JP3944194B2 - 光線形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、光線形成装置に関し、さらに詳しくは、形成すべき光線の伝播方向に前後に配置された光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面であって、該光線がを通過することができる光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面と、前記光学的機能を持つ境界面の少なくとも１つに設けられた２つの群の屈折または回折結像素子とを含む光線形成装置に関する。

上述のような装置は、たとえばレーザ光、特にエキシマレーザのレーザ光を均質化するために使用される。たとえば特許文献１からエキシマレーザのレーザ光を均質化するための装置が公知であり、該装置は球面シリンドリカルレンズからなる２つのレンズアレイを有する。これらのレンズアレイは互いに離れた光学的機能を持つ２つの境界面を構成しており、形成すべきレーザ光がこの境界面を順次通過する。互いに離れた光学的機能を持つ２つの境界面上のシリンドリカルレンズは、光学的機能を持つ第１境界面に対して実質的に垂直に当たる部分光線が光学的機能を持つ第１境界面のシリンドリカルレンズを通過し、それに続いてこのシリンドリカルレンズと同列の光学的機能を持つ第２境界面のシリンドリカルレンズを通過するように、順次配置されている。光学的機能を持つ両境界面を通過する部分光線は、フーリエレンズとして構成された集光レンズにより加工面において重ね合わせることができる。この装置での欠点として判明しているのは、球面シリンドリカルレンズはそれらの間に不定の過渡領域が発生するように並置されており、この過渡領域に当たる光が無秩序に該領域を通過し、あるいは散乱することである。

それにより、一方で加工面におけるレーザ光の強度分布に対する不利な影響が生じるおそれがあり、他方で光学的機能を持つ境界面の全面積がレーザ光の形成に利用できない。

冒頭に述べた形式の装置は特許文献２から公知であり、該装置においては光学的機能を持つ両境界面に凸シリンドリカルレンズの一群と凹シリンドリカルレンズの一群とがそれぞれ配置されている。これらの凸シリンドリカルレンズおよび凹シリンドリカルレンズは交互に配置されているため、境界面全体が凸および凹レンズ構造によりカバーされる。特許文献２に従って構成できる装置が、図１ａ、図１ｂおよび図２ａに示されている。これらの図においては、理解し易くするためにデカルト座標系が記入されている。

図１ａおよび図１ｂには形成すべきレーザ光１が示されており、この光線は正Ｚ方向へ移動する。レーザ光１は２つのレンズアレイ２，３を通過するが、これらのアレイは入射面には光学的機能を持つ境界面４，５を、また出射面には光学的機能を持つ境界面６，７をそれぞれ有する。レンズアレイ２，３を通過したレーザ光は、フーリエレンズとして機能する両凸レンズとして形成されたレンズ素子８を通過した後に、該素子により加工面９に集束される。加工面９では、レーザ光１の個々の部分光線が重ねられる。図１ａおよび図１ｂから分かるのは、入射面上の光学的機能を持つ境界面４，５はその軸がＸ方向へ延びる構造を有し、またレンズアレイ２，３の出射面上の光学的機能を持つ境界面６，７はその軸がＹ方向へ延びる構造を有することである。

図２ａからより明確に分かるのは、レンズアレイ２，３の出射面上の光学的機能を持つ境界面６，７によるＸ方向に関するレーザ光１の光線形成である。特に、レンズアレイ２，３の断片のみが示されている。図２ａから見てとれるのは、出射面上の光学的機能を持つ境界面６，７はそれぞれ交互に凸シリンドリカルレンズ１０，１１および凹シリンドリカルレンズ１２，１３を有することである。例示的に図示された部分光線１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂに基づいて判明するのは、第１レンズアレイ２の凸シリンドリカルレンズ１０の対応個所に当たる部分光線１４ａ，１４ｂおよび１５ａ，１５ｂは等しい出射角を以て凸シリンドリカルレンズ１０から出た後に、第２レンズアレイ３のそれぞれ対応する凸シリンドリカルレンズ１０と同列のシリンドリカルレンズ１１を通過することである。第２レンズアレイ３の凸シリンドリカルレンズ１１から出て来る部分光線１４ａ，１４ｂおよび１５ａ，１５ｂは該凸シリンドリカルレンズ１１から等しい角度を以て出て来るため、フーリエレンズとして機能するレンズ素子８は加工面９において同じ個所に集束される。該加工面は図２ａの右側に明示されている。つまり、異なる凸レンズ１０および１１を通過する部分光線の重なりが該フーリエレンズにより実現される。

