JP2002188979A - Measuring method of refractive index distribution and measuring device of refractive index distribution, and manufacturing method of optical system and optical system - Google Patents

Measuring method of refractive index distribution and measuring device of refractive index distribution, and manufacturing method of optical system and optical system

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JP2002188979A
JP2002188979A JP2000390451A JP2000390451A JP2002188979A JP 2002188979 A JP2002188979 A JP 2002188979A JP 2000390451 A JP2000390451 A JP 2000390451A JP 2000390451 A JP2000390451 A JP 2000390451A JP 2002188979 A JP2002188979 A JP 2002188979A
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refractive index
index distribution
measuring
optical axis
test object
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Shikyo Ryu
志強 劉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure accurately a primary component (inclination component) of a refractive index distribution of a test object. SOLUTION: A measuring device for measuring the wave front shape of light transmitted through the test object is used, and the attitude of the test object is changed to a position determined by being rotated around the optical axis of the measuring device as much as a prescribed angle, and first measurement data and second measurement data outputted respectively before and after the change by the measuring device are acquired, and the difference between the first measurement data and the second measurement data is determined as information for showing the primary component (inclination component) of the refractive index distribution of the test object. The primary component (inclination component) of the refractive index distribution follows the attitude change, but a primary error component generated in the measuring device does not follow it. Therefore, the primary component (inclination component) of the refractive index distribution appears in the difference between the two measurement data, but the primary error component in the measuring device does not appear therein.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉計などの測定
器を使用して、被検物の屈折率分布を求める屈折率分布
の測定方法、及び屈折率分布の測定装置、並びに光学系
に製造方法、及び光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of measuring a refractive index distribution for obtaining a refractive index distribution of an object using a measuring instrument such as an interferometer, a measuring apparatus of a refractive index distribution, and an optical system. The present invention relates to a manufacturing method and an optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラスなどの光学部材の屈折率分布を調
べるに当たっては、被検物の透過光の波面(以下、「透
過波面」という。)の形状が干渉計などの測定器により
測定される。透過波面の形状は被検物の屈折率分布に応
じたものとなるからである。例えば、図19に示すフィ
ゾー型干渉計では、フィゾー部材191と折り返しミラ
ー192との間に被検物1910aを配置し、光源19
3から出射された後にフィゾー面191aにおいて反射
した光(参照光)と、光源193から出射された後にフ
ィゾー部材191及び被検物1910aをこの順で透過
して折り返しミラー192の反射面192aにて反射
し、再び被検物1910a及びフィゾー部材191をこ
の順で透過した光(測定光)とが干渉し、それにより生
じた干渉縞が二次元撮像素子(イメージセンサ)194
などにより検出される。
2. Description of the Related Art In examining the refractive index distribution of an optical member such as glass, the shape of the wavefront of transmitted light (hereinafter referred to as "transmitted wavefront") of a test object is measured by a measuring instrument such as an interferometer. . This is because the shape of the transmitted wavefront depends on the refractive index distribution of the test object. For example, in the Fizeau interferometer shown in FIG. 19, a test object 1910a is arranged between a Fizeau member 191 and a folding mirror 192, and a light source 19
The light (reference light) reflected from the Fizeau surface 191a after being emitted from the light source 193 and the Fizeau member 191 and the test object 1910a transmitted in this order after being emitted from the light source 193 and reflected by the reflection surface 192a of the return mirror 192. The light (measurement light) reflected and transmitted again through the test object 1910a and the Fizeau member 191 in this order interferes with each other, and an interference fringe generated thereby causes a two-dimensional image sensor (image sensor) 194
Etc. are detected.

【0003】但し、屈折率分布を測定するには、被検物
1910aの面精度誤差が干渉縞の生起パターンに影響
を与えることのないように、被検物1910aは、その
被検物1910aの平均屈折率とほぼ同じ屈折率を有
し、かつその表面が十分な精度で研磨された2枚の基準
ガラス1910bの間に緩挿されている。その被検物1
910aと各基準ガラス1910bとの間隙には、その
平均屈折率とほぼ同じ屈折率を有した油(oil)が充填
される(以下、被検物1910a、基準ガラス1910
b、及びオイルからなる系を、「測定セル(cell)」と
称す。図中符号1910)。
However, in order to measure the refractive index distribution, the test object 1910a is to be measured so that the surface accuracy error of the test object 1910a does not affect the pattern of occurrence of interference fringes. It is loosely inserted between two reference glasses 1910b having the same refractive index as the average refractive index and having the surfaces polished with sufficient precision. The subject 1
The gap between 910a and each reference glass 1910b is filled with an oil having a refractive index substantially equal to the average refractive index thereof (hereinafter, the test object 1910a and the reference glass 1910b).
The system consisting of b and oil is referred to as a "measurement cell". Reference numeral 1910 in the figure).

【0004】前記検出された干渉縞を、位相分布データ
Ψ(X,Y)(参照光と測定光の位相差分布である。)
に変換すれば、測定セル1910の透過波面のデータが
得られる。以下、座標(X,Y)を、Z軸を光軸に一致
させた直角座標系のXY座標とする。
The detected interference fringes are converted to phase distribution data Ψ (X, Y) (which is a phase difference distribution between the reference light and the measurement light).
Is converted into data of the transmitted wavefront of the measurement cell 1910. Hereinafter, the coordinates (X, Y) are defined as XY coordinates in a rectangular coordinate system in which the Z axis is made coincident with the optical axis.

【0005】さらに、被検物1910aを含まない状態
の測定セル1910についても同様の測定を行って位相
分布データΨ’(X,Y)を取得し、その位相分布デー
タΨ’(X,Y)と前記位相分布データΨ(X,Y)と
の相違(差分)を求めれば、被検物1910aの屈折率
分布の情報のみを含んだ位相分布データを得ることがで
きる。
Further, the same measurement is performed on the measuring cell 1910 that does not include the test object 1910a to obtain phase distribution data Ψ ′ (X, Y), and the phase distribution data Ψ ′ (X, Y) By calculating the difference (difference) between the phase distribution data and the phase distribution data Ψ (X, Y), phase distribution data including only information on the refractive index distribution of the test object 1910a can be obtained.

【0006】そしてこの位相分布から、被検物10aの
屈折率分布データΦ(X,Y)を得ることができる。な
お、位相から屈折率への変換は、被検物の厚さd及び光
源波長λに応じた定数を乗算するだけで行うことができ
る。ところで、以上の二回の測定の相違(差分)から得
られる屈折率分布データΦ(X,Y)においては、測定
器や、前記2つの基準ガラス1910bに関する誤差成
分は、消去されているはずである。
[0006] From this phase distribution, the refractive index distribution data Φ (X, Y) of the test object 10a can be obtained. The conversion from the phase to the refractive index can be performed only by multiplying a constant according to the thickness d of the test object and the light source wavelength λ. By the way, in the refractive index distribution data Φ (X, Y) obtained from the difference (difference) between the two measurements, the error components relating to the measuring instrument and the two reference glasses 1910b should be eliminated. is there.

【0007】したがって、従来、光学系の製造分野など
においては、使用すべき光学部材の屈折率分布を、以上
の測定方法により十分に高い精度で調べることができ
た。因みに、光学系の製造分野では、屈折率分布データ
Φ(X,Y)に関数フィッティングを施して、その2次
成分Φ2(X,Y)、3次成分Φ3(X,Y)、4次成分
Φ4(X,Y)、・・・などを個別に評価することが多
い。
Therefore, conventionally, in the field of manufacturing optical systems, the refractive index distribution of an optical member to be used could be examined with sufficiently high accuracy by the above-described measuring method. Incidentally, in the field of manufacturing optical systems, the refractive index distribution data Φ (X, Y) is subjected to function fitting, and its second-order component Φ 2 (X, Y), third-order component Φ 3 (X, Y), In many cases, the next components Φ 4 (X, Y),...

