ホーム > 特許ランキング > Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特表2024-532209アクティブアライメントによって光学面を結合するための方法及び装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-05
(54)【発明の名称】アクティブアライメントによって光学面を結合するための方法及び装置
(51)【国際特許分類】
G02B 7/18 20210101AFI20240829BHJP
G01B 11/27 20060101ALI20240829BHJP
G02B 7/00 20210101ALI20240829BHJP
G02B 5/04 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
G02B7/18 100
G01B11/27 Z
G02B7/00 D
G02B7/00 F
G02B5/04 E
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024510412
(86)(22)【出願日】2022-08-28
(85)【翻訳文提出日】2024-02-19
(86)【国際出願番号】 IL2022050931
(87)【国際公開番号】W WO2023031913
(87)【国際公開日】2023-03-09
(31)【優先権主張番号】63/238,250
(32)【優先日】2021-08-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/284,661
(32)【優先日】2021-12-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518010049
【氏名又は名称】ルムス エルティーディー．
【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｕｓ Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】８ Ｐｉｎｃｈａｓ Ｓａｐｉｒ Ｓｔｒｅｅｔ， ７４０３６３１ Ｎｅｓｓ Ｚｉｏｎａ， Ｉｓｒａｅｌ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100229448
【弁理士】
【氏名又は名称】中槇 利明
(72)【発明者】
【氏名】シュリキ，ロネン
(72)【発明者】
【氏名】アイゼンバーグ，イド
(72)【発明者】
【氏名】ロネン，エイタン
(72)【発明者】
【氏名】ロバチンスキー，リリヤ
(72)【発明者】
【氏名】グリーンシュタイン，コビ
(72)【発明者】
【氏名】フリードマン，エドガー
(72)【発明者】
【氏名】ラヴィ，エラド
【テーマコード（参考）】
2F065
2H042
2H043
【Ｆターム（参考）】
2F065AA33
2F065HH03
2F065HH08
2H042CA14
2H042CA15
2H043AD03
2H043AD11
2H043AD13
2H043AD19
2H043AE02
2H043AE24
2H043BA00
(57)【要約】
本明細書において開示されるのは、その結合面に沿って２つ以上のプリズムコンポーネントをアラインさせて接合することによって、複数の平面外面を有する複合プリズムを製造するためのシステムであって、システムは、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面を近接又は接触させるように構成されたインフラストラクチャと、第１のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第１の表面及び第２のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第２の表面をアラインさせるように構成された制御可能に回転可能な機械軸と、前記少なくとも１つの第１の表面及び前記少なくとも１つの第２の表面上に少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影するように構成された光源と、第１の表面及び第２の表面から反射された光ビームを感知するように構成された１つ以上の検出器と、感知されたデータに基づいて、少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の平均を判定し、少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の加重平均と意図された相対配向との間の差が精度閾値未満である場合に、制御可能に回転可能な機械軸に対する補正角度を判定するように構成された、計算モジュールと、を含み、プリズムコンポーネントのうちの１つ以上は、透明又は半透明である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の平面外面を有する複合プリズムを、その結合面に沿って２つ以上のプリズムコンポーネントをアライン及び接合することによって製造するための方法であって、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面を近接又は接触させることと、
前記第１のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第１の表面と、前記第２のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第２の表面とをアラインさせることと、
前記少なくとも１つの第１の表面及び前記少なくとも１つの第２の表面上に少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影することと、
前記少なくとも１つの第１の表面及び前記少なくとも１つの第２の表面から反射された光ビームを感知することと、
前記感知されたデータに基づいて、前記少なくとも１つの第１の表面と前記少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の平均を判定することと、
前記少なくとも１つの第１の表面と前記少なくとも１つの第２の表面との間の前記実際の相対配向の加重平均と意図された相対配向との間の差が精度閾値未満である場合に、制御可能に回転可能な機械軸を使用して、前記第１のプリズムコンポーネント及び前記第２のプリズムコンポーネントをその結合面に沿って接合することと、を含み、
前記プリズムコンポーネントのうちの１つ以上が、透明又は半透明である、方法。
【請求項2】
前記接合が、結合、硬化、加圧、加熱、及び／又は機械的に締め付けることのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記方法が、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向と前記意図された相対配向との前記差が前記精度閾値を上回る場合、前記第１の表面と前記第２の表面とを再アラインさせることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記方法が、前記第１の表面と前記第２の表面とをアラインさせる段階を繰り返すことと、前記少なくとも１つの入射光ビームを投影することと、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向と前記意図された相対配向との間の前記差が前記精度閾値を上回る場合、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向を判定することと、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の表面と前記第２の表面とをアラインさせる段階の前に、接着剤が、前記結合面の間に塗布され、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向と意図された相対配向との間の前記差が前記精度閾値を下回る場合、前記第１のプリズムコンポーネント及び前記第２のプリズムコンポーネントが、その結合面に沿って硬化される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも１つの入射光ビームが、第１の入射光ビームを含み、第２の入射光ビームが、前記第１の表面及び前記第２の表面に対してそれぞれ、第１の角度及び第２の角度に導かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記少なくとも１つの入射光ビームが単色である、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記少なくとも１つの入射光ビームの各々が、レーザビームである、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記少なくとも１つの入射光ビームがコヒーレントである、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の表面及び前記第２の表面から反射された前記光ビームが、感光面上に集束され、前記第１の表面及び前記第２の表面からそれぞれ反射された前記光によって前記感光面上に形成された第１のスポット及び第２のスポットの位置から、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向と前記意図された相対配向との間の前記差が導出される、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
前記入射光ビームが、オートコリメータを使用して生成され、前記感光面が、前記オートコリメータの画像センサの感光面である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記入射光ビームがコヒーレントであり、前記第１の表面と前記第２の表面との間の前記実際の相対配向と前記意図された相対配向との間の前記差が、前記反射された光ビームの干渉パターンの測定から導出される、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の表面及び前記第２の表面が、隣接することが意図される、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の表面及び前記第２の表面が、互いに垂直に、又は実質的に垂直に配向されることが意図される、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の表面と前記第２の表面との間の角度が、約２０°未満であることが意図される、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の表面と前記第２の表面との間の角度が、約１０°未満であることが意図される、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の表面及び前記第２の表面が、互いに平行であるか、又は実質的に平行であることが意図される、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記第１の表面及び前記第２の表面が、外面である、請求項１に記載の方法。
【請求項19】
前記第１の表面及び前記第２の表面のうちの少なくとも一方が、内部ファセットである、請求項１に記載の方法。
【請求項20】
前記少なくとも１つの第２の表面が、公称上共平行な複数の内部ファセットを含み、前記少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームの前記投影及び前記光ビームの前記感知が、前記第１の表面及び前記内部ファセットの各々に対して別々に実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項21】
前記第１のプリズムコンポーネント及び／又は前記第２のプリズムコンポーネントが、内部ファセットをそれらの間に画定する接合サブプリズムを含み、及び／又は前記第１のプリズムコンポーネント及び／又は前記第２のプリズムコンポーネントが、埋め込まれた内部ファセットを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項22】
前記第１の表面及び／又は前記第２の表面が、反射性コーティングによりコーティングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項23】
前記第２の表面が、埋め込まれた内部ファセットであり、前記方法が、前記複合プリズムを、前記第２のプリズムコンポーネントと等しい屈折率を有する浸漬媒体に浸漬させる初期段階を更に含み、かつ／又は前記第２のプリズムコンポーネントが、接合された第１のサブプリズム及び第２のサブプリズムを含み、前記第２の表面が、前記第１のサブプリズムと前記第２のサブプリズムとの間の境界によって画定される内部ファセットであり、前記方法が、前記第１のサブプリズムと等しい屈折率を有する媒体に前記複合プリズムを浸漬させる初期段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項24】