問題のあることが判明しているのは、第１レンズアレイ２の凹シリンドリカルレンズ１２を通過した部分光線１６ａ，１６ｂおよび１７ａ，１７ｂである。凹シリンドリカルレンズ１２の１つを通過した部分光線１７ａ，１６ｂは第２レンズアレイ３では異なる凸レンズ１１を通過するため、これらの光線は加工面９の異なる個所に当たる。しかしながら、第１レンズアレイ２の隣接する凹シリンドリカルレンズ１２の同じ個所に当たる部分光線１７ａ，１７ｂは、等しい角度を以てレンズアレイ３に入り、また図２ａの右側から分かるように、加工面９の同じ個所で互いに重なる。第１レンズアレイ２の凹シリンドリカルレンズ１２を通過した部分光線１６ａ，１６ｂおよび１７ａ，１７ｂは、実質的にレーザ光が加工面９において互いに重なる区域の縁に当たることが明らかである。したがって、図２ｂから分かるように、加工面９において強度分布が生じる。この強度分布では、中央の比較的平らな平坦部１８と該平坦部１８のレベルを超えて上方へ延びる２つの外側の強度ピーク１９がみられる。これらの外側の強度ピーク１９には、それぞれ外側へ下降する側面部２０が続いている。これらの外側強度ピーク１９は、種々の応用分野において極めて有害である。特に望ましいのは、比較的均一な強度分布、とりわけ強度ピーク１９が現れないような強度分布を達成することである。

独国特許出願公開第１９９１５０００号明細書 米国特許第６２３９９１３号明細書

本発明の目的は、光学的機能を持つ境界面をできるかぎり完全に利用する際に適用上優れた強度分布を形成できる、光線形成装置を提供することである。

本発明は、形成すべき光線の伝播方向に前後に配置された光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面であって、該光線が順次通過することができる光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面と、
前記光学的機能を持つ境界面の少なくとも１つに設けられた２つの群の屈折または回折結像素子とを含み、
これらの群の少なくとも１つにおいては前記結像素子の少なくとも２つが異なる特性を有する、ことを特徴とする光線形成装置である。

本発明において、前記回折結像素子が格子状構造、周期的屈折率バリエーションまたはそれらの類似構造として構成されることを特徴とする。

本発明において、前記屈折結像素子がレンズとして構成されることを特徴とする。
本発明において、前記レンズがシリンドリカルレンズまたはシリンドリカル類似レンズとして構成されることを特徴とする。

本発明において、１つの群の少なくとも２つのレンズがそれらの開口に関して異なることを特徴とする。

本発明において、１つの群の少なくとも２つのレンズがそれらの焦点距離に関して異なることを特徴とする。

本発明において、１つの群の少なくとも２つのレンズがそれらの光学的機能を持つ面の形状に関して異なることを特徴とする。

本発明において、１つの群の少なくとも２つのレンズがそれらの開口数に関して異なることを特徴とする。

本発明において、両群の第１群が凸レンズを、また両群の第２群が凹レンズを有することを特徴とする。

本発明において、前記凹レンズが凹シリンドリカルレンズとして、また前記凸レンズが凸シリンドリカルレンズとして形成されることを特徴とする。

本発明において、凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズが交互に配置され、さらに該凹シリンドリカルレンズおよび凸シリンドリカルレンズの双方の円柱軸が同一方向に延びることを特徴とする。

本発明において、各群の少なくとも１つの中に、少なくとも２つの種類の結像素子が設けられ、該２種のそれぞれが複数の結像素子を有し、第１の種類の結像素子のそれぞれが第２の種類の結像素子のそれぞれと比べて異なる特性を有することを特徴とする。

本発明において、光学的機能を持つ境界面の少なくとも１つの上に、それぞれ並置された第１の種類の凸シリンドリカルレンズ、凹シリンドリカルレンズ、第２の種類の凸シリンドリカルレンズおよび凹シリンドリカルレンズが交互に配置されることを特徴とする。

本発明において、光学的機能を持つ第１境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線が光学的機能を持つ第２境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線に対して、光線の伝播方向に垂直な方向においてずれていることを特徴とする。