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この屈折率分
布データΦ(X,Y)にも、干渉計(図19参照)の光
軸に対する折り返しミラー192の傾斜角度や、前記2
つの基準ガラス1910bの間の平行度の悪さなどによ
る誤差は、重畳されたままである。そしてこれらの誤差
は、1次成分(TxX+TyY)で表される種類の誤差
(以下、「1次誤差成分」という。)である。
However, the refractive index distribution data Φ (X, Y) also includes the inclination angle of the folding mirror 192 with respect to the optical axis of the interferometer (see FIG. 19),
An error due to poor parallelism between the two reference glasses 1910b remains superimposed. And these errors, the primary component (T x X + T y Y ) represented by the type of error (hereinafter, referred to. "Primary error component").

【0009】したがって、仮に、屈折率分布データΦ
(X,Y)からその1次成分Φ1(X,Y)を抽出して
も、その値が、折り返しミラー192の傾斜角度や基準
ガラス1910bの平行度の悪さによる1次誤差成分で
あるのか、被検物1910aの屈折率分布の1次成分
(傾斜成分)であるのか峻別することはできない。上記
したとおり、従来の光学系の製造分野では、評価の対象
が、屈折率分布データのうち2次以降の成分であったた
め、何ら問題が生じなかったが、近年の投影光学系な
ど、高性能が要求される光学系の製造分野においては、
今後、その特性をより正確に把握するために、評価の対
象に、1次成分(傾斜成分)が加えられる可能性があ
る。
Therefore, if the refractive index distribution data Φ
(X, Y) or the first-order component from [Phi 1 (X, Y) be extracted, its value is the first order error component due to the poor parallelism of the inclination angle and the reference glass 1910b mirrors 192 However, it cannot be distinguished from the primary component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object 1910a. As described above, in the conventional optical system manufacturing field, there was no problem because the evaluation target was the second and subsequent components of the refractive index distribution data, but there was no problem. In the field of manufacturing optical systems that require
In the future, a primary component (gradient component) may be added to the evaluation target in order to grasp the characteristics more accurately.

【0010】そこで、本発明は、被検物の屈折率分布の
1次成分(傾斜成分)を正確に測定することのできる屈
折率分布の測定方法及び屈折率分布の測定装置、並び
に、高性能な光学系の製造方法及び光学系を提供するこ
とを目的とする。なお、本明細書では、測定データであ
る屈折率分布データの1次成分と、実際の屈折率分布の
1次成分とを区別するために、後者の1次成分について
は、「傾斜成分」と称す。
Accordingly, the present invention provides a method of measuring a refractive index distribution and a measuring apparatus of a refractive index distribution capable of accurately measuring a primary component (gradient component) of a refractive index distribution of a test object, and a high-performance device. It is an object of the present invention to provide an optical system manufacturing method and an optical system. In this specification, in order to distinguish the primary component of the refractive index distribution data, which is the measurement data, from the primary component of the actual refractive index distribution, the latter primary component is referred to as “tilt component”. Call it.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1〜請求項9の何
れか1項に記載の屈折率分布の測定方法は、被検物の透
過光の波面形状を測定する測定器を使用した屈折率分布
の測定方法であって、前記測定器における被検物の姿勢
を、その測定器の光軸の周りに所定角度だけ回転した位
置に変更し、その変更の前後のそれぞれにおいて前記測
定器が出力する第1の測定データと第2の測定データと
を取得し、前記第1の測定データと前記第2の測定デー
タとの相違を、前記被検物の屈折率分布の1次成分(傾
斜成分)を示す情報として求めるものである。
A method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 1 to 9, wherein the refractive index distribution is measured using a measuring device for measuring a wavefront shape of light transmitted through a test object. A method of measuring the rate distribution, wherein the posture of the test object in the measuring instrument is changed to a position rotated by a predetermined angle around the optical axis of the measuring instrument, and the measuring instrument is changed before and after the change. The first measurement data and the second measurement data to be output are acquired, and the difference between the first measurement data and the second measurement data is determined by using the primary component (gradient) of the refractive index distribution of the test object. Component).

【0012】この姿勢の変更に、屈折率分布の1次成分
(傾斜成分)は追従するが、測定器内で生じる1次誤差
成分は追従しない。よって、2つの測定データの相違に
は、屈折率分布の1次成分(傾斜成分)は現れ、測定器
内の1次誤差成分は現れない。さらに、請求項2〜請求
項9の何れか1項に記載の屈折率分布の測定方法では、
前記所定角度を、180°に設定する。
Although the primary component (inclined component) of the refractive index distribution follows this change of the attitude, the primary error component generated in the measuring instrument does not follow. Therefore, the primary component (gradient component) of the refractive index distribution appears in the difference between the two measurement data, and the primary error component in the measuring instrument does not appear. Further, in the method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 2 to 9,
The predetermined angle is set to 180 °.

【0013】また、請求項3、請求項5〜請求項9の何
れか1項に記載の屈折率分布の測定方法では、前記第1
の測定データと前記第2の測定データとの差分を求め、
求めたその差分の1次成分を、前記被検物の屈折率分布
の1次成分(傾斜成分)を示す情報として抽出する。ま
た、請求項4〜請求項9の何れか1項に記載の屈折率分
布の測定方法では、前記第1の測定データの1次成分
と、前記第2の測定データの1次成分とをそれぞれ抽出
し、抽出したそれらの1次成分の差分を、前記被検物の
屈折率分布の1次成分(傾斜成分)を示す情報として求
める。
Further, in the method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 3 to 5 to 9,
The difference between the measured data of the second and the second measured data,
A primary component of the obtained difference is extracted as information indicating a primary component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object. In the method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 4 to 9, the primary component of the first measurement data and the primary component of the second measurement data are respectively set. The difference between the extracted primary components is determined as information indicating the primary component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object.

【0014】この中で、測定データから1次成分を抽出
する演算は、既存のソフトウエアを利用して簡単に実行
することが可能である。また、請求項5〜請求項9の何
れか1項に記載の屈折率分布の測定方法では、前記測定
器として、前記被検物を透過した測定光と所定の波面形
状をした参照光とを干渉させると共に、その干渉により
生じる干渉縞を前記測定光の波面形状を示す情報として
検出する干渉光学系と、前記測定光の光軸の傾斜角度及
び/又は前記参照光の光軸の傾斜角度を変化させる光軸
傾斜機構とを有した干渉測定器を使用し、前記姿勢の変
更に際し、前記光軸傾斜機構を駆動することにより、前
記変更の前後のぞれぞれにおいて生じる前記干渉縞の縞
密度をそれぞれ検出可能な程度に粗く保ち、前記光軸傾
斜機構の駆動により前記光軸の傾斜角度に与えられた変
化量に応じて、前記情報を求める過程又は求めた結果に
対し、補正演算を施す。
Among them, the operation of extracting the primary component from the measurement data can be easily executed using existing software. In the method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 5 to 9, the measuring device may include a measuring light transmitted through the test object and a reference light having a predetermined wavefront shape. An interference optical system for causing interference and detecting an interference fringe generated by the interference as information indicating a wavefront shape of the measurement light, and an inclination angle of an optical axis of the measurement light and / or an inclination angle of an optical axis of the reference light. Using an interferometer having an optical axis tilting mechanism for changing, when the attitude is changed, by driving the optical axis tilting mechanism, the interference fringes generated before and after the change, respectively. The density is kept coarse enough to be detectable, and in accordance with the amount of change given to the tilt angle of the optical axis by driving the optical axis tilt mechanism, a correction operation is performed on the process of obtaining the information or the obtained result. Apply.