前記少なくとも１つの入射光ビームが、前記浸漬媒体の表面に法線方向に投影される、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記第２のプリズムコンポーネントが、前記第１のサブプリズムと、前記第２のサブプリズムと、を含み、前記少なくとも１つの入射光ビームが、第１の入射光ビームと、前記第１の表面及び前記第２の表面上にそれぞれ伝播される第２の入射光ビームとを含み、前記第２の入射光ビームが、前記第１のサブプリズムを横断して、前記第２の表面に到達する、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記第２のプリズムコンポーネントに対する前記第１のプリズムコンポーネントの相対位置を判定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項27】
前記第２のプリズムコンポーネントに対する前記第１のプリズムコンポーネントの前記相対位置の前記判定が、１つ以上のカメラを使用して実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項28】
前記第１のプリズムコンポーネントの前記第１の表面と、前記第２のプリズムコンポーネントの前記第２の表面とが、非平行であることが意図され、前記入射光ビームが、前記第１のプリズムコンポーネントの前記第１の表面に対して実質的に垂直な方向に投影され、前記入射光ビームの一部を、前記第２のプリズムコンポーネントの前記第２の表面に導き、前記第２の表面に実質的に法線方向に衝突させるために、媒介光学要素が利用される、請求項１に記載の方法。
【請求項29】
前記媒介光学要素が、ペンタプリズム、直角プリズム、ミラーのセット、及び回折光学格子又は要素からなる群から選択される、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記コリメートされた入射光ビームが、偏光である、請求項１に記載の方法。
【請求項31】
前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムの結合面間に、２つの追加のサブプリズムを配置することと、前記第１のプリズムの前記第１の表面及び前記第２のプリズムの前記第２の表面を、前記２つの追加のサブプリズムを利用してアラインさせることと、を更に含み、前記追加のサブプリズムの各々が、２つの異なる角度を画定する２つの非平行表面を有し、それによって、前記第１のプリズムコンポーネント及び前記第２のプリズムコンポーネントの前記結合面間の角度を制御可能に設定することを可能にする、請求項１に記載の方法。
【請求項32】
光学要素の２つの非平行表面間の配向を測定及び／又は検証するための方法であって、第１の表面と、第２の表面と、を備える光学要素を提供することであって、前記表面が、互いに対してある角度に設定される、提供することと、
第１のサブビームと、第２のサブビームと、を含む少なくとも１つのコリメート光ビームを投影し、それによって、媒介光学要素を通過した後に、前記第１のサブビームが、前記第１の表面に実質的に法線方向に衝突し、かつ前記第２のサブビームが、前記第２の表面に実質的に法線方向に衝突することと、
前記媒介光学要素を再通過した後に、前記第１の表面から反射された光、及び前記第２の表面から反射された光を感知することと、
前記感知されたデータに基づいて、前記第１の表面と前記第２の表面との間の実際の相対配向を判定することと、を含む、方法。
【請求項33】
光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するための方法であって、公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う第１の表面及び第２の表面を含む光学要素を提供することであって、前記第１の表面及び前記第２の表面のうちの一方が、他方よりも実質的に高い反射率を有する、提供することと、
ｓ偏光されたコリメート光ビーム及びｐ偏光されたコリメート光ビームを非同時に投影することであって、前記ｓ偏光されたコリメート光ビーム及び前記ｐ偏光されたコリメート光ビームが、実質的により高い反射率を有する前記表面に対して実質的にブリュースター角で入射されるように導かれ、それによって、前記第１の表面から反射された光を前記第２の表面から反射された光から区別することが可能になる、投影することと、
前記第１の表面から反射された光、及び前記第２の表面から反射された光を感知することと、
前記感知されたデータに基づいて、前記第１の表面と前記第２の表面との間の実際の相対配向を判定することと、を含む、方法。
【請求項34】
光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するための方法であって、外側の第１の表面と、外側又は内側の第２の表面と、を含む光学要素を提供することであって、前記外側の第１の表面及び前記外側又は内側の第２の表面が、公称上平行であるか、又はほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う、提供することと、
くさび形プリズムを前記第１の表面上に配置することであって、前記くさび形プリズムが前記光学要素と同じ屈折率を有する、配置することと、
前記くさび形プリズムの上面上にコリメートされた入射光ビームを投影し、それによって、前記光学要素の前記第２の表面及び前記くさび形プリズムの前記上面が光を反射し、一方、光が前記第１の表面から反射されるのを阻止することと、
前記くさび形プリズムを通って再通過した後、前記第２の表面から反射された光を感知することと、
前記第１の表面上に前記コリメートされた入射光ビームを投影し、そのような第１の表面が、光を反射し、一方、光が前記くさび形プリズムの前記上面から及び前記第２の表面から反射されるのを阻止することと、
前記第１の表面から反射された光を感知することと、
前記感知されたデータに基づいて、前記第１の表面と前記第２の表面との間の実際の角度を判定することと、を含む、方法。
【請求項35】
２つ以上のプリズムコンポーネントをその結合面に沿ってアラインさせ、結合することによって、複数の平面外面を有する複合プリズムを製造するためのシステムであって、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面を近接又は接触させるように構成されたインフラストラクチャと、
前記第１のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第１の表面及び前記第２のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第２の表面をアラインさせるように構成された、制御可能に回転可能な機械軸と、
前記少なくとも１つの第１の表面及び前記少なくとも１つの第２の表面上に少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影するように構成された光源と、
前記第１の表面及び前記第２の表面から反射された光ビームを感知するように構成された１つ以上の検出器と、
前記感知されたデータに基づいて、前記少なくとも１つの第１の表面と前記少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の平均を判定するように構成された計算モジュールであって、前記少なくとも１つの第１の表面と前記少なくとも１つの第２の表面との間の前記実際の相対配向の加重平均と意図された相対配向との間の差が精度閾値未満である場合、前記制御可能に回転可能な機械軸についての補正角度を判定するように構成され、前記プリズムコンポーネントのうちの１つ以上が透明又は半透明である、計算モジュールと、を備える、システム。
【請求項36】
前記計算モジュールが、前記回転可能な機械軸に機能的に関連付けられたコントローラに命令を提供して、前記第１の表面と前記第２の表面との間の角度を自動的に補正するように更に構成される、請求項３５に記載のシステム。
【請求項37】
光学要素の２つの非平行な表面間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムであって、第１の表面及び第２の表面を含む光学要素を位置決めするように構成されたインフラストラクチャであって、前記第１の表面及び前記第２の表面が、互いに対してある角度で設定されている、インフラストラクチャと、
第１のサブビームと、第２のサブビームと、を有する少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影し、それによって、媒介光学要素を通過した後に、前記第１のサブビームが前記第１の表面に実質的に法線方向に衝突し、前記第２のサブビームが前記第２の表面に実質的に法線方向に衝突するように構成された光源と、
前記媒介光学要素を再通過した後に、前記第１の表面から反射された光及び前記第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の検出器と、
前記感知されたデータに基づいて、前記第１の表面と前記第２の表面との間の実際の相対配向を判定するように構成された計算モジュールと、を備える、システム。
【請求項38】
光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムであって、光学要素を位置決めするように構成されたインフラストラクチャであって、前記光学要素が、公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う第１の表面及び第２の表面を備え、前記第１の表面及び前記第２の表面の一方が、他方よりも実質的に高い反射率を有する、インフラストラクチャと、
ｓ偏光されたコリメート光ビーム及びｐ偏光されたコリメート光ビームを非同時に投影するように構成された光源であって、前記ｓ偏光されたコリメート光ビーム及び前記ｐ偏光されたコリメート光ビームが、前記実質的により高い反射率を有する前記表面に対して実質的にブリュースターの角度で入射するように導かれ、それによって、前記第１の表面から反射された光を前記第２の表面から反射された光から区別することが可能になる、光源と、
前記第１の表面から反射された光及び前記第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の検出器と、
前記感知されたデータに基づいて、前記第１の表面と前記第２の表面との間の実際の相対配向を判定するように構成された計算モジュールと、を備える、システム。
【請求項39】
光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムであって、くさび形プリズムと、シャッターアセンブリと、を備えるインフラストラクチャであって、
前記くさび形プリズムを、検査される光学要素の外側の第１の表面上に配置するように構成されており、前記光学要素が、前記第１の表面に対して公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ前記第１の表面と横方向において重なり合う、外側又は内側の第２の表面を更に備える、インフラストラクチャと、
前記光学要素及び前記くさび形プリズムに導かれるコリメートされた入射光ビームを投影するように構成された光源と、
少なくとも第１の状態と第２の状態との間で制御可能に切り替えられるように構成されたシャッターアセンブリであって、前記第１の状態では、前記シャッターアセンブリが、光が前記光学要素の前記第１の表面に直接衝突するのを阻止し、前記第２の状態では、前記シャッターアセンブリが、光が前記くさび形プリズムに衝突するのを阻止する、シャッターアセンブリと、
前記くさび形プリズムを通過した後に、前記第１の表面から直接反射された光、及び前記第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の光検出器と、
第１の感知されたデータ及び第２の感知されたデータに基づいて、前記第１の表面との間の実際の角度を判定するように構成された計算モジュールであって、前記第１の感知されたデータが、前記シャッターアセンブリが第１の状態にあるときに前記１つ以上の光検出器によって取得され、前記第２の感知されたデータが、前記シャッターアセンブリが第２の状態にあるときに前記１つ以上の光検出器によって取得される、計算モジュールと、を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、光学面を結合してアラインさせるための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