本発明において、光学的機能を持つ第１境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸は、光学的機能を持つ第２境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸に実質的に平行であることを特徴とする。

本発明において、該装置は結像素子を備えた光学的機能を持つ第３および第４境界面を有することを特徴とする。

本発明において、光学的機能を持つ第３および第４境界面上には、それらの円柱軸が互いに平行で、かつ光学的機能を持つ第１および第２境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸に垂直なシリンドリカルレンズが配置されることを特徴とする。

本発明において、形成すべき光線の伝播方向において光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面の後方に、フーリエレンズとして機能するレンズ手段が配置されており、該レンズ手段は形成すべき光線の個々の結像素子を通過した部分光線に加工面において重なり得ることを特徴とする。

これは、本発明に従えば、特許請求項１の特徴を有する光線形成冒頭に述べた形式の光線形成装置によって達成される。従属請求項は、本発明の好適な実施形態を開示している。

本発明に従えば、これらの群の少なくとも１つにおいて、結像素子の少なくとも２つが異なる特性を有する。１つの群内の少なくとも２つ、特にいくつかの結像素子の異なる特性によって、たとえば強度分布の周辺領域において、障害的な強度ピークが生じるように重なることが回避できる。このようにして、本発明に従う装置によって、従来技術として図２ｂに示された強度分布よりも多くの適用分野に対してより適合した強度分布が加工面において作製できる。本発明に従う装置は、たとえばリソグラフにおける適用に対して適している。

回折結像素子として結像素子を構成する際に、回折結像素子は、たとえば格子状構造、周期的屈折率バリエーションまたはそれらの類似構造として構成することができる。

屈折結像素子として構成する際に、屈折結像素子はレンズとして構成できるが、該レンズは特にシリンドリカルレンズまたはシリンドリカル類似レンズとして構成することができる。

この場合に、１つの群の少なくとも２つのレンズが、それらの開口に関して異なるという可能性が存在する。それに加えて、あるいはその代案として、１つの群の少なくとも２つのレンズが、それらの焦点距離に関して異なるという可能性が存在する。それに加えて、あるいはその代案として、１つの群の少なくとも２つのレンズが、それらの光学的機能を持つ面の形状に関して異なるという可能性が存在する。それに加えて、あるいはその代案として、１つの群の少なくとも２つのレンズが、それらの開口数に関して異なるという可能性が存在する。前記のすべての措置によって、障害的な強度ピークが強度分布に生じないように、光学的機能を持つ境界面に当たる形成すべき光線の部分光線が加工面において重なることが達成される。

たとえば、両群の第１群が凸レンズを、また両群の第２群が凹レンズを有する可能性が存在する。特にこの場合には、凹レンズを凹シリンドリカルレンズとして、また凸レンズを凸シリンドリカルレンズとして形成することができる。凹シリンドリカルレンズと凸シリンドリカルレンズとが交互に配置されていてもよく、この場合、凹シリンドリカルレンズおよび凸シリンドリカルレンズの双方の円柱軸が同一方向に延びている。

本発明の好適な実施形態に従えば、各群の少なくとも１つの中に、少なくとも２つの種類の結像素子が設けられ、該２種のそれぞれが複数の結像素子を有し、第１の種類の結像素子のそれぞれが第２の種類の結像素子のそれぞれと比べて異なる特性を有する。その際に、たとえば光学的機能を持つ境界面の少なくとも１つの上に、それぞれ並置された第１の種類の凸シリンドリカルレンズ、凹シリンドリカルレンズ、第２の種類の凸シリンドリカルレンズおよび凹シリンドリカルレンズが交互に配置されることができる。このような配置によって、光学的機能を持つ第１境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線が光学的機能を持つ第２境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線に対して、光線の伝播方向に垂直な方向においてずれているという可能性が存在する。それによって、たとえば光学的機能を持つ第１境界面の隣接する凹シリンドリカルレンズの同一領域に当たる部分光線は、それらが加工面において重ならないように光学的機能を持つ第２境界面によって偏向されてもよい。このようにして、多くの適用例において障害的であることが判明している図２ａおよび図２ｂに関連して述べた強度ピークが回避される。

本発明に従えば、光学的機能を持つ第１境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸は光学的機能を持つ第２境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸に実質的に平行である可能性が存在する。