【0015】また、請求項6、請求項8、請求項9の何
れか1項に記載の屈折率分布の測定方法では、前記光軸
傾斜機構として、前記干渉光学系の測定腕及び/又は参
照腕に挿入された楔プレートを使用する。また、請求項
7〜請求項9の何れか1項に記載の屈折率分布の測定方
法では、前記光軸傾斜機構として、前記干渉光学系の測
定光及び/又は参照光を偏向させる反射面、及びその反
射面を傾斜させる機構を使用する。
In the method of measuring a refractive index distribution according to any one of claims 6, 8 and 9, the measuring arm of the interference optical system and / or the reference may be used as the optical axis tilting mechanism. Use a wedge plate inserted into the arm. In the method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 7 to 9, the optical axis tilting mechanism includes a reflecting surface that deflects measurement light and / or reference light of the interference optical system, And a mechanism for inclining the reflection surface.

【0016】この反射面は、前記測定器内の干渉光学系
に予め備えられているものである。したがって、この光
軸傾斜機構は、光軸の傾斜角度の変化に、干渉光学系内
の反射面を利用するものである。また、請求項8又は請
求項9に記載の屈折率分布の測定方法では、前記被検物
は、2枚の基準ガラスの間に液体を介して設けられてい
る。
This reflecting surface is provided in advance in an interference optical system in the measuring instrument. Therefore, the optical axis tilting mechanism utilizes the reflection surface in the interference optical system for changing the tilt angle of the optical axis. In the method of measuring a refractive index distribution according to claim 8 or 9, the test object is provided between two reference glasses via a liquid.

【0017】また、請求項9に記載の屈折率分布の測定
方法では、前記基準ガラスの屈折率及び前記液体の屈折
率が、前記被検物の平均屈折率とほぼ同じである。ま
た、請求項10〜請求項18の何れか1項に記載の屈折
率分布の測定装置は、被検物の透過光の波面形状を測定
する測定器と、前記測定器の各部を駆動制御する制御部
と、前記測定器が出力する測定データに対して演算を施
す演算部とを備えた屈折率分布の測定装置であって、前
記測定器は、前記被検物の姿勢を、前記測定器の光軸の
周りに所定角度だけ回転した状態に変更する姿勢変更機
構を有し、前記制御部は、前記姿勢変更機構を駆動する
ことにより、前記被検物の姿勢を変更し、その変更の前
後のそれぞれにおいて前記測定器が出力する第1の測定
データと第2の測定データとを取得し、前記演算部は、
前記第1の測定データと前記第2の測定データとの相違
を、前記被検物の屈折率分布の1次成分(傾斜成分)を
示す情報として求める。
According to a ninth aspect of the present invention, the refractive index of the reference glass and the refractive index of the liquid are substantially the same as the average refractive index of the test object. Further, the apparatus for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 10 to 18 drives and controls a measuring device for measuring a wavefront shape of transmitted light of a test object and each unit of the measuring device. A measurement device for a refractive index distribution, comprising: a control unit, and a calculation unit that performs a calculation on measurement data output by the measurement device, wherein the measurement device determines a posture of the test object by using the measurement device. Has a posture changing mechanism that changes to a state rotated by a predetermined angle around the optical axis, the control unit changes the posture of the test object by driving the posture changing mechanism, and changes the posture of the test object. In each of before and after, the first measurement data and the second measurement data output by the measuring device are obtained, and the calculation unit
A difference between the first measurement data and the second measurement data is obtained as information indicating a first-order component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object.

【0018】さらに、請求項11〜請求項18の何れか
1項に記載の屈折率分布の測定装置では、前記所定角度
は、180°に設定される。また、請求項12、請求項
14〜請求項18の何れか1項に記載の屈折率分布の測
定装置では、前記演算部は、前記第1の測定データと前
記第2の測定データとの差分を求め、求めたその差分の
1次成分を、前記被検物の屈折率分布の1次成分(傾斜
成分)を示す情報として抽出する。
Further, in the apparatus for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 11 to 18, the predetermined angle is set to 180 °. In the apparatus for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 12 to 14, the arithmetic unit may calculate a difference between the first measurement data and the second measurement data. And a primary component of the obtained difference is extracted as information indicating a primary component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object.

【0019】また、請求項13〜請求項18の何れか1
項に記載の屈折率分布の測定装置では、前記演算部は、
前記第1の測定データの1次成分と、前記第2の測定デ
ータの1次成分とをそれぞれ抽出し、抽出したそれらの
1次成分の差分を、前記被検物の屈折率分布の1次成分
(傾斜成分)を示す情報として求める。また、請求項1
4〜請求項18の何れか1項に記載の屈折率分布の測定
装置では、前記測定器は、前記被検物を透過した測定光
と所定の波面形状をした参照光とを干渉させると共に、
その干渉により生じる干渉縞を前記測定光の波面形状を
示す情報として検出する干渉光学系と、前記測定光の光
軸の傾斜角度及び/又は前記参照光の光軸の傾斜角度を
変化させる光軸傾斜機構と、前記光軸傾斜機構の駆動に
より前記光軸に生じる前記傾斜角度の変化量を検出する
検出手段とを有し、前記制御部は、前記姿勢の変更に際
し、前記光軸傾斜機構を駆動することにより、前記変更
の前後のそれぞれにおいて生じる前記干渉縞の縞密度の
それぞれを所定値以下に保ち、前記演算部は、前記検出
手段が検出した変化量に応じて、前記情報を求める過程
又は求めた結果に対し、補正演算を施す。
Further, any one of claims 13 to 18
In the refractive index distribution measuring device according to the paragraph, the arithmetic unit,
A primary component of the first measurement data and a primary component of the second measurement data are respectively extracted, and a difference between the extracted primary components is calculated as a primary component of a refractive index distribution of the test object. It is obtained as information indicating a component (gradient component). Claim 1
In the apparatus for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 4 to 18, the measuring device causes the measurement light transmitted through the test object and the reference light having a predetermined wavefront shape to interfere with each other,
An interference optical system that detects interference fringes generated by the interference as information indicating the wavefront shape of the measurement light, and an optical axis that changes the inclination angle of the optical axis of the measurement light and / or the inclination angle of the optical axis of the reference light A tilting mechanism, and a detecting unit that detects a change amount of the tilt angle generated in the optical axis by driving the optical axis tilting mechanism, wherein the control unit controls the optical axis tilting mechanism when changing the posture. By driving, each of the fringe densities of the interference fringes before and after the change is maintained at a predetermined value or less, and the calculation unit obtains the information according to the amount of change detected by the detection unit. Alternatively, a correction operation is performed on the obtained result.

【0020】また、請求項15、請求項17、請求項1
8の何れか1項に記載の屈折率分布の測定装置では、前
記光軸傾斜機構は、前記干渉光学系の測定腕及び/又は
参照腕に挿入された楔プレートからなる。また、請求項
16〜請求項18の何れか1項に記載の屈折率分布の測
定装置では、前記光軸傾斜機構は、前記干渉光学系の測
定光及び/又は参照光を偏向させる反射面と、その反射
面を傾斜させる機構とからなる。
Further, claim 15, claim 17, and claim 1
9. In the refractive index distribution measuring device according to any one of the items 8, the optical axis tilting mechanism includes a wedge plate inserted into a measuring arm and / or a reference arm of the interference optical system. Moreover, in the refractive index distribution measuring device according to any one of claims 16 to 18, the optical axis tilting mechanism includes a reflecting surface that deflects the measuring light and / or the reference light of the interference optical system. And a mechanism for inclining the reflection surface.