機械要素又は光学要素は、それらの間に特定の相対位置又は角度方向を有するべき２つ以上の平坦な反射面を含んでもよい。そのような要素の製造は、特に高精度が必要とされる場合に、技術的に困難であり、高価であり得る。光学要素を結合し、正確にアラインさせるための容易に実装可能な技術への満たされていないニーズが当技術分野には存在する。
【発明の概要】
【0003】
本開示の態様は、本開示の一部の実施形態によれば、アクティブアライメントを使用して２つ以上のプリズムを結合することによって複雑なプリズムを製造するための方法及びシステムに関する。より具体的には、限定的ではないが、本開示の一部の実施形態による、本開示の態様は、コンポーネント間で高い角度精度を有する複雑なプリズム構造を生成することに関する。このことは、屈折複合導波路構造を製造し、その品質を保証する上で特に重要である。
【0004】
したがって、一部の実施形態の一態様によれば、その結合面に沿って２つ以上のプリズムコンポーネントをアラインさせ結合することによって、複数の平面外面を有する複合プリズムを製造するためのシステムが提供され、システムは、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面を近接又は接触させるように構成されたインフラストラクチャと、少なくとも１つの第１の表面をアラインさせるように構成された制御可能に回転可能な機械軸と、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第２の表面と、少なくとも１つの第１の表面及び少なくとも１つの第２の表面上に少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影するように構成された光源と、第１の表面及び第２の表面から反射された光ビームを感知するように構成された１つ以上の検出器と、感知されたデータに基づいて少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の平均を判定し、少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の加重平均と意図された相対配向との間の差が、精度閾値未満である場合に、制御可能に回転可能な機械軸についての補正角度を判定するように構成された計算モジュールと、を備え、プリズムコンポーネントのうちの１つ以上が透明又は半透明である、システム。一部の実施形態によれば、計算モジュールは、第１の表面と第２の表面との間の角度を自動的に補正するために、回転可能な機械軸と機能的に関連付けられたコントローラに命令を提供するように更に構成される。
【0005】
一部の実施形態の一態様によれば、その結合面に沿って２つ以上のプリズムコンポーネントをアラインさせ結合することによって、複数の平面外面を有する複合プリズムを製造するための方法であって、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面を近接又は接触させることと、第１のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第１の表面及び第２のプリズムコンポーネントの少なくとも１つの第２の表面をアラインさせることと、少なくとも１つの第１の表面及び少なくとも１つの第２の表面上に少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影することと、少なくとも１つの第１の表面及び少なくとも１つの第２の表面から反射された光ビームを感知することと、感知されたデータに基づいて、少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の平均を判定することと、少なくとも１つの第１の表面と少なくとも１つの第２の表面との間の実際の相対配向の加重平均と意図された相対配向との間の差が、精度閾値未満である場合に、制御可能に回転可能な機械軸を使用して、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントを、それらの結合面に沿って接合することと、を含み、プリズムコンポーネントのうちの１つ以上が透明又は半透明である、方法。
【0006】
一部の実施形態によれば、接合のステップは、結合、硬化、加圧、加熱、及び／又は機械的締め付けのうちの１つ以上を含み得る。
【0007】
一部の実施形態によれば、方法は、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対方向と意図された相対方向との差が精度閾値を上回る場合に、第１の表面と第２の表面を再アラインさせることを更に含み得る。
【0008】
一部の実施形態によれば、方法は、第１の表面及び第２の表面をアラインさせる段階を繰り返すことと、少なくとも１つの入射光ビームを投影することと、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対方向と意図された相対方向との間の差が精度閾値を上回る場合に、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対方向を判定することと、を更に含み得る。
【0009】
一部の実施形態によれば、接着剤は、第１及び第２の表面をアラインさせる段階の前に、結合面間に塗布され得、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向と意図された相対配向との間の差が精度閾値未満である場合、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントは、その結合面に沿って硬化される。接着剤は、第１の表面と第２の表面をアラインさせる段階の前に、結合面の間に塗布されてもよく、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向と意図された相対配向との間の差が精度閾値未満である場合、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントは、その結合面に沿って硬化される。
【0010】
一部の実施形態によれば、少なくとも１つの入射光ビームは、第１の表面及び第２の表面に対して第１の角度及び第２の角度にそれぞれ導かれる第１の入射光ビーム及び第２の入射光ビームを含み得る。少なくとも１つの入射光ビームは、単色であり得る。一部の実施形態によれば、少なくとも１つの入射光ビームの各々は、レーザビームであり得る。一部の実施形態によれば、少なくとも１つの入射光ビームは、コヒーレントであり得る。
【0011】
一部の実施形態によれば、第１の表面及び第２の表面から反射された光ビームは、感光面に集束され、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向と意図された相対配向との間の差は、第１の表面及び第２の表面からそれぞれ反射された光によって感光面上に形成された第１のスポット及び第２のスポットの位置から導出される。入射光ビームは、オートコリメータを使用して生成され得、感光面は、オートコリメータの画像センサの感光面である。入射光ビームは、コヒーレントであり得、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向と意図された相対配向との間の差は、反射された光ビームの干渉パターンの測定から導出され得る。
【0012】
一部の実施形態によれば、第１及び第２の表面は、隣接することが意図される。
【0013】
一部の実施形態によれば、第１及び第２の表面は、互いに垂直に、又は実質的に垂直に配向されることが意図される。
【0014】
一部の実施形態によれば、第１の表面と第２の表面との間の角度は、約２０°未満であることが意図される。第１及び第２の表面は、約１０°未満であることが意図される。
【0015】
一部の実施形態によれば、第１及び第２の表面は、互いに平行又は実質的に平行であることが意図される。
【0016】
一部の実施形態によれば、第１及び第２の表面は、外面である。一部の実施形態によれば、第１の表面及び第２の表面のうちの少なくとも１つは、内部ファセットである。一部の実施形態によれば、少なくとも１つの第２の表面は、公称上共平行な複数の内部ファセットを含み得、少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームの投影及び光ビームの感知は、第１の表面及び内部ファセットの各々上で別々に実施される。
【0017】
一部の実施形態によれば、第１のプリズムコンポーネント及び／若しくは第２のプリズムコンポーネントは、内部ファセットをそれらの間に画定する接合されたサブプリズムを含んでもよく、かつ／又は第１のプリズム及び／若しくは第２のプリズムコンポーネントは、埋め込まれた内部ファセットを含んでもよい。
【0018】
一部の実施形態によれば、第１及び／又は第２の表面は、反射コーティングでコーティングされている。
【0019】
一部の実施形態によれば、第２の表面は、埋め込まれた内部ファセットであり、方法は、第２のプリズムコンポーネントと等しい屈折率を有する浸漬媒体中に複合プリズムを浸漬させる初期段階を更に含み得、かつ／又は第２のプリズムコンポーネントは、接合された第１のサブプリズム及び第２のサブプリズムを含み得、第２の表面は、第１のサブプリズムと第２のサブプリズムとの間の境界によって画定された内部ファセットであり、方法は、第１のサブプリズムと等しい屈折率を有する媒体中に複合プリズムを浸漬させる初期段階を更に含み得る。
【0020】
一部の実施形態によれば、少なくとも１つの入射光ビームは、浸漬媒体の表面に法線方向に投影される。
【0021】
一部の実施形態によれば、第２のプリズムコンポーネントは、第１のサブプリズム及び第２のサブプリズムを含み得、少なくとも１つの入射光ビームは、第１の表面及び第２の表面上にそれぞれ伝播される第１の入射光ビーム及び第２の入射光ビームを含み、第２の入射光ビームは、第１のサブプリズムを横断して第２の表面に到達する。
【0022】
一部の実施形態によれば、方法は、第２のプリズムコンポーネントに対する第１のプリズムコンポーネントの相対位置を判定することを更に含み得る。
【0023】
一部の実施形態によれば、第２のプリズムコンポーネントに対して第１のプリズムコンポーネントの相対位置を判定することは、１つ以上のカメラを使用して実施される。一部の実施形態によれば、第２のプリズムコンポーネントに対して第１のプリズムコンポーネントの相対位置を判定することは、１つ以上のカメラを使用して実施される。
【0024】
一部の実施形態によれば、第１のプリズムコンポーネントの第１の表面及び第２のプリズムコンポーネントの第２の表面は、非平行であることが意図されており、入射光ビームは、第１のプリズムコンポーネントの第１の表面に対して実質的に垂直な方向に投影され、媒介光学要素は、入射光ビームの一部を第２のプリズムコンポーネントの第２の表面上に導くために利用され、第２の表面に実質的に法線方向に入射する。媒介光学要素は、ペンタプリズム、直角プリズム、ミラーのセット、及び回折光学格子又は要素からなる群から選択される。
【0025】
一部の実施形態によれば、コリメートされた入射光ビームは、偏光された光である。
【0026】
一部の実施形態によれば、方法は、第１のプリズム及び第２のプリズムの結合面間に、２つの追加のサブプリズムを配置することと、２つの追加のサブプリズムを利用して第１のプリズムの第１の表面及び第２のプリズムの第２の表面をアラインさせることと、を更に含み得、追加のサブプリズムの各々は、２つの異なる角度を画定する２つの非平行表面を有し、それによって、第１のプリズムコンポーネント及び第２のプリズムコンポーネントの結合面間の角度を制御可能に設定することを可能にする。
【0027】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの非平行な表面の間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムが更に提供され、このシステムは、互いに対してある角度に設定された第１の表面及び第２の表面を含む光学要素を位置決めするように構成されたインフラストラクチャと、第１のサブビーム及び第２のサブビームを有する少なくとも１つのコリメートされた入射光ビームを投影し、それによって、媒介光学要素を通過した後に、第１のサブビームが第１の表面に実質的に法線方向に衝突し、第２のサブビームが第２の表面に実質的に法線方向に衝突するように構成された光源と、媒介光学要素を通過した後に第１の表面から反射された光及び第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の検出器と、感知されたデータに基づいて第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向を判定するように構成された計算モジュールと、を備える。
