JP6146646B2 - 照明装置、投射装置、スキャナおよび露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、入射した光を回折する回折光学素子を備え、その回折光学素子の特性が変化したか否か判定できる照明装置、投射装置、スキャナおよび露光装置に関する。

回折光学素子を備えた照明装置を用いて、投射装置、スキャナおよび露光装置などを構成する技術が提案されている。このような装置において、安全性やメンテナンス性などの観点から、経年変化などによる回折光学素子の劣化の有無を検出できることが好ましい。

例えば、特許文献１には、回折光学素子で回折された光の一部を、ビームスプリッタ等を用いて分岐させ、分岐された光の検出結果に基づいて回折光学素子の劣化の有無を検出する技術が開示されている。

特許文献２には、入射光と異なる方向から検出光をレンズ等の光学素子に入射させ、検出光の反射光を検出器で検出し、検出結果に基づいて光学素子の破損の有無を検出する技術が開示されている。この技術を回折光学素子に適用することも考えられる。

特開２０１２−３２３７９号公報 特開２００９−１３４２１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、照明に利用される必要な回折光の一部を分岐させるため、照明装置等に組み込んだ際に光の利用効率が低下する。また、分岐させるためのビームスプリッタ等のオプティクスが必要となるため、光学系が複雑になる。

また、特許文献２に記載の技術では、検出光用の異なる波長の光源、あるいは、異なる波長に変換するための素子が必要となるため、光学系が複雑になる。

さらに、上記両者の技術とも、検出器の検出値が変化した際に、回折光学素子の劣化が原因であるか、あるいは、回折光学素子以前の光路の状態に起因して既に回折光学素子に入射する光量が低下していることが原因かを把握することができない。回折光学素子に入射する光量が低下している場合、例えば、光源の出力低下や、回折光学素子以前のオプティクスの劣化などに起因していることが考えられる。つまり、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できない。

そこで本発明は、簡単な構成で、回折光のロスを必要最低限にして、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できる照明装置を提供することを目的とする。

本発明による照明装置は、
光源と、
第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により照明領域を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第１の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を備える。

本発明による照明装置において、
前記判定部は、前記第１の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第１の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定してもよい。

本発明による照明装置において、
前記判定部は、前記第１の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第２の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定してもよい。

本発明による照明装置において、
前記第１の要素と前記第２の要素は、前記光源からの光の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しくてもよい。

本発明による照明装置において、
前記第２の要素の入射面の面積は、当該第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を前記第２の光検出器によって検出可能な最小限の値に設定されていてもよい。

本発明による照明装置において、
前記第１の要素の入射面と前記第２の要素の入射面は、同一平面を構成してもよい。

本発明による照明装置において、
前記第２の要素は、前記第１の要素上に積層されていてもよい。

本発明による照明装置において、
前記回折光学素子の入射面と裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備えてもよい。

本発明による照明装置において、
前記第１の光検出器と前記回折光学素子との間、及び、前記第２の光検出器と前記回折光学素子との間に、前記第１及び第２の光検出器に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備えてもよい。

本発明による照明装置において、
前記第１の場合と、前記第２の場合とにおいて、前記光源に光の出射を停止させる制御部を備えてもよい。

本発明による照明装置において、
前記第１の場合に第１のエラー情報を表示し、前記第２の場合に第２のエラー情報を表示する表示部を備えてもよい。

本発明による投射装置は、
照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、
前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第１の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。

本発明によるスキャナは、
スキャン対象物を照明する照明装置と、
照明された前記スキャン対象物の表面情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記照明装置は、
光源と、
第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記スキャン対象物を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第１の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。

本発明による露光装置は、
照明装置と、
前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備え、
前記空間光変調器で変調された光は、感光媒体の表面に導光され、
前記照明装置は、
光源と、
第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記相対値と前記第１の検出値の変化に基づいて、前記回折光学素子の特性が変化したか否かを判定する判定部と、
を有する。

