の誤差を意味し、図８ないし図１０にこのような誤差により形成されるイメージ面上の干渉パターンが示されている。ここで、前記誤差の量は、数式１のように計算される。この誤差に関する数式１は前記の４つの誤差に全部適用できる。
【００６９】
〔数式１〕
ΔＥ＝λ／２×（干渉パターンの個数）
【００７０】
図８を参照すれば、光学系でデフォーカス誤差が発生する場合、誤差が大きくなるほど干渉パターンの個数が多くなることが分かる。光学素子がＸ軸方向から干渉計側に近づくことを−ｅｒｒｏｒ、光学素子が干渉計側から遠ざかることを＋ｅｒｒｏｒとする。
【００７１】
光学系整列誤差またはバレル試験誤差がない場合には、図８の（ｃ）のｇ０形態のヌル干渉パターンが形成される。図示されたｇ０の円の形態はイメージ面の形態を意味し、干渉パターンが生じない。
【００７２】
光学系整列誤差またはバレル試験誤差が＋ｅｒｒｏｒ方向である場合、図８の（ｄ）のｇ＋１、図８の（ｅ）のｇ＋２のような形態の干渉パターンが生じる。誤差が発生するにつれて干渉パターンが一つ、二つずつ生じ、小さい円が益益大きくなって波形をなして広まる形態に生じる。
【００７３】
図８の（ｄ）のｇ＋１の干渉パターンのような干渉パターンが二つ生じる場合、誤差ΔΕはビームの波長をλとする時、数式１からその誤差ΔΕはλとなる。同じ方式で−ｅｒｒｏｒ方向に干渉パターンが生じる場合、図８の（ａ）のｇ−２では干渉パターンの個数が３であるため、数式１に代入すれば誤差ΔΕは１.５λとなることが分かる。−ｅｒｒｏｒ方向に生成される干渉パターンの形態は＋ｅｒｒｏｒ方向の干渉パターンと白黒が転換された形態である。
【００７４】
図９及び図１０は、光学系整列方法またはバレル試験方法で偏心が発生する場合に現れる干渉パターンを示したものである。
【００７５】
図９を参照すれば、光学素子の光軸の中心がＺ軸方向上方にずれる場合、図９の（ｃ）で示されるように、＋ｅｒｒｏｒ方向の干渉パターンｇ＋１が生じ、Ｚ軸方向下方にずれる場合、図９の（ａ）で示されたように−ｅｒｒｏｒ方向の干渉パターンｇ−２が生じる。
【００７６】
図１０を参照すれば、光学素子の光軸の中心がＹ軸方向から前方にずれる場合、図１０の（ｃ）で示されたように、＋ｅｒｒｏｒ方向の干渉パターンｇ＋１が生じ、Ｙ軸方向から後方にずれる場合、図１０の（ａ）で示されたように−ｅｒｒｏｒ方向の干渉パターンｇ−２が生じる。
【００７７】
光学系整列方法またはバレル試験方法でチップまたはチルト誤差が発生する場合にも図９に示されたような形態の干渉パターンが生成される。
【００７８】
誤差の量は前述したように干渉パターンの個数によって数式１により計算される。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の実施例による光学系整列方法またはバレル試験方法は、ＣＧＨを利用してリアルタイムで定量的にバレルの成形程度または光学系の整列誤差を測定できる。
【００８０】
特に、本発明の実施例による光学系整列素子及び整列方法は、ＣＧＨ素子を別途に設けずに光学素子に直接ＣＧＨを記録して光学系の構成を単純化でき、光学系が整列された状態で直ちに製品の出荷ができるのでＣＧＨ素子の組立てによる誤差発生を除去できる。
【００８１】
前記の説明で多くの事項が具体的に記載されているが、それらは発明の範囲を限定するものというよりは、望ましい実施例の例示として解釈されねばならない。
【００８２】
例えば、当業者であれば、本発明の技術的思想によりＣＧＨ素子を設けるために所定光学系で別の装置を備えることができよう。よって、本発明の範囲は、説明された実施例により定められるのではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想により定められねばならない。
【００８３】
前述したように、本発明による光学系整列方法またはバレル試験方法の長所は、あらゆる光学系でリアルタイムで定量的に光学系整列誤差またはバレル成形誤差を簡単で正確に測定できるということである。
【００８４】
また、本発明による光学系整列素子及びその整列方法の長所は、あらゆる光学系でリアルタイムで定量的に光学系整列誤差を測定でき、ＣＧＨ素子のための別途の装置が要らずに構成が簡単であり、誤差の発生を顕著に減らしうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例による光学系整列方法を利用する投射光学系を示した概略図である。
【図２】  本発明の第２実施例による光学系整列方法を利用する投射光学系を示した概略図である。
【図３】  本発明の実施例による光学系整列方法に利用される干渉計を示した図面である。
【図４】  本発明の実施例によるバレル試験方法を示した概略図である。
【図５】  本発明の実施例によるバレル試験方法を示した概略図である。
【図６】  本発明の第１実施例による光学系及び光学系整列方法を示した概略図である。
【図７】  本発明の第２実施例による光学系及び光学系整列方法を示した概略図である。
【図８】  本発明の実施例による光学系整列方法で測定される誤差を示した図面である。
【図９】  本発明の実施例による光学系整列方法で測定される誤差を示した図面である。
【図１０】  本発明の実施例による光学系整列方法で測定される誤差を示した図面である。
【符号の説明】
１・・・参照ビーム
３・・・試験ビーム
３１・・・フィゾー干渉計
３３・・・ＣＧＨ素子
３５・・・投射光学系
【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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