さらに、該装置は結像素子を備えた光学的機能を持つ第３および第４境界面を有する。特に、第３および第４境界面上には、それらの円柱軸が互いに平行で、かつ光学的機能を持つ第１および第２境界面上のシリンドリカルレンズの円柱軸に垂直なシリンドリカルレンズが配置できる。その際に、光学的機能を持つ第３および第４境界面のシリンドリカルレンズはさらに、伝播方向に対して垂直な第２方向に関してもシリンドリカルレンズを通過する部分光線の加工面における重なりが回避され、したがって第２方向に関しても強度分布の強度ピークが加工面において生じないように、２種類のたとえば凸シリンドリカルレンズを備えることができる。

さらに本発明に従えば、形成すべき光線の伝播方向において光学的機能を持つ少なくとも２つの境界面の後方に、フーリエレンズとして機能するレンズ手段が配置されており、該レンズ手段は形成すべき光線の個々の結像素子を通過した部分光線に加工面において重なり得る可能性が存在する。

本発明のその他の特徴および長所は、下記の添付図面を参照した好適な実施形態に関する以下の説明により明らかとなる。

図１ａおよび図１ｂは、それらが図２ａの従来技術の装置と図３ａの本発明に従う装置のいずれもが表示できるように概略化されている。図１ａおよび図１ｂに示された構成部品は一方では１から９までの一桁の参照符号を備えており、それによって図２ａの従来技術に関する説明において記載された部品を表している。さらに同じ部品が２１から２９までの二桁の参照符号を備えており、その際に図３ａからの本発明に従う装置の個別の部品を表している。特に本発明に従う図１ａおよび図１ｂでは、レーザ光２１が正Ｚ方向へレンズアレイ２２，２３を通過しており、続いてフーリエレンズとして機能するレンズ手段２８によって加工面２９に集束される。レンズアレイ２２，２３は、従来技術と同様にそれらの入射側に光学的機能面２４，２５を、またそれらの出射側に光学的機能面２６，２７を有する。

図３ａから分かるのは、従来技術との詳細な相違である。図３ａは再び図２ａに従いＸＺ面のみを示している。したがって、出射側に配置された光学的機能を有する境界面２６，２７のみが示されている。ただし、入射側に配置された光学的機能を有する境界面２４，２５は、境界面２６，２７と同様の構造とすることができる。

第２レンズアレイ２３の光学的機能を有する境界面２７は、図２ａに従う第２レンズアレイ３の光学的機能を有する境界面７に実質的に対応している。ここでもやはり、凹シリンドリカルレンズ３３と交互に配置された凸シリンドリカルレンズ３１が設けられている。特に、すべての凸シリンドリカルレンズ３１の幅が等しい、すなわち、Ｘ方向におけるそれらの延伸ａは凸シリンドリカルレンズ３１のそれぞれに対して等しい大きさである。さらに、個々の凸シリンドリカルレンズ３１の間に配置された凹シリンドリカルレンズ３３もすべて等しい大きさである、すなわち、それらはすべて等しい大きさのＸ方向におけるそれらの延伸ｂを有する。

図２ａに従う従来技術に対して異なるのは、レンズアレイ２２である。出射側に配置された光学的機能を持つ境界面２６上には、Ｘ方向に異なる幅を持つ２種類の凸シリンドリカルレンズ３０，３０'がある。幅の広い凸シリンドリカルレンズ３０はＸ方向に延伸ａ＋Δｘを有するため、Δｘ分だけａより大きい。小さい方の凸シリンドリカルレンズ３０'はＸ方向に延伸ａ−Δｘを有するため、Ｘ方向にΔｘ分だけａより小さい。これらのシリンドリカルレンズ３０，３０'は、Ｚ方向において凸シリンドリカルレンズ３１の頂点と同列である。さらに、第１種の凸シリンドリカルレンズ３０のそれぞれと第２種の凸シリンドリカルレンズ３０'との間には、凹シリンドリカルレンズ３２が配置されており、またこれらの凹シリンドリカルレンズ３２のそれぞれの延伸ｂは大きさが等しく、また第２レンズアレイ２３の凹シリンドリカルレンズ３３の延伸ｂに合致している。

これらの延伸ａ＋Δｘ，ａ−Δｘおよびｂを選択することにより、第１レンズアレイ２２の凹シリンドリカルレンズ３２の頂点は、第２レンズアレイ２３の凹シリンドリカルレンズ３３の対応頂点に対してＸ方向でずれることになる。