【0021】また、請求項17又は請求項18に記載の
屈折率分布の測定装置では、前記被検物は、2枚の基準
ガラスの間に液体を介して設けられている。また、請求
項18に記載の屈折率分布の測定装置では、前記基準ガ
ラスの屈折率及び前記液体の屈折率が、前記被検物の平
均屈折率とほぼ同じである。これらの請求項10〜請求
項18に記載の屈折率分布の測定装置は、それぞれ、請
求項1〜請求項9に記載の屈折率分布の測定方法を、自
動的に行うものである。
In the apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 17 or 18, the test object is provided between two reference glasses via a liquid. In the refractive index distribution measuring device according to the eighteenth aspect, the refractive index of the reference glass and the refractive index of the liquid are substantially the same as the average refractive index of the test object. These measuring apparatuses for refractive index distribution according to claims 10 to 18 automatically perform the measuring method for refractive index distribution according to claims 1 to 9, respectively.

【0022】請求項19に記載の光学系の製造方法で
は、光学系を構成する光学部材の屈折率分布の1次成分
(傾斜成分)を、請求項1〜請求項9の何れか1項に記
載の屈折率分布の測定方法により測定し、前記測定され
た屈折率分布の1次成分(傾斜成分)に応じて前記光学
系の調整又は加工を施す。請求項20に記載の光学系
は、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の屈折率分
布の測定方法により屈折率分布の1次成分(傾斜成分)
が予め測定された光学部材を備え、前記光学部材は、そ
の1次成分(傾斜成分)に応じた形状及び/又は配置と
なっている。
In the method for manufacturing an optical system according to the nineteenth aspect, the first-order component (gradient component) of the refractive index distribution of the optical member constituting the optical system is defined by any one of the first to ninth aspects. The optical system is measured or measured by the method for measuring the refractive index distribution described above, and the optical system is adjusted or processed in accordance with the primary component (gradient component) of the measured refractive index distribution. In the optical system according to the twentieth aspect, the primary component (gradient component) of the refractive index distribution is obtained by the method for measuring the refractive index distribution according to any one of the first to ninth aspects.
Is provided with an optical member measured in advance, and the optical member has a shape and / or an arrangement corresponding to a primary component (inclined component).

【0023】これらの請求項19又は請求項20によれ
ば、光学部材の屈折率分布の1次成分(傾斜成分)が光
学系の結像性能に与える悪影響を抑えることができる。
According to the nineteenth and twentieth aspects, it is possible to suppress the adverse effect of the primary component (gradient component) of the refractive index distribution of the optical member on the imaging performance of the optical system.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】[第1実施形態]先ず、図1,図2,図
3,図4を参照して本発明の第1実施形態について説明
する。本実施形態は、屈折率分布の傾斜成分を算出する
ものである。したがって、以下では、主に、傾斜成分の
算出に必要な構成及び動作について説明する。
[First Embodiment] First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. In the present embodiment, a gradient component of the refractive index distribution is calculated. Therefore, hereinafter, the configuration and operation necessary for calculating the tilt component will be mainly described.

【0026】(構成)図1は、本実施形態の屈折率分布
測定システム1を説明する図である。なお、図1では、
図19と同じものについては同一の符号を付して示し
た。屈折率分布測定システム1には、各種光学系とその
駆動機構及び駆動回路などとからなる干渉測定装置10
と、コンピュータなどからなる情報処理装置18とが備
えられる。
(Configuration) FIG. 1 is a view for explaining a refractive index distribution measuring system 1 of the present embodiment. In FIG. 1,
The same components as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals. The refractive index distribution measurement system 1 includes an interference measurement device 10 including various optical systems and their driving mechanisms and driving circuits.
And an information processing device 18 such as a computer.

【0027】干渉測定装置10には、従来と同様の干渉
光学系、すなわち、光源193、光束径変換光学系19
6、ビームスプリッタ195、フィゾー部材191、折
り返しミラー192、観察用光学系197、イメージセ
ンサ194が備えられる。屈折率分布の測定対象である
被検物15aを有した測定セル15は、折り返しミラー
192とフィゾー部材191との間に挿入されている。
The interference measuring apparatus 10 has an interference optical system similar to the conventional one, that is, a light source 193 and a light beam diameter conversion optical system 19.
6, a beam splitter 195, a Fizeau member 191, a folding mirror 192, an observation optical system 197, and an image sensor 194. The measurement cell 15 having the test object 15 a whose refractive index distribution is to be measured is inserted between the folding mirror 192 and the Fizeau member 191.

【0028】測定セル15は、図2に示すように、2枚
の基準ガラス15bを有し、それら基準ガラス15bの
間に被検物15aを緩挿している。基準ガラス15b
は、被検物15aの平均屈折率とほぼ同じ屈折率を有
し、かつその表面は、面精度誤差が十分に小さくなるよ
う予め研磨されている。この基準ガラス15bの材料
は、被検物15aと同じ硝材であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the measuring cell 15 has two reference glasses 15b, and a test object 15a is loosely inserted between the reference glasses 15b. Reference glass 15b
Has the same refractive index as the average refractive index of the test object 15a, and its surface is polished in advance so that the surface accuracy error is sufficiently small. The material of the reference glass 15b is preferably the same glass material as the test object 15a.

【0029】また、被検物15aと各基準ガラス15b
との間隙には、その平均屈折率とほぼ同じ屈折率を有し
た油(oil)が充填されている。なお、油でなくても屈
折率が被検物15aと同じであれば他の液体であっても
よい。さらに、本実施形態の測定セル15内の被検物1
5aは、回動機構14により、干渉測定装置10の光軸
の回りに少なくとも180°回動可能に構成されてい
る。但し、この回動時に2枚の基準ガラス15bは、干
渉測定装置10側に固定される。
The test object 15a and each reference glass 15b
Is filled with oil having a refractive index substantially equal to the average refractive index. It should be noted that other liquids may be used as long as the refractive index is the same as that of the test object 15a, not oil. Furthermore, the test object 1 in the measurement cell 15 of the present embodiment
5 a is configured to be rotatable at least 180 ° around the optical axis of the interference measurement device 10 by the rotation mechanism 14. However, during this rotation, the two reference glasses 15b are fixed to the interference measurement device 10 side.

【0030】例えば、回動機構14は、被検物15aを
その周縁から支持し、かつ前記光軸の回りに回動可能な
ホルダ、及びそのホルダに回転力を与えるモータなどに
よって構成される。なお、このような回動機構14の一
部又は全部は、測定セル15の側に取り付けられていて
もよいし、干渉測定装置10の側に取り付けられていて
もよい。なお、被検物15aをこのホルダにより支持す
ることにより、被検物15aの回動軸を高い精度で前記
光軸に一致させることができる。
For example, the rotating mechanism 14 includes a holder that supports the test object 15a from the periphery thereof and that can rotate around the optical axis, a motor that applies a rotating force to the holder, and the like. Note that a part or all of the rotating mechanism 14 may be attached to the measurement cell 15 side or may be attached to the interference measurement device 10 side. By supporting the test object 15a with this holder, the rotation axis of the test object 15a can be made to coincide with the optical axis with high accuracy.

【0031】ここで、後述する制御部11の動作におい
ては、被検物15aを回動させるべき角度は所定角度
(180°)に決められているので、ホルダの回動角度
を所定角度に制限するストッパーを設けるか、又は、ス
テッピングモータ等の、駆動信号の値によりホルダの回
動角度を所定角度に制御できるモータを使用するか、又
は、DCモータを使用すると共にホルダの回動角度を検
出するセンサを設けるとよい。
Here, in the operation of the control unit 11 to be described later, since the angle at which the test object 15a is to be rotated is determined to be a predetermined angle (180 °), the rotation angle of the holder is limited to a predetermined angle. To provide a stopper, or use a motor such as a stepping motor that can control the rotation angle of the holder to a predetermined angle according to the value of the drive signal, or use a DC motor and detect the rotation angle of the holder It is preferable to provide a sensor that performs the measurement.