【0028】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの非平行な表面の間の配向を測定及び／又は検証するための方法が提供され、この方法は、互いに対して一定の角度に設定された第１の表面及び第２の表面を含む光学要素を提供することと、第１のサブビーム及び第２のサブビームを含む少なくとも１つのコリメート光ビームを投影し、それによって、媒介光学要素を通過した後に、第１のサブビームが第１の表面に実質的に法線方向に衝突し、第２のサブビームが第２の表面に実質的に法線方向に衝突することと、媒介光学要素を通過した後に第１の表面から反射された光及び第２の表面から反射された光を感知することと、感知されたデータに基づいて、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向を判定することと、を含む。
【0029】
一部の実施形態によれば、第１の表面と第２の表面との間の角度は、約９０°である。一部の実施形態によれば、第１の表面と第２の表面との間の角度は、約２０°～約９０°である。一部の実施形態によれば、第１の表面と第２の表面との間の角度は、約３０°～約７０°である。
【0030】
一部の実施形態によれば、第１の表面及び第２の表面は、外面である。
【0031】
一部の実施形態によれば、第１の表面は外面であり、第２の表面は内面である。
【0032】
一部の実施形態によれば、光学要素は、第１の表面に対して公称上平行である第１の複数の内面を更に含み得、方法は、第１の複数の内面及び第２の表面の各々に対して投影するステップ、感知するステップ、及び判定するステップを適用することを更に含み得る。
【0033】
一部の実施形態によれば、方法は、第２の表面と第１の表面と第１の複数の内面との間の実際の相対配向の平均を更に含み得る。
【0034】
一部の実施形態によれば、光学要素は、第２の表面に公称上平行な第２の複数の内面を更に含み得、方法は、第２の複数の内面及び第１の表面の各々に対して投影するステップ、感知するステップ、及び判定するステップを適用することを更に含み得る。
【0035】
一部の実施形態によれば、方法は、第２の表面と第１の表面と第１の複数の内面との間の実際の相対配向の平均を計算することを更に含み得る。
【0036】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムが更に提供され、システムは、光学要素を位置決めするように構成されたインフラストラクチャであって、光学要素が、公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う第１の表面及び第２の表面を含み、第１の表面及び第２の表面の一方が、他方よりも実質的に高い反射率を有する、インフラストラクチャと、光源であって、実質的により高い反射率を有する表面に対して実質的にブリュースターの角度で入射するように導かれた、ｓ偏光されたコリメート光ビーム及びｐ偏光されたコリメート光ビームを非同時に投影し、それによって、第１の表面から反射された光と第２の表面から反射された光とを区別することを可能にする、光源と、第１の表面から反射された光及び第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の検出器と、感知されたデータに基づいて、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向を判定するように構成された計算モジュールと、を備える。
【0037】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの公称上平行であるか、又はほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するための方法が提供され、この方法は、公称上平行であるか、又はほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う第１の表面及び第２の表面を含む光学要素を提供することであって、第１の表面及び第２の表面のうちの一方が、他方よりも実質的に高い反射率を有する、提供することと、実質的により高い反射率を有する表面に対してブリュースターの角度で実質的に入射されるように導かれた、ｓ偏光化されたコリメート光ビーム及びｐ偏光化されたコリメート光ビームを非同時に投影し、それによって、第１の表面から反射された光を第２の表面から反射された光と区別することを可能にすることと、第１の表面から反射された光及び第２の表面から反射された光を感知することと、感知されたデータに基づいて、第１の表面と第２の表面との間の実際の相対配向を判定することと、を含む。
【0038】
一部の実施形態によれば、第１の表面は外面であり、第２の表面は内面である。
【0039】
一部の実施形態によれば、光学要素は、第１の表面に対して公称上平行である第１の複数の内面を更に含み得、方法は、第１の複数の内面及び第２の表面の各々に対して投影するステップ、感知するステップ、及び判定するステップを更に適用することを含み得る。
【0040】
一部の実施形態によれば、方法は、第２の表面と第１の表面と第１の複数の内部表面との間の実際の相対配向の平均を計算することを更に含み得る。
【0041】
一部の実施形態によれば、公称上ほぼ平行な角度は、約５アーク分よりも小さい。
【0042】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するためのシステムが更に提供され、システムは、くさび形プリズム及びシャッターアセンブリを含むインフラストラクチャであって、検査される光学要素の外側の第１の表面上にくさび形プリズムを配置するように構成されたインフラストラクチャであって、光学要素が、第１の表面に公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う、外側又は内側の第２の表面を更に含む、光源と、光学要素及びくさび形プリズムに導かれたコリメートされた入射光ビームを投影するように構成された光源と、第１の状態と第２の状態との間で少なくとも制御可能に切り替えられるように構成されたシャッターアセンブリであって、第１の状態では、光が光学要素の第１の表面に直接衝突するのを阻止し、第２の状態では、シャッターアセンブリは、光がくさび形プリズムに衝突するのを阻止する、シャッターアセンブリと、くさび形プリズムを通過した後の、第１の表面から直接反射された光及び第２の表面から反射された光を感知するように構成された１つ以上の光検出器と、第１の感知されたデータ及び第２の感知されたデータに基づいて第１の表面との間の実際の角度を判定するように構成された計算モジュールであって、第１の感知されたデータが、シャッターアセンブリが第１の状態にあるときに１つ以上の光検出器によって取得され、第２の感知されたデータが、シャッターアセンブリが第２の状態にあるときに１つ以上の光検出器によって取得される、計算モジュールと、を備える。
【0043】
一部の実施形態の一態様によれば、光学要素の２つの公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う表面の間の配向を測定及び／又は検証するための方法が提供され、方法は、公称上平行であるか、又は公称上ほぼ平行であり、かつ横方向に重なり合う外側の第１の表面及び外側若しくは内側の第２の表面を含む光学要素を提供することと、くさび形プリズムを第１の表面上に配置することであって、くさび形プリズムが、光学要素と同じ屈折率を有する、配置することと、コリメートされた入射光ビームをくさび形プリズムの上面上に投影し、それによって、光学要素の第２の表面及びくさびの上面が光を反射し、一方、光が第１の表面から反射されるのを阻止することと、くさび形プリズムを再通過した後に第２の表面から反射された光を感知することと、コリメートされた入射光ビームを第１の表面上に投影し、そのような第１の表面が光を反射し、一方、光がくさびの上面及び第２の表面から反射されるのを阻止することと、第１の表面から反射された光を感知することと、感知されたデータに基づいて、第１の表面と第２の表面との間の実際の角度を決定することと、を含む。
【0044】
一部の実施形態によれば、屈折率整合液体が、くさび形プリズムと光学要素との間に配置されている。
【0045】
一部の実施形態によれば、方法は、シャッターアセンブリを使用して、光が第１の表面に直接衝突すること、又はくさび形プリズムの上面に衝突することを選択的に阻止することを更に含み得る。
【0046】
一部の実施形態によれば、第２の表面は、内面である。
【0047】
一部の実施形態によれば、光学要素は、複合プリズムを含む。一部の実施形態によれば、光学要素は、導波路構造を含む。一部の実施形態によれば、光学要素は、複合プリズム及び導波路構造を含む。
【0048】
本開示の特定の実施形態は、上記利点の一部若しくは全てを含み得るか、又はいずれも含まない場合がある。本出願に含まれる図面、明細書、及び特許請求の範囲から、１つ以上の他の技術的利点が当業者に容易に明らかになり得る。更に、具体的な利点が上記に列挙されているが、様々な実施形態が、列挙された利点の全て若しくは一部を含み得るか、又はいずれも含まない場合がある。
【0049】
特に明記されない限り、本明細書において使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示に関する技術分野における当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。矛盾する場合は、定義を含め、本特許明細書が優先される。本明細書で使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、文脈上そうではないことが明らかな場合を除き、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味する。
【0050】
特に明記されない限り、本開示から明らかなように、一部の実施形態によれば、「処理する」、「計算する」、「演算する」、「決定する」、「推定する」、「評価する」、又は「測る」などの用語は、計算システムのレジスタ及び／又はメモリ内の物理的な（例えば、電子的な）量として表されるデータを、計算システムのメモリ、レジスタ、又は他のそのような情報記憶、送信、若しくは表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータへと操作及び／又は変換する、コンピュータ若しくは計算システム、又は同様の電子計算デバイスの行為及び／又はプロセスを指し得ることが理解されよう。
【0051】
本開示の実施形態は、本明細書における動作を実施するための装置を含み得る。装置は、所望の目的のために特別に構築され得るか、又はコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に作動又は再構成される汎用コンピュータを含み得る。そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体、例えば、限定はされないが、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気光ディスク、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的にプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能及びプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気若しくは光カード、又は電子命令を記憶するのに適しており、かつコンピュータシステムバスに結合することができる任意の他のタイプの媒体などに記憶され得る。
【0052】
本明細書に提示されるプロセス及びディスプレイは、もともと、いかなる特定のコンピュータ又は他の装置にも関連付けられていない。本明細書の教示によるプログラムとともに様々な汎用システムを使用することができ、又は、所望の方法を実施するために、より特化した装置を構築することが好都合であり得る。様々なこれらのシステムのための所望の構造が以下の説明から理解されよう。また、本開示の実施形態の説明では、いかなる特定のプログラミング言語も参照していない。様々なプログラミング言語が、本明細書に記載されるように本開示の教示を実装するために使用され得ることが理解されよう。
【0053】
本開示の態様は、コンピュータによって実行される、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令の一般的なコンテキストで記述され得る。概して、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するか、又は特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、及びデータ構造などを含む。開示される実施形態はまた、通信ネットワークバイスによってタスクが実施される分散コンピューティング環境において実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカル及びリモートコンピュータ記憶媒体の両方に位置され得る。