本発明によれば、簡単な構成で、回折光のロスを必要最低限にして、回折光学素子の特性が変化したか否か正確に判定できる。

第１の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 （ａ）は、図１の回折光学素子の平面図であり、（ｂ）は、回折光学素子のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、変形例に係る回折光学素子のＡ−Ａ断面図である。 第２の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係る投射型映像表示装置の概略構成を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明装置１０の概略構成を示す図である。図２（ａ）は、図１の回折光学素子１２を示す平面図であり、図２（ｂ）は、回折光学素子１２のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｃ）は、変形例に係る回折光学素子１２のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、照明装置１０は、光Ｌ１０を出射する光源１１と、回折光学素子１２と、第１の光検出器１３と、第２の光検出器１４と、判定部１５と、を備える。第１の光検出器１３と、第２の光検出器１４と、判定部１５は、回折光学素子特性追跡装置、又は、回折光学素子特性評価装置と称すこともできる。

図２に示すように、回折光学素子１２は、第１の要素１２１と第２の要素１２２を含む。四角形の第１の要素１２１は、基板１２３上に設けられている。第２の要素１２２は、第１の要素１２１の２つの頂点付近に、第１の要素１２１に埋め込まれるように設けられている。第１の要素１２１の入射面１２ａと第２の要素１２２の入射面１２ａは、回折光学素子１２の入射面１２ａとしての同一平面を構成している。

第１の要素１２１の入射面１２ａの面積は、第２の要素１２２の入射面１２ａの面積より広い。第２の要素１２２の入射面１２ａの面積は、後述するように回折光を検出可能な限り、狭い方が好ましい。

図１に示すように、第１の要素１２１は、光源１１から出射された光Ｌ１０を回折し、所定の次数の回折光Ｌ１１により照明領域を照明する。本実施形態では、所定の次数の回折光Ｌ１１は、１次の回折光である。

第２の要素１２２は、光源１１から出射された光Ｌ１０を第１の要素１２１における回折方向とは異なる方向に回折する。

第１の要素１２１と第２の要素１２２は、光源１１から出射された光Ｌ１０の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しい。

また、第１の要素１２１と第２の要素１２２は、反射型の回折光学素子であり、１次の回折光Ｌ１１は、回折光学素子１２の入射面１２ａから出射する。
第１の要素１２１と第２の要素１２２は、例えば、体積型ホログラム記録媒体、又は、レリーフ型若しくはエンボス型のホログラム記録媒体であってもよい。

第１の要素１２１と第２の要素１２２が体積型ホログラム記録媒体である場合、回折光学素子１２の製造方法の一例としては、まず、基板１２３上の第１の要素１２１を形成する領域にホログラム感光材料を形成する。

次に、第２の要素１２２を形成する領域をマスクした状態でホログラム感光材料を露光して、第１の要素１２１を形成する。

次に、第１の要素１２１をマスクした状態でホログラム感光材料を露光して、第２の要素１２２を形成する。

なお、図２（ｃ）に示すように、第２の要素１２２は、第１の要素１２１上に積層されていてもよい。この場合、第２の要素１２２が積層されていない第１の要素１２１上には、入射面１２ａに凹凸が形成されないように、ガラス又はフィルムなどの層１２４が積層されている。

図１に戻り、回折光学素子１２へ入射した光Ｌ１０の一部は、回折光学素子１２の入射面１２ａで正反射、即ち鏡面反射する。

第１の光検出器１３は、回折光学素子１２の入射面１２ａで正反射された正反射光Ｌ１２の少なくとも一部を検出し、検出された光量に応じた第１の検出値を出力する。本実施形態では、第１の光検出器１３は、回折光学素子１２の第１の要素１２１の入射面１２ａで正反射された正反射光Ｌ１２を検出するものとする。

正反射光Ｌ１２が光源１１の位置とは異なる位置に反射されるように、光源１１と回折光学素子１２は配置されている。つまり、光Ｌ１０が入射面１２ａに対して垂直に入射しないように、光源１１と回折光学素子１２は配置されている。