【0032】また、干渉測定装置10には、フィゾー面
191aを光軸方向に移動(フリンジスキャン)させる
移動機構12、折り返しミラー192を傾斜させる傾斜
機構13、及び各部を駆動する制御部11などが備えら
れる。上記回動機構14も、この制御部11によって駆
動される。なお、折り返しミラー192の傾斜機構13
は、干渉縞の縞密度が極端に高くなり、イメージセンサ
194による検出や、干渉縞から位相分布データ(後
述)への変換が困難となるような場合に、測定前に光軸
の傾斜角度を調整するべく一般的に使用されているもの
である。
Further, the interference measuring apparatus 10 includes a moving mechanism 12 for moving the Fizeau surface 191a in the optical axis direction (fringe scan), a tilting mechanism 13 for tilting the folding mirror 192, and a control unit 11 for driving each unit. Be provided. The rotating mechanism 14 is also driven by the control unit 11. The tilting mechanism 13 of the folding mirror 192
In the case where the fringe density of the interference fringes becomes extremely high and it becomes difficult to perform detection by the image sensor 194 or to convert the interference fringes into phase distribution data (described later), the inclination angle of the optical axis is measured before measurement. It is commonly used to adjust.

【0033】但し、本実施形態は、被検物15aの屈折
率分布の傾斜成分が所定範囲以内に納まり、干渉縞の縞
密度が十分に粗くなるようなときに適用されるものであ
るので、この傾斜機構13については、必須ではない。
However, the present embodiment is applied when the gradient component of the refractive index distribution of the test object 15a falls within a predetermined range and the fringe density of the interference fringes becomes sufficiently coarse. The tilt mechanism 13 is not essential.

【0034】以上説明した構成によれば、光源193か
ら出射された光は、光束径変換光学系196により適当
な大きさの径の平行光束に変換され、ビームスプリッタ
195を介してフィゾー部材191に入射した後、一部
がフィゾー面191aにおいて反射して参照光となる。
一方、他の一部の光は、フィゾー部材191を透過し、
測定セル15を透過した後、折り返しミラー192の反
射面192aで反射し、再び測定セル15、フィゾー部
材191を透過して測定光となる。
According to the configuration described above, the light emitted from the light source 193 is converted into a parallel light beam having an appropriate diameter by the light beam diameter conversion optical system 196, and is transmitted to the Fizeau member 191 via the beam splitter 195. After entering, a part of the light is reflected on the Fizeau surface 191a and becomes reference light.
On the other hand, some other light passes through the Fizeau member 191 and
After passing through the measurement cell 15, the light is reflected by the reflection surface 192a of the return mirror 192, and again passes through the measurement cell 15 and the Fizeau member 191 to become measurement light.

【0035】このような参照光と測定光とは、ビームス
プリッタ195を介して観察用光学系197の方向へ偏
向された後、イメージセンサ194上に干渉縞を生起さ
せる。なお、情報処理装置18は、不図示のCPU、メ
モリ、ハードディスクなどが備えられたコンピュータな
どの情報処理装置であって、そのCPUが実行する処理
には、位相分布算出部18aと、屈折率分布算出部18
bとがある。
The reference light and the measurement light are deflected in the direction of the observation optical system 197 via the beam splitter 195, and then cause interference fringes on the image sensor 194. The information processing device 18 is an information processing device such as a computer having a CPU, a memory, a hard disk, and the like (not shown). The processing executed by the CPU includes a phase distribution calculating unit 18a, a refractive index distribution Calculation unit 18
b.

【0036】また、情報処理装置18における処理の一
部又は全部は、ソフトウエアにより実行されても、ハー
ドウエア(情報処理装置18に実装された干渉測定装置
10専用のボードなど。)により実行されてもよい。ま
た、情報処理装置18における処理を、複数の情報処理
装置に分散して実行させてもよい。
Some or all of the processing in the information processing device 18 is executed by software, but is also executed by hardware (such as a board dedicated to the interference measurement device 10 mounted on the information processing device 18). You may. Further, the processing in the information processing device 18 may be distributed and executed by a plurality of information processing devices.

【0037】また、干渉測定装置10内の制御部11の
処理、及び位相分布算出部18a、屈折率分布算出部1
8bの一部又は全部は、干渉測定装置10の側、情報処
理装置18の側の何れにおいて実行されてもよい。ま
た、干渉測定装置10では、光束を2方向に分岐する光
学系として単なるビームスプリッタ195を使用してい
るが、測定光及び参照光の光量の減少を抑えるために一
般に使用されている、偏光ビームスプリッタとするとよ
い。但し、この場合、フィゾー部材191と偏光ビーム
スプリッタとの間に、1/4波長板が挿入される。
The processing of the control unit 11 in the interference measuring apparatus 10, the phase distribution calculating unit 18a, and the refractive index distribution calculating unit 1
Part or all of 8b may be executed on the interference measurement device 10 side or the information processing device 18 side. Further, in the interference measurement apparatus 10, a simple beam splitter 195 is used as an optical system for splitting a light beam in two directions. However, a polarization beam beam generally used to suppress a decrease in the amounts of measurement light and reference light is used. It may be a splitter. However, in this case, a 波長 wavelength plate is inserted between the Fizeau member 191 and the polarizing beam splitter.

【0038】また、以上説明した構成と、請求項との対
応関係については、干渉測定装置10及び位相分布算出
部18aが測定器及び制御部に対応し、屈折率分布算出
部18bが演算部に対応し、回動機構14が姿勢変更機
構に対応する。 (動作)図3は、本実施形態の屈折率分布測定システム
1の動作フローチャートである。また、図4は、本実施
形態の動作を説明する図である。
As for the correspondence between the configuration described above and the claims, the interferometer 10 and the phase distribution calculator 18a correspond to a measuring device and a controller, and the refractive index distribution calculator 18b corresponds to an arithmetic unit. Correspondingly, the rotation mechanism 14 corresponds to the attitude changing mechanism. (Operation) FIG. 3 is an operation flowchart of the refractive index distribution measurement system 1 of the present embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the present embodiment.

【0039】なお、ステップS1〜S3は制御部11に
よる処理、ステップS4は位相分布算出部18aによる
処理、ステップS5〜ステップS7は屈折率分布算出部
18bによる処理である。本実施形態では、屈折率分布
の測定に先行して、折り返しミラー192の反射面19
2aは光軸に対しほぼ垂直に調整されており、少なくと
も以下のステップS1、S3における干渉測定時に、そ
の折り返しミラー192の傾斜角度は同じに保たれると
する。
Steps S1 to S3 are processing by the control unit 11, step S4 is processing by the phase distribution calculating unit 18a, and steps S5 to S7 are processing by the refractive index distribution calculating unit 18b. In the present embodiment, prior to the measurement of the refractive index distribution, the reflection surface 19 of the folding mirror 192 is used.
2a is adjusted substantially perpendicular to the optical axis, and it is assumed that the tilt angle of the return mirror 192 is kept the same at least at the time of interference measurement in the following steps S1 and S3.