【図面の簡単な説明】
【0054】
本開示の一部の実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。説明は、図とともに、一部の実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。図は、例示的な説明を目的としたものであり、本開示の根本的な理解のために必要とされる以上に詳細に、実施形態の構造の細部を示そうとはしていない。明瞭さのために、図に描写されている一部の物体は、縮尺通りに描画されていない。更に、同じ図における２つの異なる物体が、異なる縮尺で描画されている場合がある。具体的には、一部の物体の縮尺が、同じ図の他の物体と比較して大幅に誇張されている場合がある。
【0055】
【図1A】一部の実施形態による、例示的な複合プリズムの等角図を概略的に描写する。
【図1E】一部の実施形態による、２つの媒介プリズムを使用した複合プリズムのアクティブアライメントによる結合を概略的に描写する。
【図2】一部の実施形態による、内部ファセットを有する複合プリズムのアクティブアライメントによる結合を概略的に描写する。
【図3A】表面間の角度を測定するための従来技術の方法を概略的に描写する。
【図3B】表面間の角度を測定するための従来技術の方法を概略的に描写する。
【図4A】一部の実施形態による、ブリュースターの角度を利用することによって表面間の平行性を測定するための方法を概略的に描写する。
【図4B】一部の実施形態による、ブリュースターの角度を利用することによって表面間の平行性を測定するための方法を概略的に描写する。
【図4C】一部の実施形態による、２つのほぼ平行な表面間の相対角度を測定するための方法を概略的に描写する。
【図5A】一部の実施形態による、対象となる２つの表面間の必要な角度がほぼ垂直（約９０°）である例示的な複合プリズムを概略的に描写する。
【図5B】一部の実施形態による、一方が内部ファセットである、対象となる２つの表面間の必要な角度がほぼ垂直（約９０°）である例示的な複合プリズムを概略的に描写する。
【図5E】一部の実施形態による、上昇光線及び下降光線によって垂直度を測定するための方法を概略的に描写する。
【図6】一部の実施形態による、媒介光学要素を利用する複合プリズム（間に任意の角度を有する対象となる２つの表面のための）のアクティブアライメントによる結合のための方法を概略的に描写する。
【図7A】一部の実施形態による、２つのサブプリズム間の相対位置がプリズムの外面に従って設定される例示的な複合プリズムを概略的に描写する。
【図7B】一部の実施形態による、２つのサブプリズム間の相対位置がプリズムの内部ファセットに従って設定される例示的な複合プリズムを概略的に描写する。
【図7C】一部の実施形態による、２つのサブプリズム間の配向及び相対位置がプリズムの内部ファセットに従って設定される例示的な複合プリズムを概略的に描写する。
【図8】一部の実施形態による、光学撮像を利用した、２つのサブプリズム間の相対位置の測定及び補正のためのセットアップの上面図を概略的に描写する。
【図9】一部の実施形態による、２つのサブプリズムの相対的な位置決めを、その内面に従って設定する必要がある複雑なプリズムを概略的に描写する。
【図10A】一部の実施形態による、構造の２つの外面に平行であることを検証すべき内部ファセットを有する光導波路構造を概略的に描写する。
【図10B】一部の実施形態による、偏光を利用する構造の外面に平行であることを検証すべき内部ファセットを有する光導波路構造を概略的に描写する。
【図10C】一部の実施形態による、構造の外面に垂直であることを検証すべき内部ファセットを有する光導波路構造を概略的に描写する。
【発明を実施するための形態】
【0056】
本出願に開示される教示の原理、使用、及び実装は、添付の明細書及び図面を参照することにより、より良く理解され得る。本出願の明細書及び図面を精査した当業者は、過度の努力又は実験なしに、本明細書の教示を実施することができるであろう。図中、同じ参照番号は、全体を通して同じ部分を指す。
【0057】
本出願の明細書及び特許請求の範囲では、「含む」及び「有する」という単語、並びにこれらの語形は、それらの単語が関連付けられ得るリスト内の構成要素に限定されない。
【0058】
本出願で使用される場合、「約」という用語は、量又はパラメータ（例えば、要素の長さ）の値を、所与の（記載されている）値の近傍（及びその値を含む）の連続した値の範囲内に指定するために使用され得る。一部の実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の８０％～１２０％に指定し得る。例えば、「要素の長さは約１ｍに等しい」という記述は、「要素の長さは０．８ｍ～１．２ｍである」という記述に等しい。一部の実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の９０％～１１０％に指定し得る。一部の実施形態によれば、「約」は、パラメータの値を、所与の値の９５％～１０５％に指定し得る。具体的には、「ほぼ等しい」及び「ほぼ等しい」という用語もまた、厳密に等しいことを包含することを理解されたい。
【0059】
本明細書では、一部の実施形態によれば、「実質的に」及び「約」という用語は同義であり得る。
【0060】
説明を簡単にするために、一部の図面では三次元デカルト座標系が導入されている。描写されている物体に対する座標系の配向は、図によって異なり得ることに留意されたい。また、記号
は、「ページから外」を指す軸を表すために使用され得、一方、記号
は、「ページ内へ」を指す軸を表すために使用され得る。
【数1】
【数2】
【0061】
図中、任意選択的な要素及び（フローチャートにおける）任意選択的な段階は、破線で描かれている。
【0062】
明細書全体を通して、ベクトルは、小文字、太字のアップライト文字（例えば、ｖ）で表される。
【0063】
ここで図１Ａ～１Ｄを参照し、図１Ａ～１Ｄは、一部の実施形態による例示的な複合プリズム４００の異なる図を概略的に描写する。図１Ａは、一部の実施形態による例示的な複合プリズム４００の等角図を概略的に描写している。図１Ｂは、一部の実施形態による複合プリズム４００の側面図を概略的に描写している。図１Ｃ及び１Ｄは、一部の実施形態による複合プリズム４００のアクティブアライメントによる結合を概略的に描写している。
【0064】
複合プリズム４００は、サブプリズム４１０及びサブプリズム４２０の２つのサブプリズムを結合することによって構築される。この例によれば、サブプリズム４１０の表面４１１及びサブプリズム４２０の表面４２１は、互いに対して正確な角度で配向されることが望ましい。図１Ｃに明示されるように、そのようなプリズムは、サブプリズム４１０の表面４１２及びサブプリズム４２０の表面４２２を高精度に結合することによって製造することができる。このような高精度の結合は、一部の実施形態によれば、２つの表面４１２及び４２２を取り付け、プリズム４１０及び４２０を、（一方又は両方のサブプリズムをｚ軸の周りを回転させることによって）表面４１１と４２１との間の相対的な角度配向を設定及び最適化するようにアラインさせ、次いで、プリズム４１０とプリズム４２０との間の相対的な配向をクランプすることによって達成することができる。一部の実施形態によれば、結合は、例えば、２つの外面４１２と４２２との間に接着物質の薄い層を配置し、表面４１１と４２１との間に必要な角度が達成されるようにプリズム４１０及びプリズム４２０をアラインさせ、最終的に、例えば、ＵＶ硬化又は加熱などの方法を使用して接着剤を固化させることによって達成され得る。追加的又は代替的な実施形態によれば、プリズム４１０及び４２０を一緒に結合することは、機械的回転（一方又は両方のサブプリズムの、ｚ軸の周りでの回転）を可能にする機械軸を使用し、次いで２つのサブプリズムを機械的に締め付けることによって達成され得る。
【0065】
一部の実施形態によれば、プリズム４１０及び４２０のアラインは、表面４１１と表面４２１との間の相対的な配向の測定及び補正の反復プロセスにおいて実施され得る。追加又は代替の実施形態によれば、プリズム４１０及び４２０のアラインは、リアルタイムに相対的な配向を測定し、一方、表面４１１及び４２１の相対的な配向を補正することによって実施され得る。
【0066】
一部の実施形態によれば、２つの表面間の角度の測定は、以下の図３Ａ及び３Ｂに明示されるように、光学的に行われ得る。
【0067】
図１Ｃ及び１Ｄは、一部の実施形態による複合プリズム４００のアクティブアライメントによる結合を概略的に描写している。結合された表面４１２及び４２２がｘ－ｙ平面内にあるように、座標軸が本明細書で定義される。２つのサブプリズム４１０及び４２０は、互いに密接に取り付けられ、結合されなければならないので、表面４１１と表面４２１との間の相対的な配向は、結合面４１２及び４２２の法線（ｎ）の周りでプリズムを回転させることによってのみ調整することができることに留意されたい。したがって、ｘ又はｙ軸の周りのサブプリズム４１０とサブプリズム４２０との間の角度配向は制御されず、ｘ－ｙ平面内のプリズム間の角度配向のみを調整することができる（すなわち、結合面４１２及び４２２の法線間の角度は、ｘ－ｙ平面内でのみ調整することができる）。２つの表面間の角度は、ｘ－ｙ平面上のその角度の投影及びｙ－ｚ平面上のその角度の投影に分解され得る。表面４１１及び４２１の角度配向に対する高精度の要件がｘ－ｙ平面内のみにある場合、サブプリズム４１０及び４２０は、非常にゆるい公差を用いて作製することができ、一方、サブプリズム４１０と４２０との間の角度配向に対する高精度の要件がｘ－ｚ又はｙ－ｚ平面内にもある場合、プリズム４１０及び４２０は、表面４１１と表面４１２との間及び表面４２１と表面４２２との間で高精度に製造しなければならない。
【0068】
代替的に、一部の実施形態によれば、サブプリズム（例えば、２つ、３つ、４つ以上）は、２つのサブプリズムの２つの結合面の間に配置され得、２つのサブプリズムの２つのそれぞれの表面のｘ－ｙ平面及びｙ－ｚ平面の両方におけるアクティブな正確な角度アライメントを容易にする。ここで、図１Ｅを参照すると、図１Ｅは、一部の実施形態による、２つの媒介プリズムを使用する複合プリズムのアクティブアライメントによる結合の例を概略的に描写する。この実施例では、複素プリズム４００’は、表面４１１’と表面４２１’との間の角度配向が正確に制御されるように形成されるべきである。この実施形態によれば、２つの追加のサブプリズム４３０及び４４０を使用して、ｘ－ｙ平面及びｙ－ｚ平面の両方において正確な角度アライメントを達成し得る。サブプリズム４３０及び４４０の各々は、それぞれ、２つの非平行な表面４３１及び４３２、並びに４４１及び４４２を有し、表面４３１と表面４３２との間の角度は、４４１と４４２との間の角度とは異なることができる。プリズム４２０’は、結合面４２２’及び４３１によってサブプリズム４３０に結合され、プリズム４１０’は、結合面４１２’及び４４１によってサブプリズム４４０に結合される。サブプリズム４３０及び４４０は、それらの配向をクランプ／固定する前にｚ軸の周りを回転させることができ、プリズム４１０’及び４２０’は、それぞれ、表面４１２’及び４２２’に対して法線の周りを回転させることができる。ｙ－ｚ平面内の４１２’と４２２’との間の初期角度が必要な角度に近い場合、サブプリズム４４０と比較して小さい、サブプリズム４３０の回転は、ｙ－ｚ平面内の必要な補正を完全に制御するのに十分である。この場合、４２０’の法線の周りの４２０’の回転は、ｘ－ｙ平面内の角度を主に制御し、サブプリズム４３０又は４４０のそれぞれ、法線４４２又は４３２の周りでの回転は、ｙ－ｚ平面内の角度を主に制御する。プリズム４２０の、その法線の周りでの回転は、１自由度のみをもたらすことに留意されたい、したがって、ｙ－ｘ平面内の表面４１１’と４２１’との間の角度のみを制御することができる（言い換えれば、表面４１１’と表面４２１’との間の相対的な角度の補正は、１つの次元においてのみ実施することができる）。有利には、サブプリズム４３０及び４４０を追加すると別の自由度が導入され、したがって、２での表面４１１’と表面４２１’との間の相対的な角度を制御することが可能になり、したがって、角度をｙ－ｚ平面内でも制御することができる。
【0069】
一部の実施形態によれば、複合プリズム４００’、プリズム４１０’、プリズム４２０’、表面４１１’、表面４２１’、表面４１２’、及び表面４２２’の各々は、複合プリズム４００、プリズム４１０、プリズム４２０、表面４１１、表面４２１、表面４１２、及び表面４２２と同じであってもよい（例えば、同じ特性を有する）。代替の実施形態によれば、複合プリズム４００’、プリズム４１０’、プリズム４２０’、表面４１１’、表面４２１’、表面４１２’、及び表面４２２’は、
複合プリズム４００、プリズム４１０、プリズム４２０、表面４１１、表面４２１、表面４１２、及び表面４２２とは異なる場合がある。