第２の光検出器１４は、回折光学素子１２の第２の要素１２２で生じる回折光Ｌ１３の少なくとも一部を検出し、検出された光量に応じた第２の検出値を出力する。
前述のように、回折光Ｌ１３は、回折光Ｌ１１と異なる方向に回折されるので、上記照明領域を照明しない回折光、即ち当該照明領域に入射しない回折光である。本実施形態では、回折光Ｌ１３は、１次の回折光であるとする。

第２の要素１２２の入射面１２ａの面積は、第２の要素１２２で生じる回折光Ｌ１３の少なくとも一部を第２の光検出器１４によって検出可能な最小限の値に設定されていることが好ましい。このような面積にすることで、光Ｌ１０が第２の要素１２２で回折される分のロスを最低限にすることができる。

判定部１５は、第１の光検出器１３の第１の検出値と、第２の光検出器１４の第２の検出値との相対値を算出し、相対値と第１の検出値の変化に基づいて、回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定する。相対値は、「第１の検出値／第２の検出値」、又は、「第２の検出値／第１の検出値」である。

具体的には、判定部１５は、第１の検出値が変化せず、相対値が変化した第１の場合、回折光学素子の特性が変化したと判定する。ここで、「回折光学素子の特性」とは、即ち回折光学素子の回折効率のことである。

正反射光Ｌ１２の光量は、入射する光Ｌ１０の光量と回折光学素子１２の屈折率によって決定される。そのため、光Ｌ１０の光量が一定であれば、回折光学素子１２の特性が変化したか否かに依存せず、正反射光Ｌ１２の光量は、ほぼ一定である。つまり、第１の光検出器１３は、回折光学素子１２に入射する光Ｌ１０の光量を検出していることになる。

ここで、回折光学素子１２の第２の要素１２２の劣化や欠損などにより、回折効率が低下した場合、１次の回折光Ｌ１３の光量が低下する。従って、第２の検出値が低下する。この時、前述のように第１の検出値は変化しないため、第１の検出値と第２の検出値との相対値が変化する。

従って、前述のように、回折光学素子１２の特性が変化した、即ち劣化したと判定できる。第２の要素１２２に劣化や欠損が生じた場合、第２の要素１２２に隣接して設けられている第１の要素１２１にも、経年変化等によって劣化や欠損が生じている可能性が高い。

加えて、判定部１５は、第１の検出値が低下し、相対値が変化していない第２の場合、回折光学素子１２の特性、即ち回折効率が変化しておらず、回折光学素子１２に入射している光Ｌ１０の光量が減少したと判定する。この場合、第２の検出値も低下している。

回折光学素子１２に入射している光Ｌ１０の光量が減少する原因としては、例えば、光源１１が出射する光量が減少したこと、又は、光源１１の向きが変化したことが考えられる。また、光源１１と回折光学素子１２との間にレンズを有する場合には、当該レンズの向きが変化したことも考えられる。

以上のように、本実施形態によれば、第１の要素１２１の正反射光Ｌ１２と、第２の要素１２２の１次の回折光Ｌ１３の光量を検出し、それらの変化に基づいて回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定するようにしている。従って、第１及び第２の光検出器１３，１４以外にオプティクスを追加せずに、回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定できる。即ち、簡単な構成で、回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定できる。

また、照明には用いられない正反射光Ｌ１２と１次の回折光Ｌ１３を検出しているので、回折光のロスを必要最低限にして、必要な回折光を照明光として利用した状態で、回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定できる。

さらに、回折光学素子１２自体の特性と、光源１１側の特性の何れが変化したかを特定できるため、回折光学素子１２の特性が変化したか否かを正確に判定できる。

また、第１の要素１２１と第２の要素１２２は、隣接して設けられていると共に回折波長及び回折するための入射角度が等しいので、２つの光源を設ける必要がなく、１つの光源１１によって回折光学素子１２の特性が変化したか否かを判定できる。つまり、分岐のためのオプティクスや別の光源を必要としない。