【0040】先ず、制御部11は、所定の干渉測定法に
基づき干渉測定装置10の各部を駆動して干渉測定を行
い、干渉縞データを取得する(ステップS1)。所定の
干渉測定法とは、例えば5バケット法の適用されたフリ
ンジスキャン法などである。5バケット法の適用された
フリンジスキャン法は、光源193を駆動してイメージ
センサ194上に干渉縞を生成させると共に、移動機構
12を駆動してフィゾー部材191を光軸方向に所定距
離(光源193の波長に応じた距離)だけ所定速度で連
続的又は断続的に往復移動させつつ(フリンジスキャ
ン)、イメージセンサ194が単位時間毎に蓄積した干
渉縞データ(光の蓄積量の分布)を連続して5回取り込
むものである。
First, the control section 11 drives each section of the interference measuring apparatus 10 based on a predetermined interference measurement method to perform interference measurement and obtain interference fringe data (step S1). The predetermined interference measurement method is, for example, a fringe scan method to which the 5-bucket method is applied. In the fringe scan method to which the five bucket method is applied, the light source 193 is driven to generate interference fringes on the image sensor 194, and the moving mechanism 12 is driven to move the Fizeau member 191 a predetermined distance in the optical axis direction (the light source 193). (Fringe scan) while continuously or intermittently reciprocating at a predetermined speed by a distance corresponding to the wavelength of light (fringe scan), while continuously interfering fringe data (distribution of light accumulation amount) accumulated by the image sensor 194 per unit time. And take it five times.

【0041】次に、制御部11は、回動機構14を駆動
して、測定セル15内の被検物15aを、光軸の回りに
180°だけ回動させる(ステップS2)。この状態
で、制御部11は、ステップS1と同様の干渉測定を行
い、干渉縞データを取得する(ステップS3)。
Next, the controller 11 drives the rotating mechanism 14 to rotate the test object 15a in the measuring cell 15 by 180 ° around the optical axis (step S2). In this state, the control unit 11 performs the same interference measurement as in step S1, and acquires interference fringe data (step S3).

【0042】これらのステップS1及びステップS3に
おいて取得された干渉縞データは、情報処理装置18に
取り込まれる。次に、情報処理装置18内の位相分布算
出部18aは、ステップS1において取得された干渉縞
データを位相分布データに変換すると共に、ステップS
3において取得された干渉縞データを位相分布データに
変換する。
The interference fringe data obtained in steps S1 and S3 is taken into the information processing device 18. Next, the phase distribution calculation unit 18a in the information processing device 18 converts the interference fringe data acquired in step S1 into phase distribution data, and
3. Convert the interference fringe data acquired in step 3 into phase distribution data.

【0043】以下、前者の位相分布データをΨ
Before(X,Y)とおき、後者の位相分布データをΨ
After(X,Y)とおく(ステップS4,図4
(a))。干渉縞データから位相分布への変換には、前
記所定の干渉測定法に基づく公知の変換式が使用され
る。ここで、ステップS4において得られた位相分布デ
ータΨBefore(X,Y)、ΨAfter(X,Y)は、それ
ぞれ次式(1),(2)のように表される。
Hereinafter, the former phase distribution data is expressed as
Before (X, Y) and the latter phase distribution data
After (X, Y) (step S4, FIG. 4
(A)). The conversion from the interference fringe data to the phase distribution uses a well-known conversion formula based on the predetermined interference measurement method. Here, the phase distribution data Ψ Before (X, Y) and Ψ After (X, Y) obtained in step S4 are represented by the following equations (1) and (2), respectively.

【0044】 ΨBefore(X,Y) =ΨSta(X,Y)+ΨMir(X,Y)+ΨTes(X,Y)−Ψref(X,Y) ...(1) ΨAfter(X,Y) =ΨSta(X,Y)+ΨMir(X,Y)+ΨTes(−X,−Y)−Ψref(X,Y ) ...(2) 但し、ΨSta(X,Y)は、2つの基準ガラス15bを
二回透過する際に生じる波面変化、ΨMir(X,Y)
は、折り返しミラー192の反射面192aにおいて反
射する際に生じる波面変化、ΨTes(X,Y)は、被検
物15aを二回透過する際に生じる波面変化、Ψ
ref(X,Y)はフィゾー面191aで反射する際に生
じる波面変化である。
Ψ Before (X, Y) = Ψ Sta (X, Y) + ir Mir (X, Y) + Ψ Tes (X, Y)-Ψ ref (X, Y) ... (1) Ψ After (X , Y) = Ψ Sta (X, Y) + Ψ Mir (X, Y) + Ψ Tes (-X, -Y)-Ψ ref (X, Y) ... (2) where Ψ Sta (X, Y) Is the wavefront change that occurs when the light passes through the two reference glasses 15b twice, Ψ Mir (X, Y)
Is the wavefront change that occurs when the light is reflected by the reflection surface 192a of the return mirror 192, Ψ Tes (X, Y) is the wavefront change that occurs when the light passes through the test object 15a twice, Ψ
ref (X, Y) is a wavefront change generated when the light is reflected by the Fizeau surface 191a.

【0045】次に、屈折率分布算出部18bは、屈折率
分布の傾斜成分を求めるに当たって、余分な情報を消去
するために、これら2つの位相分布データΨ
Before(X,Y)、ΨAfter(X,Y)の差分Ψ(X,
Y)を求める(ステップS5,図4(b))。
Next, the refractive index distribution calculating section 18b calculates the gradient component of the refractive index distribution by using these two phase distribution data Ψ to eliminate extra information.
Before (X, Y), Ψ Difference of After (X, Y) Ψ (X, Y)
Y) is obtained (step S5, FIG. 4B).

【0046】上式(1),(2)によると、この差分Ψ
(X,Y)は、次式(3)のように表される。 Ψ(X,Y) =ΨAfter(X,Y)−ΨBefore(X,Y)=ΨTes(−X,−Y)−ΨTes( X,Y) ...(3) つまり、差分演算によれば、余分な情報(ΨSta(X,
Y),ΨMir(X,Y),ΨTes(X,Y),Ψ
ref(X,Y))は消去される。これら消去された情報
の中には、従来、屈折率分布の傾斜成分とは分離できな
かった1次誤差成分も含まれる。
According to the above equations (1) and (2), the difference Ψ
(X, Y) is represented by the following equation (3). Ψ (X, Y) = Ψ After (X, Y) -Ψ Before (X, Y) = Ψ Tes (-X, -Y) -Ψ Tes (X, Y) ... (3) that is, the difference calculation According to the extra information (Ψ Sta (X,
Y), Ψ Mir (X, Y), Ψ Tes (X, Y), Ψ
ref (X, Y)) is erased. These erased information includes a first-order error component which could not be separated from the gradient component of the refractive index distribution conventionally.

【0047】また、この差分演算は、位相分布データΨ
Before(X,Y)、ΨAfter(X,Y)の各成分のう
ち、干渉測定装置10の光軸の周りに180°回動させ
ても変化しないようなパターンの成分をも消去するの
で、図4(b)に示したように、被検物15aの屈折率
分布の1次成分(傾斜成分)以外の成分は、差分Ψ
(X,Y)に含まれていない。
Further, this difference calculation is based on the phase distribution data Ψ
Of the components of Before (X, Y) and Ψ After (X, Y), the components of the pattern that do not change even when rotated 180 ° around the optical axis of the interference measurement apparatus 10 are also deleted. As shown in FIG. 4B, components other than the first-order component (gradient component) of the refractive index distribution of the test object 15a have a difference Ψ.
It is not included in (X, Y).