このようにして、第１レンズアレイ２２の隣接した凹シリンドリカルレンズ３２の同一部分に対して同一角度で当たるレーザ光２１の部分光線３４ａ，３４ｂは、第１レンズアレイから同一角度で出て来るが、加工面２９においてレンズ素子２８によって同一個所へ集束されないことが達成される。その理由は、第２レンズアレイ２３の対応する凹シリンドリカルレンズ３３に対する第１レンズアレイ２２の凹シリンドリカルレンズ３２の頂線のずれのために、該部分光線は第２レンズアレイ２３の凸シリンドリカルレンズ３１の対応個所に到達しないからである。この理由から、部分光線は第２レンズアレイ２３から異なる角度で出て来るため、部分光線はフーリエレンズとして機能するレンズ手段２８によって異なる点に集束される。これは、図３ａの右側において明確に示される。

つまり、凹シリンドリカルレンズ３２を通過した光線のすべてが加工面２９の同一個所に重なるわけではないため、図２ａの装置に従う図２ｂから分かるような平坦部１８と下降する側面部２０との間の外側の強度ピーク１９も生じない。むしろ本発明に従う装置では図３ｂに従う強度分布、すなわち、中央の平坦部３５からそれに直ちに続く下降する側面部３６を有する強度分布が得られる。場合によっては、この下降する側面部３６は図２ｂに従う強度分布の下降する側面部２０よりも緩やかな傾きとなり得る。それにも拘わらず、図３ｂから見てとれる強度分布は多くの適用分野に対して図２ｂに従う強度分布よりもはるかに適している。

本発明に従えば、第１レンズアレイ２２において２種類の凸シリンドリカルレンズ３０，３０'ではなく、たとえば３種類、４種類あるいはそれ以上の凸シリンドリカルレンズを設置する可能性が存在する。これらの全種類の凸シリンドリカルレンズは、たとえばａ＋Δｘおよびａ−Δｘ、ａ＋２Δｘおよびａ−２Δｘ、ａ＋３Δｘおよびａ−３Δｘなどの異なる幅を有することができる。このようにして、凹シリンドリカルレンズ３３の頂線に対する凹シリンドリカルレンズ３２の頂線の３種類またはそれ以上のずれが得られる。したがって、異なる凹シリンドリカルレンズ３２の同一個所に同一角度で当たる部分光線の２種類ではなく、３種類以上の衝突点が生じる。したがって、異なる種類の凸シリンドリカルレンズ３０，３０'などの数量によって、本発明に従う装置によって達成可能な強度分布の形状が充足可能な基準に応じて修正できる。

さらに本発明に従えば、凸シリンドリカルレンズ３０，３０'のＸ方向の延伸だけでなく、凹シリンドリカルレンズ３２のＸ方向の延伸も変更する可能性が存在する。さらに、第２レンズアレイ２３において異なる大きさの凸シリンドリカルレンズまたは凹シリンドリカルレンズ３１，３３を使用することもできる。さらに、レンズアレイ２２，２３の入射側で光学的機能を持つ境界面２４，２５上にも異なる種類の凸シリンドリカルレンズおよび／または凹シリンドリカルレンズを設けて、Ｘ方向と同様の効果をＹ方向において達成することも可能である。

図３ａに基づいて説明された前記の修正は、異なる種類のシリンドリカルレンズの異なる開口に関係する。これらの異なる開口により、特に互いに係合するシリンドリカルレンズの頂線のずれが達成される。しかしながら、本発明に従えば、レンズの別の特性を変更することもできる。たとえば、第１レンズアレイ２２の出射側で光学的機能を持つ境界面２６上に、互いに異なる焦点距離を持つ２種類の凸シリンドリカルレンズおよび／または２種類の凹シリンドリカルレンズを設けることが可能である。この方法によっても、たとえば２つの隣接する凹シリンドリカルレンズを通過した部分光線は、加工面２９において一点に集束しないことが保証できる。

さらに可能なのは、シリンドリカルレンズの形状を変えることである。特に、シリンドリカルレンズは非球面形状を有することができる。したがって、異なる非球面形状を有する２種類の凸シリンドリカルレンズを製作することが可能である。さらに、異なる非球面形状を有する２種類の凹シリンドリカルレンズが製作できる。