また、第１の要素１２１の入射面１２ａと第２の要素１２２の入射面１２ａは同一平面を構成しているか、あるいは、第２の要素１２２は第１の要素１２１上に積層されるようにしているので、一つの回折光学素子１２の中に２種類の回折性能を持つ回折光学素子、即ち第１及び第２の要素１２１，１２２を容易に組み込むことができる。

なお、第１の実施形態に対して、種々の変更を加えることが可能である。例えば、第１の光検出器１３は、第２の要素１２２の入射面１２ａで正反射された正反射光を検出してもよい。

また、第２の光検出器１４で検出する回折光Ｌ１３は、１次の回折光に限らず、−１次の回折光や２次の回折光などの他の次数の回折光でもよい。

また、所定の次数の回折光Ｌ１１は、１次の回折光に限らず、２次の回折光などの他の次数の回折光でもよい。

さらに、第１の要素１２１と第２の要素１２２の少なくとも何れかは、透過型の回折光学素子でもよい。但し、図２（ｃ）に示した積層構造では、次に述べる理由から、第２の要素１２２は反射型の回折光学素子であることが好ましい。第２の要素122が透過型で第１の要素121が反射型の場合、第２の要素122で回折した光が第１の要素121へ入射するため、入射角度が変わり第１の要素121で回折する光に影響が出てしまう。あるいは、第１の要素121で反射した回折光が第２の要素122に戻る際、そこでも回折してしまうため回折光に別の影響を与え、第１の要素121で回折する光の光利用効率が低下してしまう可能性がある。

また、第２の要素１２２の位置、数、形状は、図２に示した例に限られない。例えば、第２の要素１２２は、第１の要素１２１の１辺に沿って長方形状に設けられてもよい。利用する状況に応じて、第１の要素121で回折する光を効率よく利用できる位置に第２の要素１２２を配置するという意味合いで、第１の要素１２１の端部にそのような性能があるとよい。

さらに、回折光学素子１２の入射面１２ａと裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備えてもよい。入射面１２ａの反射防止層によれば、反射によって失われる光量を減少させることができる。裏面の反射防止層によれば、回折光学素子１２の裏面において光源１１側に反射する光量を減少させることができる。但し、入射面１２ａの反射防止層は、第１の光検出器１３で検出され得る光量の正反射光Ｌ１２が得られるものである。

また、第１の光検出器１３と回折光学素子１２との間、及び、第２の光検出器１４と回折光学素子１２との間に、第１の光検出器１３及び第２の光検出器１４に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備えてもよい。これにより、第１及び第２の光検出器１３，１４として、検出可能な最大光量が低いものを用いることができる。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係る照明装置１０ａの概略構成を示す図である。図３に示すように、照明装置１０ａは、第１の実施形態の照明装置１０に加え、更に制御部１６を備える。その他の構成は、図１，２の第１の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。

制御部１６は、第１の実施形態で説明した、第１の検出値が変化せず、相対値が変化した第１の場合と、第１の検出値が低下し、相対値が変化していない第２の場合とにおいて、光源１０に光Ｌ１０の出射を停止させる。

これにより、第１の場合、即ち回折光学素子１２の特性が変化した場合と、第２の場合、即ち光源１１側の特性が変化した場合とにおいて、光Ｌ１０の出射を停止させることができるので、安全性を向上できる。

例えば、回折光学素子１２の特性が変化した場合、即ち回折光学素子１２の劣化や欠損などにより回折効率が低下した場合、１次の回折光Ｌ１３の光量が低下すると共に、０次の回折光の光量が増加する。この場合に光Ｌ１０の出射を停止させることで、光量が増加した０次の回折光が出射され続けることを防止できる。

また、例えば、光源１１側の特性が変化した場合に光Ｌ１０の出射を停止させることで、光源１１の向きが変化したことで予期しない方向に光Ｌ１０が出射され続けることを防止できる。

なお、光源１１側の特性変化、及び、回折光学素子１２の特性変化がそれぞれ許容範囲内であれば光Ｌ１０の出射を停止させないよう、第１の検出値が低下したか否か、相対値が変化したか否かをそれぞれ判定するためのしきい値を設けてもよい。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る照明装置１０ｂの概略構成を示す図である。図４に示すように、照明装置１０ｂは、第２の実施形態の照明装置１０ａに加え、更に表示部１７を備える。その他の構成は、図１〜３の第１及び第２の実施形態と同一であるため、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。