【0048】すなわち、この角度設定によれば、屈折率
分布の1次成分(傾斜成分)を前記相違(差分)から簡
単に求めることができる。そして、この角度設定と差分
演算との結果、得られる差分においては、1次誤差成分
は確実に除去されており、屈折率分布の1次成分(傾斜
成分)は確実に残される。したがって、この差分Ψ
(X,Y)が屈折率分布の傾斜成分を示しているとみな
せる。
That is, according to this angle setting, the primary component (inclined component) of the refractive index distribution can be easily obtained from the difference (difference). Then, in the difference obtained as a result of the angle setting and the difference calculation, the primary error component is reliably removed, and the primary component (tilt component) of the refractive index distribution is securely left. Therefore, this difference Ψ
(X, Y) can be regarded as indicating a gradient component of the refractive index distribution.

【0049】ところで、この差分Ψ(X,Y)は、測定
データの差分であるのであるので、離散データである。
したがって、この差分Ψ(X,Y)に対しては、関数N
(X,Y)=TxX+TyYへの関数フィッティングなど
を施すとよい。そして、位相から屈折率への変換(被検
物15aの厚さd及び光源波長λに応じた定数の乗
算)、及び規格化(差分の取り方に応じた定数の乗算)
等の処理を行えば、傾斜成分を得ることができる。
The difference Ψ (X, Y) is a discrete data because it is a difference between measured data.
Therefore, for this difference Ψ (X, Y), the function N
(X, Y) = T x X + T y , etc. may the performed function fitting to Y. Then, conversion from the phase to the refractive index (multiplication of a constant according to the thickness d of the test object 15a and the light source wavelength λ) and normalization (multiplication of a constant according to a method of obtaining the difference)
By performing such processing, a gradient component can be obtained.

【0050】但し、ステップS2における回動軸と干渉
測定装置10の光軸とのずれや、ステップS1とステッ
プS3における測定の再現性(フリンジスキャンの移動
パターンの再現性)の悪さなどにより、0次成分で表さ
れる僅かな誤差が差分Ψ(X,Y)に重畳されている可
能性がある。そこで、屈折率分布の傾斜成分の算出を高
精度にするために、本実施形態では、差分Ψ(X,Y)
から1次成分Ψ1(X,Y)のみを抽出することを図
る。
However, due to the deviation between the rotation axis in step S2 and the optical axis of the interference measuring device 10, the poor reproducibility of the measurement in steps S1 and S3 (the reproducibility of the moving pattern of the fringe scan), etc. There is a possibility that a slight error represented by the next component is superimposed on the difference Ψ (X, Y). Therefore, in order to make the calculation of the gradient component of the refractive index distribution highly accurate, in the present embodiment, the difference Ψ (X, Y)
From the primary component Ψ 1 (X, Y).

【0051】すなわち、続くステップS6における屈折
率分布算出部18bは、差分Ψ(X,Y)に対する関数
フィッティングに、0次成分を考慮した関数N’(X,
Y)=TxX+TyY+Aを使用する。そして、最小自乗
法などにより求めた係数Tx,Tyの値を用いて、差分Ψ
(X,Y)の1次成分Ψ1(X,Y)は、次式(4)で
表される(図4(c))。
That is, in the subsequent step S6, the refractive index distribution calculating unit 18b adds the function N ′ (X,
Y) = use a T x X + T y Y + A. Then, using the values of the coefficients T x and T y obtained by the least square method or the like, the difference Ψ
The primary component Ψ 1 (X, Y) of (X, Y) is represented by the following equation (4) (FIG. 4C).

【0052】 Ψ1(X,Y)=TxX+TyY ...(4) さらに、求めた1次成分Ψ1(X,Y)に対し、位相か
ら屈折率への変換、及び規格化などの処理を行えば、次
式(5)のように、被検物15aの屈折率分布の傾斜成
分Φ1(X,Y)を得ることができる(ステップS7、
図4(d))。 Φ1(X,Y)=Tx’X+Ty’Y ...(5) 以上説明したように、本実施形態では、ステップS1,
S3における上記2回の測定、及び差分演算(ステップ
S5)により、必要な情報(屈折率分布の傾斜成分)を
残しつつ不要な情報(1次誤差成分)を確実に除去する
ので、被検物15aの屈折率分布の傾斜成分は、高精度
に求められる。
Ψ 1 (X, Y) = T x X + T y Y (4) Further, the obtained primary component Ψ 1 (X, Y) is converted from a phase into a refractive index and normalized. By performing such a process, the gradient component Φ 1 (X, Y) of the refractive index distribution of the test object 15a can be obtained as in the following equation (5) (step S7,
FIG. 4D). Φ 1 (X, Y) = T x 'X + T y ' Y (5) As described above, in the present embodiment, steps S1,
By the two measurements in S3 and the difference calculation (step S5), unnecessary information (first-order error component) is reliably removed while leaving necessary information (gradient component of the refractive index distribution). The gradient component of the refractive index distribution 15a is determined with high accuracy.

【0053】[第2実施形態]次に、図5、図6を参照
して本発明の第2実施形態について説明する。ここで
は、第1実施形態との相違についてのみ説明し、その他
の部分についての説明を省略する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the other parts will be omitted.

【0054】(構成)図5は、本実施形態の屈折率分布
測定システム2を説明する図である。屈折率分布測定シ
ステム2は、屈折率分布測定システム1において、情報
処理装置18に代えて情報処理装置28が備えられたも
のに等しい。情報処理装置28は、情報処理装置18と
同様、不図示のCPU、メモリ、ハードディスクなどが
備えられたコンピュータなどの情報処理装置である。
(Configuration) FIG. 5 is a view for explaining the refractive index distribution measuring system 2 of the present embodiment. The refractive index distribution measurement system 2 is the same as the refractive index distribution measurement system 1 except that the information processing device 28 is provided instead of the information processing device 18. The information processing device 28 is an information processing device such as a computer provided with a CPU, a memory, a hard disk, and the like (not shown), like the information processing device 18.

【0055】但し、情報処理装置28のCPUが実行す
る処理は、情報処理装置18のCPUが実行する処理に
おいて、屈折率分布算出部18bに代えて屈折率分布算
出部28bが挿入されたものに等しい。 (動作)図6は、本実施形態の屈折率分布測定システム
2の動作フローチャートである。
However, the processing executed by the CPU of the information processing apparatus 28 is the same as the processing executed by the CPU of the information processing apparatus 18 except that the refractive index distribution calculating section 28b is inserted instead of the refractive index distribution calculating section 18b. equal. (Operation) FIG. 6 is an operation flowchart of the refractive index distribution measurement system 2 of the present embodiment.

【0056】図6において、図3に示したステップと同
じものについては同一の符号を付し、その説明を省略す
る。また、図6におけるステップS1〜ステップS3は
制御部11による処理、ステップS4は位相分布算出部
18aによる処理、ステップS25、S26、S27
は、屈折率分布算出部28bによる処理である。本実施
形態の屈折率分布算出部28bは、ステップS1〜ステ
ップS4において取得された位相分布データΨ
Before(X,Y)、ΨAfter(X,Y)のそれぞれか
ら、1次成分Ψ1Before(X,Y)、Ψ1After(X,
Y)をそれぞれ抽出する(ステップS25)。
In FIG. 6, steps that are the same as the steps shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. Steps S1 to S3 in FIG. 6 are processing by the control unit 11, step S4 is processing by the phase distribution calculation unit 18a, and steps S25, S26, and S27.
Is a process by the refractive index distribution calculation unit 28b. The refractive index distribution calculation unit 28b of the present embodiment calculates the phase distribution data Ψ obtained in steps S1 to S4.
From each of Before (X, Y) and Ψ After (X, Y), the primary components Ψ1 Before (X, Y), Ψ1 After (X, Y)
Y) are extracted (step S25).