複合プリズム４００、プリズム４１０、プリズム４２０、表面４１１、表面４２１、表面４１２、及び表面４２２とは異なる場合がある。
【0070】
図１Ａ及び１Ｅは、一部の実施形態による、外面に従ったアライメントを示す。しかしながら、他の実施形態によれば、サブプリズムは、一緒に組み合わされたいくつかのより小さいサブプリズムで構成され得、かつ／又はいくつかの内部構造を含み得、所望のアライメントは、内面の間、又は内面と外面との間で行い得る。このことは、一部の実施形態による、内部ファセットを有する複合プリズム５００のアクティブアライメントによる結合を概略的に描写する図２に明示されている。複合プリズム５００は、２つのサブプリズム、サブプリズム５１０及びサブプリズム５２０の２つのそれぞれの表面５１２及び５２２を取り付けることによって２つのサブプリズムを結合することによって構築される。サブプリズム５２０は、２つのより小さいサブプリズム５２０ａ及び５２０ｂから構成され、これらのサブプリズムは、互いに結合され、それらの間に位置する内面を形成する。この例によれば、サブプリズム５１０の外面５１１及びサブプリズム５２０の内面５２３は、互いに対して正確な角度で配向されることが望ましい。
【0071】
一部の実施形態によれば、サブプリズム５２０ａ及び５２０ｂは、異なる材料で作製され得、内面５２３は、光学コーティングでコーティングされ得る。光は、媒体に入るときに屈折され、表面５２１は測定されないので、表面５２３と表面５１１との間の絶対角度は、複合プリズム４００（図１Ｃ及び１Ｄ）については必ずしも上述した方法に従って正確に測定することができないことに留意されたい。例えば、外面５２１がある程度の精度で内面５２３に平行である場合には、一部の実施形態によれば、図１Ｃ及び１Ｄの構成を使用することができ、表面５１１は、表面５２１及び表面５２３の両方に従ってアラインすべきである。
【0072】
このことが必ずしも当てはまらないときは、一部の実施形態によれば、複合プリズム５００のサブプリズム５２０（又は複合プリズムの一部）を、サブプリズム５２０（又は少なくともサブプリズム５２０ａを含むサブプリズム）の屈折率と一致する屈折率を有する媒体で作られた別の構造と接触するように配置され得、ここで、構造の形状は、表面５２１に衝突する光が、法線入射率（又は法線入射率に近い入射率）で屈折率整合媒体に入るように作られる。例えば、複合プリズム全体又はその一部は、屈折率整合浸漬媒体（液体など）を備えたタンク内部に配置され得る。この場合、光は、表面５２１において媒体に入るときに屈折されず、表面５１１と表面５２３との間の正確な絶対角度を測定することができる。
【0073】
２つの所望の表面（例えば、表面４１１及び４２１間の角度を測定するための光学式の２つの例は、図３Ａ及び３Ｂに明示されている。
【0074】
図３Ａに示されるように、光学セットアップ６００ａは、２つの表面Ａ及びＢ（サブプリズム４１０の表面４１１及びサブプリズム４２０の表面４２１又はサブプリズム５１０の表面５１１及びサブプリズム５２０の表面５２３などであるが、これらに限定されない）を（例えば、ビームスプリッタなどの光学要素６０４ａを利用して）照明するように構成されたコリメート照明源６０２ａを含む。表面Ａ及びＢは、完全には示されておらず、以下に説明するように、同じプリズム又は異なるサブプリズムの２つの表面、又は媒介光学要素の表面を表し得ることに留意されたい。
【0075】
コリメート光ビーム（矢印によって描写されている）は、両方の表面Ａ及びＢに衝突し、それによって、ビームの一部が表面Ａによって反射され、ビームの別の一部が表面Ｂによって反射される。表面Ａ及びＢから反射された光は、次に、（例えば、レンズ６０８ａなどのレンズを使用して、カメラ６１０ａなどの検出器上の小さなスポット又はラインに集束され、それによって、任意の角度の誤配向を各表面からの光の空間的分離に変換する。言い換えると、表面Ａ及びＢの角度が異なると、カメラ６０１ａ上のスポットがシフトされ、２つのスポットの変位は、それらの相対的な角度配向を示す。一部の実施形態によれば、光学セットアップ６００ａは、シャッター６１２ａ及び６１２ｂを含んでもよく、シャッターは、一度に１つの表面からの光を検出することを容易にするように、入射光が表面Ａ又は表面Ｂに衝突することを制御可能に阻止するように構成されている。これは、表面Ａ及び表面Ｂが公称上平行である実施形態において特に関連性があり得る。その場合、シャッター６１２が使用されない場合、２つのスポットは十分に分解されない場合があり、測定の精度が限定される。
【0076】
一部の実施形態によれば、市販のオートコリメータも使用され得る。
【0077】
代替的に、コリメートされたレーザ６０２ｂなどのコヒーレント照明源を利用する光学セットアップ６００ｂ（図３Ｂに示されるように）が使用され得る。コリメートされたレーザビームは、（図３Ａのように、例えば、ビームスプリッタなどの光学要素６０４ｂを利用して）２つの表面Ａ及びＢ（サブプリズム４１０の表面４１１及びサブプリズム４２０の表面４２１などであるが、それらに限定されない）を照明し、この表面間の角度を正確に測定してアラインすべきである。コリメートされたレーザビームは、両方の表面Ａ及びＢに衝突し、それによって、ビームの一部が表面Ａによって反射され、ビームの別の部分が表面Ｂによって反射される。カメラ６１０ｂなどの検出器上に明るいスポット及び暗いスポットの干渉パターンを生成するように、両方の表面Ａ及びＢからの反射されたコリメート光を重ね合わせることができる。得られる干渉パターンのフリンジ間隔は、２つの表面Ａ及びＢの相対角度配向を示す。このような方法は、高い分解能をもたらすことができ、最大数度の角度について、約１アーク秒程度の小さい角度となる。
【0078】
しかしながら、表面間の平行性を測定／検証するとき、例えば、図３Ａ及び３Ｂに記載されているような方式を使用して、例えば、数アーク秒程度の小さな角度を正確に測定することはしばしば困難である。
【0079】
アラインされる表面（又はアライメントを検証する必要がある表面）が互いに横方向に重なり合っているとき（例えば、表面のうちの一方は、外面であり、第２の表面は、法線方向において外面と平行であり、外面の下方に配置されている内面である場合）、（図３Ａのように）シャッターを利用して表面のうちの一方又は他方を遮蔽することは不可能である。このような場合、２つの表面間の相対角度が小さい場合、特に、１つの表面からの反射率が第２の表面の反射率よりも強い場合、スポットは、分解されない場合がある。同様に、図３Ｂの方法では、明確な干渉パターンがある場合、すなわち、測定された表面Ａと表面Ｂとの間の角度が、２つの表面が横方向に重なり合うときに小さすぎない場合、相対角度を正確に測定することができる。
【0080】
一部の実施形態によれば、２つの表面が公称上平行で横方向に重なり合っている場合、前の段落で論じられている課題を克服するために、（図４Ａ及び４Ｂに描写されているように）ブリュースター角の偏光によるサンプルの照明が適用され得る。外面のブリュースター角は内部構造のブリュースター角とは異なるため、偏光で照射することで２つの信号を区別することができる。反射信号は、適切な角度で光を収集する検出器によって、又は光を光源に反射するミラーなどの光学要素を利用することによって（例えば、オートコリメータを使用するとき）検出することができる。表面の１つが有意に強い反射を有する場合、サンプルは、その表面のブリュースター角度の角度方向に配置されるべきである。次に、ｓ偏光の場合、両方の表面が反射するが、一方の表面が検出された信号を支配する。一方、ｐ偏光の場合、低反射率表面のみが光を反射する。
【0081】
図４Ａ及び４Ｂは、一部の実施形態による、ブリュースターの角度を利用することによって、複合プリズム７００、外面７２１、及び内部ファセット７２３の２つの表面間の平行性を測定／検証するための方法を概略的に描写する。表面のうちの一方が、他方の表面よりも有意に強い反射を有すると仮定する（この場合、内部ファセット７２３は、表面７２１よりも高い反射を有するが、表面７２１の反射率がファセット７２３の反射率よりも高い場合にもこの方法を適用することができる）と、サンプルは、その表面（この場合は、ファセット７２３）のブリュースター角度の角度配向に配置される。次いで、ｓ偏光（７５０及び７５５によって示されている）は、それぞれ、表面７２１及び７２３に導かれる（図４Ａ）。表面７２１及び７２３の両方からのｓ偏光については、反射される（７６０及び７６５によって示されている）が、１つの表面（７２３）が検出される信号を支配する。しかしながら、ｐ偏光７５０’が表面７２１及び７２３に導かれるとき（図４Ｂ）、低反射率表面（７２１）のみが光（７６０’）を反射する。反射光は、適切な角度で光を収集する検出器によって、又はミラー７７０などの光学要素を利用することによって検出することができる。ミラー７７０が表面７２１に垂直である場合、ミラーは、一次元レトロリフレクタとして機能し、光を光源に反射する（例えば、オートコリメータを使用するとき、これは、図示されていない）。
【0082】
別の実施形態では、図４Ｃに記載されているように、２つのほぼ平行な表面の間の相対角度を測定することができる。上記で論じられたように、ほぼ平行である２つの表面間の相対的な角度を測定／検証することは困難である。例えば、各表面の角度がコリメート光ビームで表面を照射することによって決定されるオートコリメータセットアップを使用する場合、各表面から反射された光ビームの各々は、検出器（例えば、カメラ）の平面上の小さなスポットに集束される。このようにして、表面の角変位は、信号の横方向変位に変換される。光学的には、各スポットは一定の幅を有し、スポットの中心部分を考慮することによって、測定の分解能を向上させることができる。しかしながら、ほぼ平行な２つの面からの反射を測定すると、両方の面からのスポットが部分的に重なり合い、測定の精度が低下する。したがって、２つの表面の各々から得られる信号を分離する必要がある。これは、一部の実施形態によれば、光学要素の上面にくさび形プリズムを配置し、くさび形プリズムを通過しない光を遮断することによって対処され得、それによって、光学要素の底面（又は内面）とくさび形プリズムの上面のみが光を反射し、光が光学要素の上面から反射されることはなくなる（屈折率整合液体がくさび形プリズムと光学要素との間に配置されている場合）。くさび形プリズムの上面と光学要素の底面は平行ではないので、それらの表面の反射光信号は区別可能であり、それによって、光学要素の底面の反射角を正確に計算することができる。次に、くさび形プリズムからの光を遮断し、光学要素の上面から反射された光のみを考慮することによって、光学要素の上面の測定値を得ることができる。
【0083】
図４Ｃに説明されるように、外面１２１１及び１２１３並びに内部の部分的に反射する表面１２１２を有するプリズム１２００が考慮され、内面１２１２と外面１２１１との間の相対角度を測定することが望ましい。これは、屈折率整合液体を用いて、表面１２１１の上部にくさび（くさびの角度は約１アーク分程度に小さくすることができる）を備えた薄いプリズム１２２０を配置することによって達成される。このようにして、光線１２３１によって表されるコリメート光ビーム／レーザビームを、プリズム１２００に衝突させるように導くことができる。ビーム１２３１の一部は、表面１２１１に衝突し、光線１２３１’に反射され、ビーム１２３１の一部は、プリズム１２２０の表面１２２１に衝突し、光線１２３１’‘として反射される。光線１２３１’と光線１２３１”との間の相対角度は、表面１２２１と表面１２１１との間の相対角度を示す。光線１２３１の一部が、表面１２２１を透過して光線１２３２となり、次いで内面１２１２によって反射されて光線１２３２’になり、次いで、表面１２２１を透過して光線１２３３になる。最後に、表面１２１２と表面１２１１との間の相対角度は、上記のように、くさび１２２０の角度の測定とともに、光線１２３３と光線１２３１’との間の相対角度の測定から計算することができる。
【0084】
一部の実施形態によれば、光線１２３１’及び１２３１”は、ビームの一部を物理的に遮断することによって検出において区別され得ることに留意されたい。したがって、１２３１’と１２３３との間相対角度の測定及び１２３１’と１２３１”との間の相対角度の測定は、１２１２からの反射率が１２２１からの反射率と比較して弱い場合には別々に実施することができる。必要に応じて（すなわち、１２１１及び１２１３がほぼ平行である場合）、表面１２１３からの反射は、反射された光を拡散させるか、又は代替的に、その光を他の非関連方向に反射する１２１３上に屈折率整合液体を配置することによって抑制することができる。
【0085】
一部の実施形態によれば、例えば、対象となる２つの表面間の角度が比較的大きく、すなわち、約９０°である場合、媒介光学要素を使用して角度を測定することが好ましい場合がある。そのような場合の例は、図５Ａ～５Ｄに明示されている。
【0086】