さらに、異なる開口数を有する２種類の凸シリンドリカルレンズおよび／または凹シリンドリカルレンズを設けることが可能である。

さらに、それぞれ１種類の凸または凹シリンドリカルレンズにおいて、これらのシリンドリカルレンズの形状を対応する隣接したシリンドリカルレンズに対して一定の形状変化を生じさせることができる。

前記措置のすべてによって、本発明に従う装置によって達成できる強度分布様相を該当基準に従って一定に調整することができる。

さらに屈折結像素子の代案または追加として、光学的機能を持つこれらの境界面上に回折結像素子を用いることができる。光学的機能を持つ境界面２４，２５，２６，２７上の屈折結像素子として、凸シリンドリカルレンズおよび凹シリンドリカルレンズ３０，３１，３２，３３を考慮することができる。回折結像素子として、たとえば格子状構造、周期的屈折率バリエーションまたはそれらの類似構造が使用できるであろう。さらに、２群の回折結像素子を設けて、それらの少なくとも１つの群の中で少なくとも２つの結像素子が異なる特性を有することが可能である。このような方法においても、本発明に従う装置によって達成できる強度分布に対して適切な影響を及ぼすことができる。

本発明に従う装置および従来技術の装置の概略側面図である。 図１ａの矢符１ｂから見た正面図である。 従来技術の光線形成装置の概略側面図である。 図２ａに従う装置によって達成可能な強度分布の概略図である。 本発明に従う装置の詳細側面図である。 図３ａに従う装置によって達成可能な強度分布の概略図である。

符号の説明

２１ 光線
２２，２３ レンズアレイ
２４，２５，２６，２７ 境界面
２８ レンズ手段
２９ 加工面
３０，３０'，３１ 凸シリンドリカルレンズ
３２，３３ 凹シリンドリカルレンズ
３４ａ，３４ｂ 部分光線

Claims (14)