表示部１７は、制御部１６の制御に応じて、前述した第１の場合に第１のエラー情報を表示し、第２の場合に第２のエラー情報を表示する。表示部１７は、ユーザが照明装置１０ｂの動作を操作する操作部（図示せず）内に設けられていてもよい。

表示部１７は、第１及び第２のエラー情報を、例えば、エラーランプの点灯又は点滅により表示してもよい。この場合、第１のエラー情報と第２のエラー情報とにおいて、エラーランプの点灯パターン、点灯波長、点滅周期などを互いに異なるものとしてもよい。

これにより、ユーザは、回折光学素子１２の特性が変化したのか、又は、光源１１側の特性が変化したのかを、視覚的に容易に把握することができる。従って、光源１０に光Ｌ１０の出射を停止させた状態において、表示された第１又は第２のエラー情報に応じて、回折光学素子１２の交換、又は、光源１１の交換や調整を、適切に行うことができる。

（第４の実施形態）
本実施形態は、第２の実施形態の照明装置１０ａを用いた投射型映像表示装置に関する。

図５は、第４の実施形態に係る投射型映像表示装置の概略構成を示す図である。図５に示すように、投射型映像表示装置は、投射装置１００と、スクリーン１１０とを備える。

投射装置１００は、照明装置１０ａと、レンズ群１８と、１／２波長板２０と、偏光ビームスプリッタ３０と、空間光変調器４０と、投射光学系５０と、を有する。この投射装置１００は、照明装置１０ａが第１及び第２の光検出器１３，１４と、判定部１５と、制御部１６を備える点以外は、周知の投射装置と同様の構成を有する。従って、周知の投射装置と同様の部分については、詳細な説明は省略する。

レンズ群１８は、照明装置１０ａの光源１１と回折光学素子１２との間に設けられ、光源１１から出射された光Ｌ１０を所望の径に広げ、回折光学素子１２の入射面１２ａに入射させる。

回折光学素子１２は、入射した光Ｌ１０を回折し、１次の回折光Ｌ１１により空間光変調器４０を照明する。

具体的には、１／２波長板２０は、回折光学素子１２からの１次の回折光Ｌ１１の偏光成分を揃える。

偏光ビームスプリッタ３０は、１／２波長板２０からの光の進行方向を変え、空間光変調器４０に導く。即ち、空間光変調器４０は、照明装置１０ａによって照明される。
空間光変調器４０は、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などから構成され、空間光変調器４０での反射光によって変調画像が形成される。

偏光ビームスプリッタ３０は、変調画像をなす光の進行方向を変えずに、投射光学系５０に導く。
投射光学系５０は、空間光変調器４０上に得られる変調画像をスクリーン１１０上に投射する。

このような投射装置１００によれば、変調画像をスクリーン１１０上に投射しながら、第２の実施形態で説明したように回折光学素子１２の状態をリアルタイムで監視できる。

なお、第２の実施形態の照明装置１０ａに代えて、第１又は第３の実施形態の照明装置１０，１０ｂを用いてもよい。
また、第１、第２または第３の実施形態の照明装置１０，１０ａ，１０ｂは、上述した構成の投射装置１００に限らず、回折光学素子１２からの回折光により空間光変調器４０を照明するように構成された各種投射装置に適用できる。

さらに、第１、第２または第３の実施形態の照明装置１０，１０ａ，１０ｂを用いて、投射装置、投射型映像表示装置以外にも、様々な装置を構成できる。

例えば、スキャン対象物を照明する照明装置１０，１０ａ，１０ｂと、照明されたスキャン対象物の画像などの表面情報を取得する情報取得部と、を備えるスキャナを構成してもよい。