図５Ａは、一部の実施形態による、対象となる２つの表面間の必要な角度がほぼ垂直（約９０°）である例示的な複合プリズム８００を概略的に描写する。この場合、２つの外面、サブプリズム８１０の表面８１１及びサブプリズム８２０の表面８２５は、間にほぼ９０°の相対角度を有するように位置決めするべきである。同様に、図５Ｂは、一部の実施形態による、対象となる２つの表面（そのうちの１つは内部ファセットである）間の必要な角度がほぼ垂直（約９０°）である例示的な複合プリズム８００を概略的に描写する。この場合、サブプリズム８１０の外面８１１及びサブプリズム８２０の内面８２４は、間にほぼ９０°の相対角度を有するように位置決めするすべきである。２つの表面からの反射光は、図３Ａ及び３Ｂに提示される光学システムなどの光学システムを使用して測定され得る。
【0087】
ここで、図５Ｃを参照すると、図５Ｃは、一部の実施形態による、複素プリズム８００のサブプリズム８１０及び８２０を、ほぼ垂直な外面、すなわち、サブプリズム８１０の表面８１１及びサブプリズム８２０の表面８２５に従って、アクティブアライメントによって結合するための方法／セットアップを概略的に描写する。表面８１１及び表面８２５は、間にほぼ９０°の相対角度を有するように位置決めするべきである。そのようなアライメント及び結合は、表面８２５の前に配置された媒介光学要素（光折りたたみ要素）８３０などの媒介光学要素を利用して達成される。一部の実施形態によれば、媒介光学要素は、図５Ｃにおいて明示されているように、ペンタプリズムであり得るか、又は、直角プリズム、ミラーのセット、回折光学格子又は要素などを含むがこれらに限定されない、光を正確に折りたたむ任意の他の要素などであり得る。媒介光学要素は、高精度に製造されるべきであり、又は少なくともその幾何学的誤差を慎重かつ正確に測定し、各測定値から差し引くべきである。同様に、一部の実施形態によれば、対象となる２つの表面間の相対角度が小さいがゼロではない場合に、媒介光学要素を使用することもできる。
【0088】
一部の実施形態によれば、媒介光学要素８３０が光を折りたたむ角度は、図６に関する考察において以下でより詳細に示されるように、表面８２５（媒介光学要素８３０が取り付けられている表面）と表面８１１との間の公称角度に等しい。
【0089】
コリメート光ビーム／レーザの第１の部分（矢印８５０によって描写されている）は、サンプル（複素プリズム８００）の表面８１１に法線方向に衝突し、反射されて検出器によって検出される（光ビームは、矢印８５０’によって描写されている）。コリメート光ビーム／レーザの第２の部分（矢印８５５によって描写されている）は、媒介光学要素８３０の表面８３２に法線方向に衝突し、媒介光学要素は、表面８３２が表面８１１に平行になるように配置されている。コリメート光ビーム／レーザ８５５の第２の部分は、表面８３２を透過され、媒介光学要素８３０内で内部反射を受け、媒介光学要素８３０から出て表面８２５に公称上法線方向に衝突し、光学要素８３０を通って伝播して検出器によって検出される（光ビームは、矢印８５５’によって示されている）。表面８１１と表面８２５との間の相対角度は、上記に提示された方法に従って（例えば、図３Ａ及び３Ｂに記載されるように）光によって測定され得る。
【0090】
一部の実施形態によれば、サンプルが２つの平行な反射面を有する場合、例えば、サブプリズム８１０の表面８１１及び８１３が平行であり、表面８２５がそれに対して公称上垂直であるとき、測定精度は、表面８１１が表面８１３に置き換わり、表面８３２がその場所に（表面８１３に平行に）留まるように、サンプルを反転させて追加の測定を実施することによって高められ得る。最後に、媒介光学要素の相対角度は、この２つの測定値の絶対値の平均として計算され得る。
【0091】
場合によっては、媒介光学要素の表面のうちの１つ（又は複数）が、測定システム内に光を反射し、有害な反射によって記録された画像を汚染し得る。この影響を克服するために、一部の実施形態によれば、有害な反射は、望ましくない反射表面に光吸収材料を塗布すること（例えば、光吸収ペンキで表面を塗装すること）、表面を研削すること、又は光を散乱させる屈折率整合材料、例えば、グリース又はワックスで表面を覆うことによって抑制され得る。追加又は代替の実施形態によれば、有害な反射は、分光感度の高い光学コーティングで表面をコーティングすることによって、所望の反射から区別され得る。このようにして、２つの表面は、異なる光学スペクトルを反射する。
【0092】
ここで、図５Ｄを参照すると、図５Ｄは、一部の追加又は代替の実施形態による、媒介光学要素８４０を利用する複合プリズム８００などの複合プリズムのほぼ垂直な表面（サブプリズム８１０の外面８１３及びサブプリズム８２０の外面８２６）のアクティブアライメントによる結合のための方法又は測定のための方法を概略的に描写する。この方法は、２つの垂直面が効果的に再帰反射効果を形成するという事実に基づいている。説明の目的のために、任意の理論に限定されることなく、第１の表面８１３が法線
を有し、第２の表面８２６が法線
を有し、
である場合、方向
に伝播する光は、同じ角配向（しかし符号は逆）に反射される。入射における分散を克服し、入射光の全内部反射（ＴＩＲ）（すなわち、
が臨界角を超える場合）を回避するために、媒介光学要素８４０、この場合はカップリングインプリズムである。より具体的には、コリメート光ビーム／レーザ（矢印８６０によって示されている）は、媒介光学要素８４０の表面８４２に衝突し、媒介光学要素８４０の表面８４２を通過して外面８２６及び８１３から（矢印によって示されるように）反射されて光線８６０’になる。
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
【数7】
【0093】
入射光８６０がまず表面８１３によって反射され、次いで８２６によって反射され（灰色の矢印８１５によって描写されている）光路と、入射光８６０がまず表面８２５によって反射される、次いで表面８１３によってのみ反射され（灰色の矢印８１５によって描写されている）別の光路の２つの可能な光路があることに留意されたい。表面８１３及び８２６が完全に垂直でない場合、光線８６０及び８６０’は平行ではなく、第１の光路に由来する光線８６０’は、第２の光路に由来する光線とは異なる。各経路は反対方向に傾けられ、これらの２つの光ピーク間の角距離は、表面の相対配向を示す。
【0094】
同様に、図５Ｅの構成は、一部の実施形態による、複素プリズム９００の２つの表面９０３及び９０１の垂直度を測定するために使用されてもよい。この場合、上昇光線及び下降光線を使用して、一方の表面に最初に衝突する光と他方の表面に衝突する光との間の分裂を観察し得る。コリメートされた平行光線９３１及び９４１は、プリズム９１０の表面９１１（表面９０１及び表面９０２が互いに平行である場合、光線は、これらの表面で構成されたスラブ導波路内に密閉される）に衝突する。光線９３１は、表面９０１によって反射され（フレネル反射、又は、より好ましくは、全内部反射によって）光線９３１’になる。次いで、光線９３１’は、表面９０３によって反射されて光線９３２’になり、この光線は次いで、プリズム９２０の表面９２１によって透過される。プリズム９１０及び９２０の表面９１２及び９２２は、それぞれ、表面９０２の上方に配置されてもよく、又は屈折率整合接着剤を用いて結合されてもよい（このことは、光が表面９０２に全反射している場合に必要である）。同様に、光線９４１は、９０２によって反射されて光線９４２になり、次いで、表面９０１によって反射されて光線９４２’になる。光線９４２’は、プリズム９２０の表面９２１によって透過される。光線９３１は、まず表面９０１によって反射され、次いで表面９０３によって反射され、一方、光線９４１は、まず表面９０３によって反射され、次いで表面９０１によって反射されることに留意されたい。したがって、２つの表面９０３及び９０１が互いに完全に垂直でない場合、光線９３２’及び９４２’は互いに平行ではなく、それらの光線の間の角間隔（図３Ａ及び３Ｂのような光学系によって測定される）は、表面９０１と表面９０３との間の相対角度を示す。
【0095】
一部の実施形態によれば、上記に開示される図は、典型的には（必ずしもそうであるとは限らないが）、（測定／検証されるか、又はアラインされる）２つの表面間の必要な角度が小さく、例えば、約１０°未満であるか、又は大きく、例えば、約８０°未満である場合に関連する。一部の実施形態によれば、２つの表面の間の必要な角度が中間（例えば、約１０度～約８０度）である場合、相対角度は、例えば、図６に示されるように、カスタムメイドの媒介光学要素によって計算され得る。
【0096】
図６は、一部の実施形態によれば、媒介光学要素を利用して、複素プリズムにおいて、アクティブアライメントによって結合するための方法、又は間に任意の斜めの角度を有する対象となる２つの表面の配向を測定／検証するための方法を概略的に描写する。明示されているように、複素プリズム１９００のサブプリズム１９１０の表面１９１１及び複素プリズム１９００のプリズム１９２０の表面１９２５は、それらの表面間の所定の所望の角度に基づいてアラインすべきであり、かつ／又はこれらの２つの表面の間の公称角度は、所定の所望の角度を考慮して測定／検証するべきである。
【0097】
オートコリメータ１９０１からの光は、サブプリズム１９１０の表面１９１１に平行に位置付けられた光学要素１９７０の表面１９７２に法線方向に衝突し、それによって、表面１９１１を通して透過された光線が表面１９７４に衝突し（光ビームは、矢印１９８０によって描写されている）、サブプリズム１９２０の表面１９２５に衝突する（光ビームは、矢印１９８５によって描かれている）。サブプリズム１９２０の表面９２５から反射された光（光ビームは矢印１９８５’によって描写されている）は、検出器によって検出される。光学要素１９７０内に透過され、そこから出て、サブプリズム１９１０の表面１９１１に公称上法線方向に衝突し、光学要素１９７０を通って伝播して検出器によって検出される（光ビームは、矢印１９８０’によって描写されている）。したがって、検出器上で取得される２つの光ピーク間の距離は、表面１９１１と表面１９２５との相対配向を示す。
【0098】
光学要素１９７０は、本明細書ではプリズムとして示されているが、所望の所定の角度に光を屈折させるように構成された任意の他の光学要素であり得ることに留意されたい。
【0099】
一部の追加的又は代替的な実施形態によれば、複合プリズム構造内の他の（１つ以上の）サブプリズムに対するサブプリズムの相対的な位置決めを制御及び／又は検証することがしばしば必要である。これは、次いで一緒に結合される２つ以上のプリズム（又はその表面）間の角配向を制御、調整、及び／又は検証することに加えて、又はその代わりに必要とされ得る。そのような場合の例は、一部の実施形態による図７Ａ～７Ｃに記載されている。
【0100】
一部の実施形態によれば、図７Ａに示されるように、複合プリズムの外面に従って２つ以上のサブプリズム間の相対位置を制御するための方法及びシステムが提供される。図７Ａは、例示的な複合プリズム１０００を概略的に示しており、この複合プリズムについては、サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を、そのそれぞれの外面１０１１及び１０２１に従って設定及び／又は検証すべきである。サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を調整することは、サブプリズムのうちの一方を他方に対して（矢印１００２によって描写されるように）ｙ軸に沿って移動させるか、（矢印１００３によって描写されるように）ｘ軸に沿って移動させるか、又はその両方を行うことによって実施され得る。一部の実施形態によれば、ｙ軸位置については、カメラをｘ軸の方を向くように位置決めすべきである。ｘ軸位置については、カメラをｙ軸の方を向くように位置決めすべきである。例えば、それぞれのサブプリズム１０１０及び１０２０の表面１０１１及び１０２１が、表面１０２１の左縁及び表面１０１１の右縁が互いに一致するようにアラインすることが意図されている場合、このことは図７Ａに示されるケースに当てはまらず、調整が必要である。
【0101】
一部の実施形態によれば、例えば図７Ｂに示されるように、複合プリズムの外面及び内部ファセットに従って２つ以上のサブプリズムの間の相対位置を制御するための方法及びシステムが提供される。図７Ｂは、例示的な複合プリズム１０００を概略的に描写しており、この複合プリズムについては、サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を、（サブプリズム１０１０の）外面１０１１及び内部ファセット１０２１（サブプリズム１０２０）に従って設定及び／又は検証すべきである。サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を調整することは、サブプリズムのうちの一方を他方に対して（矢印１００２によって描写されるように）ｙ軸に沿って移動させるか、（矢印１００３によって描写されるように）ｘ軸に沿って移動させるか、又はその両方を行うことによって実施され得る。一部の実施形態によれば、ｙ軸位置については、カメラをｘ軸の方を向くように位置決めすべきである。ｘ軸位置については、カメラをｙ軸の方を向くように位置決めすべきである。