1. 複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第１の境界面と、
   複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第２の境界面とを含み、
   第１の境界面の第１の領域および第２の領域がそれぞれ第２の境界面の第１の領域および第２の領域に対向するように、第１の境界面と第２の境界面が配置され、
   第１の境界面と第２の境界面の異なる領域を透過した個別の部分光線を、所定面上において重ね合わせるフーリエレンズとして機能する光学素子をさらに含んで、光線の強度分布を均一にする光線形成装置において、
   第１の境界面の第１の領域の、第１の領域と第２の領域の配列方向における幅が相互に等しく、
   第１の境界面の第２の領域の、前記方向における幅が相互に等しく、
   第２の境界面の第１の領域および第２の領域の少なくとも一方の、第１の領域と第２の領域の配列方向における幅が、その領域に対向する第１の境界面の第１の領域または第２の領域の幅とは異なることを特徴とする光線形成装置。
2. 第２の境界面の第１の領域および第２の領域の一方の幅のみが、その領域に対向する第１の境界面の第１の領域または第２の領域の幅と異なり、第２の境界面の第１の領域および第２の領域の他方の幅が、その領域に対向する第１の境界面の第１の領域または第２の領域の幅に等しいことを特徴とする請求項１記載の光線形成装置。
3. 第２の境界面の、２つの第１の領域と２つの第２の領域を含む、連続する４つの領域の幅の和が、第１の境界面の、２つの第１の領域と２つの第２の領域を含む、４つの領域の幅の和に等しいことを特徴とする請求項１記載の光線形成装置。
4. 複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第１の境界面と、
   複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第２の境界面とを含み、
   第１の境界面の第１の領域および第２の領域がそれぞれ第２の境界面の第１の領域および第２の領域に対向するように、第１の境界面と第２の境界面が配置され、
   第１の境界面と第２の境界面の異なる領域を透過した個別の部分光線を、所定面上において重ね合わせるフーリエレンズとして機能する光学素子をさらに含んで、光線の強度分布を均一にする光線形成装置において、
   第１の境界面の第１の領域の光学的パワーのレベルが相互に等しく、
   第１の境界面の第２の領域の光学的パワーのレベルが相互に等しく、
   第２の境界面の第１の領域および第２の領域の少なくとも一方のうち、第１の領域と第２の領域の配列方向における、奇数番目の領域の光学的パワーのレベルが相互に等しく、偶数番目の領域の光学的パワーのレベルが相互に等しく、奇数番目の領域と偶数番目の領域の光学的パワーのレベルが相互に異なることを特徴とする光線形成装置。
5. 第１の境界面の第１の領域および第２の領域、ならびに、第２の境界面の第１の領域および第２の領域が、屈折素子であることを特徴とする請求項４記載の光線形成装置。
6. 第２の境界面の第１の領域および第２の領域の少なくとも一方のうちの、奇数番目の領域と偶数番目の領域の面形状が異なることによって、奇数番目の領域と偶数番目の領域の光学的パワーのレベルが異なることを特徴とする請求項５記載の光線形成装置。
7. 複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第１の境界面と、
   複数の第１の領域と複数の第２の領域が交互に連接して並び、第１の領域が第１の領域と第２の領域の配列方向に正の光学的パワーを有し、第２の領域が前記方向に負の光学的パワーを有する光透過性の第２の境界面とを含み、
   第１の境界面の第１の領域および第２の領域がそれぞれ第２の境界面の第１の領域および第２の領域に対向するように、第１の境界面と第２の境界面が配置され、
   第１の境界面と第２の境界面の異なる領域を透過した個別の部分光線を、所定面上において重ね合わせるフーリエレンズとして機能する光学素子をさらに含んで、光線の強度分布を均一にする光線形成装置において、
   第１の境界面の第１の領域の焦点距離が相互に等しく、
   第１の境界面の第２の領域の焦点距離が相互に等しく、
   第２の境界面の第１の領域および第２の領域の少なくとも一方のうち、第１の領域と第２の領域の配列方向における、奇数番目の領域の焦点距離が相互に等しく、偶数番目の領域の焦点距離が相互に等しく、奇数番目の領域と偶数番目の領域の焦点距離が相互に異なることを特徴とする光線形成装置。
8. 第１の境界面の第１の領域および第２の領域、ならびに、第２の境界面の第１の領域および第２の領域が、屈折素子であることを特徴とする請求項１〜３または７のいずれか１項に記載の光線形成装置。
9. 第１の境界面の第１の領域と第２の領域が、第１の領域と第２の領域の配列方向に光学的パワーを有するシリンドリカルレンズであり、第２の境界面の第１の領域と第２の領域が、第１の領域と第２の領域の配列方向に光学的パワーを有するシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光線形成装置。
10. 第１の境界面の第１の領域および第２の領域、ならびに、第２の境界面の第１の領域および第２の領域が、回折素子であることを特徴とする請求項１〜４または７のいずれか１項に記載の光線形成装置。
11. 回折素子が、格子状構造または周期的屈折率バリエーションによって形成されることを特徴とする請求項１０記載の光線形成装置。
12. 第１の境界面の第１の領域と第２の領域が、第１の領域と第２の領域の配列方向にのみ光学的パワーを有し、第２の境界面の第１の領域と第２の領域が、第１の領域と第２の領域の配列方向にのみ光学的パワーを有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光線形成装置。
13. 第１の境界面および第２の境界面を２組含み、
    一方の組の第１の境界面の第１の領域および第２の領域ならびに第２の境界面の第１の領域および第２の領域が有する光学的パワーの方向が、他方の組の第１の境界面の第１の領域および第２の領域ならびに第２の境界面の第１の領域および第２の領域が有する光学的パワーの方向に対して、垂直であることを特徴とする請求項１２記載の光線形成装置。
14. 光線の強度分布を均一にする光線形成装置であって、
    少なくとも２つの光透過性境界面であって、形成すべき光線の伝播方向における前後に配置され、光線が光透過性境界面を順に透過するように配設された少なくとも２つの光透過性境界面と、
    両方の光透過性境界面上に設けられた２群のシリンドリカルレンズであって、第１の群が凸シリンドリカルレンズを含み、第２の群が凹シリンドリカルレンズを含む２群のシリンドリカルレンズと、
    両方の光透過性境界面の異なるシリンドリカルレンズを透過した個別の部分光線を、所定面上において重ね合わせるフーリエレンズとして機能する光学素子とを含む光線形成装置において、
    第１の光透過性境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線が、第２の光透過性境界面の凹シリンドリカルレンズの頂線から、光線の伝播方向に対して垂直な方向にずれており、
    第１の光透過性境界面の凸シリンドリカルレンズの頂線が、第２の光透過性境界面の凸シリンドリカルレンズの頂線と、光線の伝播方向において一致していることを特徴とする光線形成装置。

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