また、照明装置１０，１０ａ，１０ｂと、照明装置１０，１０ａ，１０ｂによって照明される空間光変調器と、を備え、空間光変調器で変調された光が感光媒体の表面に導光される、半導体素子を作製するための露光装置を構成してもよい。空間光変調器は、画素毎に光を選択して透過させることにより、微細なパターンからなる変調画像（光像）を感光媒体上に形成できる。感光媒体は、例えば、レジストパターンが塗布された半導体ウエハや、感光剤を塗布したフィルムなどである。
これらのスキャナと露光装置においても、第４の実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１０，１０ａ，１０ｂ 照明装置
１１ 光源
１２ 回折光学素子
１２１ 第１の要素
１２２ 第２の要素
１３ 第１の光検出器
１４ 第２の光検出器
１５ 判定部
１６ 制御部
１７ 表示部

Claims (12)

1. 光源と、
   第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により照明領域を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
   前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
   前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
   前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記第１の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第１の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定し、前記第１の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第２の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定する判定部と、
   を備える、照明装置。
2. 前記第１の要素と前記第２の要素は、前記光源からの光の入射角度が等しく、且つ、回折波長が等しい、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２の要素の入射面の面積は、当該第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を前記第２の光検出器によって検出可能な最小限の値に設定されている、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記第１の要素の入射面と前記第２の要素の入射面は、同一平面を構成している、請求項１から請求項３の何れかに記載の照明装置。
5. 前記第２の要素は、前記第１の要素上に積層されている、請求項１から請求項３の何れかに記載の照明装置。
6. 前記回折光学素子の入射面と裏面の少なくとも何れかに、反射防止層を備える、請求項１から請求項５の何れかに記載の照明装置。
7. 前記第１の光検出器と前記回折光学素子との間、及び、前記第２の光検出器と前記回折光学素子との間に、前記第１及び第２の光検出器に到達する光の光量を減少させる光量調整フィルタを備える、請求項１から請求項６の何れかに記載の照明装置。
8. 前記第１の場合と、前記第２の場合とにおいて、前記光源に光の出射を停止させる制御部を備える、請求項１に記載の照明装置。
9. 前記第１の場合に第１のエラー情報を表示し、前記第２の場合に第２のエラー情報を表示する表示部を備える、請求項８に記載の照明装置。
10. 照明装置と、
    前記照明装置によって照明される空間光変調器と、
    前記空間光変調器上に得られる変調画像をスクリーン上に投射する投射光学系と、
    を備え、
    前記照明装置は、
    光源と、
    第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
    前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
    前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
    前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記第１の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第１の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定し、前記第１の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第２の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定する判定部と、
    を有する、投射装置。
11. スキャン対象物を照明する照明装置と、
    照明された前記スキャン対象物の表面情報を取得する情報取得部と、
    を備え、
    前記照明装置は、
    光源と、
    第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記スキャン対象物を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
    前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
    前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
    前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記第１の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第１の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定し、前記第１の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第２の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定する判定部と、
    を有する、スキャナ。
12. 照明装置と、
    前記照明装置によって照明される空間光変調器と、を備え、
    前記空間光変調器で変調された光は、感光媒体の表面に導光され、
    前記照明装置は、
    光源と、
    第１の要素と第２の要素を含む回折光学素子であって、前記第１の要素は、前記光源から出射された光を回折し、回折光により前記空間光変調器を照明し、前記第２の要素は、前記光源から出射された光を前記第１の要素における回折方向とは異なる方向に回折する、回折光学素子と、
    前記回折光学素子の入射面で反射された正反射光の少なくとも一部を検出する第１の光検出器と、
    前記回折光学素子の前記第２の要素で生じる回折光の少なくとも一部を検出する第２の光検出器と、
    前記第１の光検出器の第１の検出値と、前記第２の光検出器の第２の検出値との相対値を算出し、前記第１の検出値が変化せず、前記相対値が変化した第１の場合、前記回折光学素子の特性が変化したと判定し、前記第１の検出値が低下し、前記相対値が変化していない第２の場合、前記回折光学素子の特性が変化しておらず、前記回折光学素子に入射している光の光量が減少したと判定する判定部と、
    を有する、露光装置。

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