【0102】
一部の実施形態によれば、２つ以上のサブプリズムの相対位置及び配向の両方を制御するための方法及びシステムが提供される（典型的にはこのように制御されるが、それらに限定されず、同時に制御されてもよい）。２つ以上のサブプリズム間の相対位置は、例えば、図７Ｃに示されるように、複合プリズムの外面に従って設定されてもよく、図７Ｃは、例示的な複合プリズム１０００を概略的に示しており、この複合プリズムについては、サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を（サブプリズム１０１０の）外面１０１１及び内部ファセット１０２３（及び／又はサブプリズム１０２０の外面１０２１）に従って設定及び／又は検証すべきである。サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対位置を調整することは、サブプリズムのうちの一方を他方に対して（矢印１００２によって描写されるように）ｙ軸に沿って移動させるか、（矢印１００３によって描写されるように）ｘ軸に沿って移動させるか、又はその両方を行なうことによって実施され得る。一部の実施形態によれば、ｘ軸位置については、カメラをｙ軸に沿った方向を向くように上から配置すべきである（言い換えれば、カメラの表面に対する法線は、ｙ軸に平行である）。サブプリズム１０１０とサブプリズム１０２０との間の相対配向を調整することは、（矢印１００６によって描写されるように）サブプリズムの一方をｚ軸の周りで他方に対して回転させることによって実施され得る。
【0103】
一部の実施形態によれば、サブプリズムの角度配向を制御する場合と同様に、プリズム間の相対位置を制御することは、相対位置の測定及び補正の反復手順を用いて、又はリアルタイムに相対位置を測定し、一方、相対位置を補正することによって行われ得る。
【0104】
一部の実施形態によれば、位置測定は、例えば、光学撮像システムを備えた２つのカメラを使用することによって、光学的に実行され得、その結果、位置決めは、プリズムの反対側に沿って追跡され得、それによって、各カメラは、ｘ軸及びｙ軸の両方に沿った変位を判定することを可能にする可視性を有する。場合によっては、この目的のために単一のカメラを使用することもできることに留意されたい。ここで、図８を参照すると、図８は、一部の実施形態による、複合プリズム１１００の両側にある２つのカメラ（１１５０及び１１５５、任意選択でレンズアセンブリを有する）を利用して、２つのサブプリズム（１１１０及び１１２０）を結合する２つの表面間の接続をキャプチャする、２つのサブプリズム（１１１０及び１１２０）間の相対位置の検証及び／又は測定並びに補正のためのセットアップ１１０１の上面図が概略的に描写される。
【0105】
代替の実施形態によれば、１つのカメラが、サブプリズム１１１０とサブプリズム１１２０との間の（例えば、上記で論じたように、サブプリズム１１１０の表面１１１１とサブプリズム１１２０の表面１１２１との間の）相対角配向の正確な測定とともに使用され得る。
【0106】
図９は、一部の実施形態による、より複雑なシナリオの例を概略的に描写しており、この実施形態では、複合プリズム１３００は、サブプリズム１３１０がサブプリズム１３２０とサブプリズム１３３０との間に配設されるように３つのサブプリズム１３１０、１３２０、及び１３３０から構成されている。サブプリズム１３１０は、２つの内部ファセット１３１２及び１３１３を含む。サブプリズム１３２０は、３つの内部ファセット１３２４、１３２５、及び１３２６を含む。サブプリズム１３３０は、２つの内部ファセット１３３２及び１３３３を含む。この特定の非限定的な例では、２つのサブプリズム１３１０及び１３３０の相対的な位置決めを、これらのプリズムの内部ファセット、（サブプリズム１３３０の）１３３２及び１３３３並びに（サブプリズム１３１０の）１３１２及び１３１３に従って設定する必要があり、かつ２つのサブプリズム１３１０及び１３２０、及び任意選択的に同じくサブプリズム１３３０の相対角配向を、（サブプリズム１３１０）の内部ファセット１３１２及び１３１３並びに（サブプリズム１３２０の）１３２４及び１３２６に従ってアラインする必要がある。サブプリズム１３１０、１３２０、又は１３３０はまた、回折格子又は部分的に反射する表面などの内部構造を含み得る。
【0107】
一部の実施形態に従って上記で論じられたように、本明細書に開示される方法及びシステムは、プリズム及びサブプリズムのアクティブアライメントだけでなく、具体的には、個々の光導波路構造の品質分析の文脈において、内面及び／又は外面の配向及び位置の（受動）測定にも適している。以下の図１０Ａ～１０Ｃは、導光光学要素（ＬＯＥ）の品質保証測定の例を提供する。
【0108】
ここで、図１０Ａを参照すると、図１０Ａは、一部の実施形態による、２つの外面１４１１及び１４１３に平行であることを検証すべき内部ファセット１４１２を有する光導波路構造１４１０概略的に描写する。コリメート光ビーム／レーザ１４２５は、サンプル１４１０の外面１４１１に法線方向に衝突するように導かれ、内部ファセット１４１２及び表面１４１３に法線方向に衝突するように光導波路構造１４１０を透過される。表面１４１１から反射された光は、矢印１４２６によって示され、表面１４１２から反射された光は、矢印１４２７によって示され、表面１４１３から反射された光は、矢印１４２８によって示されている。これらの表面間の相対的な角度（及び／又はそれらの間の平行性の検証）は、（例えば、図３Ａ及び３Ｂに記載されているように）上記の方法に従って測定されてもよい。一部の実施形態によれば、これらの表面の測定はまた、図４Ｃに提示される方法を使用して実施され得る。
【0109】
ここで、図１０Ｂを参照すると、図１０Ｂは、一部の実施形態による、偏光を利用する構造の外面１４２１に平行であることを検すべき内部ファセット１４２３を有する光導波路構造１４２０を概略的に描写する。より具体的には、内部ファセット１４２３が表面１４２１よりも有意に強い反射を有すると仮定すると、サンプルは、ファセット１４２３のブリュースター角度の角配向に配置される。次いで、ｓ偏光（１４５０及び１４５５によって示されている）は、それぞれ、表面１４２１及び１４２３に導かれる。表面１４２１及び１４２３の両方からのｓ偏光については、反射される（１４６０及び１４６５によって示されている）が、１つの表面（１４２３）が検出される信号を支配する。しかしながら、ｐ偏光１４５０’が表面１４２１及び１４２３に導かれると、低反射率表面１４２１のみが光（１４６０’）を反射する。反射された光は、適切な角度で光を収集する検出器によって、又は光を光源に反射するミラー１４７０などの光学要素を利用することによって（例えば、オートコリメータを使用するとき、図示されていない）検出することができる。したがって、この方法は、一部の実施形態では、２つ（又は３つ以上）の表面間の平行性の検証のために利用され得る。この場合、内部ファセット１４２３は、表面１４２１よりも強い反射を有することが明示されたが、方法は、表面１４２１の反射率がファセット１４２３の反射率よりも高い場合にも適用されるように適合され得ることに留意されたい。更に、この方法は、任意の２つ（又は３つ以上）の内部ファセット及び／又は外面の間の平行性の検証測定に適用され得ることに留意されたい。
【0110】
ここで、図１０Ｃを参照すると、図１０Ｃは、一部の実施形態による、構造の外面１４９０に垂直であることが検証されるべき内面１４８０を有する光導波路構造１４３０を概略的に描写する。光線１４６０によって表されるコリメート光ビームは、（一部の実施形態によれば、図５Ｄの媒介光学要素８４０と同様であってもよい媒介光学要素１５００を介して）表面１４８０及び１４９０に衝突し、反射されてそれぞれ光線１４６１及び１４６２になる。次いで、光線１４６１及び１４６２は、それぞれ、表面１４９０及び１４８０反射されてそれぞれ、光線１４６３及び１４６２に反射される。内面１４８０が外面１４９０に対して完全に垂直である場合、光線１４６２及び１４６３は完全に平行である。しかしながら、内面１４８０と外面１４９０との間の相対角度が垂直ではない場合、光線１４６２及び１４６３は平行ではなく、光線間の相対的な角度は、表面１４８０及び１４９０の相対配向を示す。
【0111】
明細書全体を通して、三次元要素の内面（三次元要素の２つの部分間の平坦な境界又は三次元要素内に組み込まれた材料の内部平坦層など）は、「内部ファセット」と称される。
【0112】
本明細書では、一部の実施形態によれば、「ファセット」、「内部ファセット」、及び「内面」という用語は、同義的に使用される。本明細書では、一部の実施形態によれば、「ファセット」、「内部ファセット」、「内面」、「外面」、及び「表面」という用語は、平坦な「ファセット」、「内部ファセット」、「内面」、「外面」、及び「表面」を指す。
【0113】
本明細書では、一部の実施形態によれば、「測定すること」及び「感知すること」という用語は、同義的に使用される。同様に、「感知されたデータ」及び「測定データ」（又は「測定されたデータ」）という用語は、同義的に使用される。
【0114】
本明細書では、一部の実施形態によれば、プリズム又は導波路構造などの光学要素に関する「合成」及び「複合」という用語は、同義的に使用され、２つ以上の副光学要素で構成される光学要素を含んでもよく、かつ／又は１つ以上の内部ファセット（例えば、約１０～２０個、１０～５０個、５０～１００個、又はそれ以上）を含んでもよい。１つ以上の内部ファセットは、共平行であってもよい。
【0115】
一部の実施形態によれば、本明細書で使用される「結合された」又は「結合」という用語は、光学セメント若しくは膠、又は任意の他の好適な接着剤を用いて取り付けられるか又は取り付けることを意味すると理解するべきである。
【0116】
本明細書では、一部の実施形態によれば、「光導波路構造」、「導波路構造」、「屈折複合導波路構造」、及び「導光光学要素（ＬＯＥ）」という用語は、同義的に使用される。
【0117】
本明細書では、物体が、設計及び製作上、その特性を呈することが意図されているが、実際には、製造許容誤差のために、その特性が実際には不完全に呈され得るとき、その物体は、サンプル（光学要素など）の平坦な表面間の角度などの特性を「公称上」呈する（すなわち、それによって特徴付けられる）と言われ得る。
【0118】
本明細書では、一部の実施形態によれば、２つの表面に関する「横方向に重なり合う」又は「横方向の重なり合い」という用語は、完全又は部分的な水平方向の重なり合いを指し得、２つの表面は垂直に分離されていると理解される。
【0119】
本明細書では、「測定」及び「感知」という用語は同義的に使用される。同様に、「感知されたデータ」及び「測定されたデータ」という用語は、同義的に使用される。
【0120】
明瞭さのために、別々の実施形態の文脈で説明されている本開示の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供され得ることを理解されたい。逆に、簡潔さのために、単一の実施形態の文脈で説明されている本開示の様々な特徴はまた、別々に提供され得、任意の適切な部分組み合わせにおいて提供され得、又は本開示の任意の他の記載された実施形態に適した様態で提供され得る。実施形態の文脈で説明されている特徴は、特に明記されていない限り、その実施形態の本質的な特徴とみなされるべきではない。
【0121】
一部の実施形態による方法の段階が特定のシーケンスにおいて記載されている場合があるが、本開示の方法は、異なるシーケンスにおいて実行される及び／又は発生する、記載されている段階の一部又は全てを含み得る。本開示の方法は、記載された段階のうちのいくつか、又は記載された段階の全てを含み得る。開示される方法のいずれの特定の段階も、特に明記されない限り、その方法の本質的な段階とみなされるべきではない。
【0122】
本開示は、その具体的実施形態とともに説明されているが、当業者にとって明らかな多数の代替形態、修正形態、及び変形形態が存在し得ることは明らかである。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲に含まれる全てのそのような代替形態、修正形態、及び変形形態を包含する。本開示は、本明細書に記載されている構成要素の構造及び配置、並びに／又は方法の細部への適用に必ずしも限定されないことを理解されたい。他の実施形態が実施され得、また、実施形態が様々な様態で実施され得る。
【0123】
本明細書で用いられる表現及び用語は、説明を目的とするものであり、制限を課すものとみなされるべきではない。本出願におけるいかなる参考文献の引用又は特定も、そのような参考文献が本開示に対する先行技術として利用可能であることを認めるものと解釈されるべきではない。本明細書において使用される項目の見出しは、本明細書の理解を容易にするためのものであり、必ずしも制限を課すものと解釈されるべきではない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【国際調査報告】