【0057】因みに、この抽出は、位相分布データΨ
Before(X,Y)、ΨAfter(X,Y)のそれぞれに対
し、0次,1次,2次,3次,・・・などの各次数の項
からなる多項式関数への関数フィッティングを個別に施
すものである。以下、得られた1次成分を、それぞれΨ
1Before(X,Y)、Ψ1After(X,Y)とおく。ここ
で、干渉縞データを位相分布データへ変換する演算(ス
テップS4)から、位相分布データΨ(X,Y)に対し
多項式関数へ関数フィッティングする(ステップS2
5)までの演算は、従来の屈折率分布の測定方法におい
ても適用されている公知のものであり、それを実行する
ソフトウエアも既存している。
Incidentally, this extraction is based on the phase distribution data Ψ
For each of Before (X, Y) and Ψ After (X, Y), the function fitting to a polynomial function consisting of terms of each order such as 0th, 1st, 2nd, 3rd,. Is to be applied. Hereinafter, each of the obtained primary components is represented by Ψ
1 Before (X, Y) and Ψ1 After (X, Y). Here, from the operation of converting the interference fringe data into the phase distribution data (step S4), the phase distribution data Ψ (X, Y) is function-fitted to a polynomial function (step S2).
The calculation up to 5) is a well-known calculation applied to the conventional method of measuring the refractive index distribution, and software for executing the calculation is also existing.

【0058】したがって、これらのステップには、既存
のソフトウエアを利用することができる。次に、屈折率
分布算出部28bは、抽出した1次成分Ψ1
Before(X,Y)、Ψ1After(X,Y)の間の差分Ψ1
(X,Y)を求める(ステップS26)。さらに、この
差分Ψ1(X,Y)に対し、図3のステップS7と同
様、位相から屈折率への変換、及び規格化等の処理を行
えば、被検物15aの屈折率分布の傾斜成分Φ1(X,
Y)を得ることができる(ステップS27)。
Therefore, existing software can be used for these steps. Next, the refractive index distribution calculation unit 28b calculates the extracted primary component Ψ1
Before (X, Y), Ψ1 Difference between After (X, Y) Ψ 1
(X, Y) is obtained (step S26). Further, if the difference Ψ 1 (X, Y) is subjected to processing such as conversion from phase to refractive index and normalization as in step S7 of FIG. 3, the gradient of the refractive index distribution of the test object 15a is obtained. The component Φ 1 (X,
Y) can be obtained (step S27).

【0059】以上、本実施形態では、差分演算の手順
(ステップS26)よりも前に、1次成分の抽出の手順
(ステップS25)を実行するので、既存のソフトウエ
アを利用することができる。但し、抽出の手順(ステッ
プS25)における関数フィッティングの対象が、余分
な情報が除去される前のデータであるため、その抽出精
度は多少低下し、最終的に得られる屈折率分布の傾斜成
分Φ1(X,Y)の算出精度は、第1実施形態と比較す
れば多少低下する。
As described above, in the present embodiment, the procedure of extracting the primary component (step S25) is executed before the procedure of the difference calculation (step S26), so that existing software can be used. However, since the object of the function fitting in the extraction procedure (step S25) is the data before the extra information is removed, the extraction accuracy is slightly reduced, and the finally obtained gradient component Φ of the refractive index distribution is obtained. 1 The calculation accuracy of (X, Y) is slightly reduced as compared with the first embodiment.

【0060】つまり、本実施形態は、被検物15aの屈
折率分布の傾斜成分を安価に測定するための屈折率分布
測定システムである。 [第3実施形態]次に、図7、図8、図9、図10を参
照して本発明の第3実施形態について説明する。
That is, the present embodiment is a refractive index distribution measuring system for inexpensively measuring the gradient component of the refractive index distribution of the test object 15a. [Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8, 9, and 10. FIG.

【0061】ここでは、第1実施形態との相違について
のみ説明し、その他の部分についての説明を省略する。 (構成)図7は、本実施形態の屈折率分布測定システム
3を説明する図である。
Here, only the differences from the first embodiment will be described, and the description of the other parts will be omitted. (Configuration) FIG. 7 is a view for explaining the refractive index distribution measurement system 3 of the present embodiment.

【0062】屈折率分布測定システム3には、干渉測定
装置30と情報処理装置38とが備えられる。干渉測定
装置30は、第1実施形態の干渉測定装置10におい
て、測定セル15と折り返しミラー192との間に、光
軸の傾斜角度を調節可能とするための2枚の楔プレート
35a,35bからなる光軸傾斜用セル35(図8参
照)が挿入され、かつそれら楔プレート35a,35b
をそれぞれ回転させる回転機構36a,36bが備えら
れ、かつ制御部11に代えて制御部31が備えられたも
のに等しい。回転機構36a,36bは、制御部31に
よって駆動される。
The refractive index distribution measuring system 3 includes an interference measuring device 30 and an information processing device 38. The interference measuring device 30 is different from the interference measuring device 10 of the first embodiment in that two wedge plates 35a and 35b for adjusting the tilt angle of the optical axis are provided between the measuring cell 15 and the folding mirror 192. The optical axis tilting cell 35 (see FIG. 8) is inserted and these wedge plates 35a, 35b are inserted.
Are equivalent to those provided with rotation mechanisms 36a and 36b for respectively rotating and the control unit 31 instead of the control unit 11. The rotation mechanisms 36a and 36b are driven by the control unit 31.

【0063】ここで、図8に示すように、光軸傾斜用セ
ル35内の楔プレート35a,35bを、それぞれ光軸
の周りに回転させると、楔プレート35aからの光の射
出角度と、楔プレート35bからの光の射出角度とは、
それぞれ変化する。この原理を利用し、光軸傾斜用セル
35は、楔プレート35aの回動位置θaと楔プレート
35bの回動位置θbとの組み合わせによって、干渉測
定装置10の光軸の傾斜角度(TLX,TLy)を自在に
変化させる機能を有する。
As shown in FIG. 8, when the wedge plates 35a and 35b in the optical axis tilting cell 35 are respectively rotated around the optical axis, the light emission angle from the wedge plate 35a and the wedge The emission angle of light from the plate 35b is
Each changes. Utilizing this principle, the optical axis tilting cell 35 is configured such that the optical axis tilt angle (TL X , It has a function of freely changing the TL y).

【0064】これらの光軸傾斜用セル35及びその回転
機構36a,36bは、光軸の傾斜角度を調整可能とす
る点で、折り返しミラー192及び傾斜機構13と共通
している。なお、回転機構36aは、楔プレート35a
をその周縁から支持し、かつ干渉測定装置30の光軸の
周りに回動可能なホルダ、及びそのホルダに回転力を与
えるモータなどによって構成され、回転機構36bは、
楔プレート35bをその周縁から支持し、かつ干渉測定
装置30の光軸の周りに回動可能なホルダ、及びそのホ
ルダに回転力を与えるモータなどによって構成される。
これら回転機構36a,36bの一部又は全部は、光軸
傾斜用セル35の側に取り付けられていてもよいし、干
渉測定装置30の側に取り付けられていてもよい。
The optical axis tilting cell 35 and its rotating mechanisms 36a and 36b are common to the folding mirror 192 and the tilting mechanism 13 in that the tilt angle of the optical axis can be adjusted. Note that the rotation mechanism 36a includes a wedge plate 35a.
Is supported by the periphery thereof, and is configured by a holder rotatable around the optical axis of the interference measurement device 30, a motor that applies a rotational force to the holder, and the like.
The wedge plate 35b is supported by a peripheral edge thereof, and is configured by a holder rotatable around the optical axis of the interference measurement device 30, a motor that applies a rotational force to the holder, and the like.
A part or all of these rotation mechanisms 36a and 36b may be attached to the optical axis tilt cell 35 or to the interference measurement device 30.

【0065】また、これらの光軸傾斜用セル35及びそ
の回転機構36a,36bは、干渉測定装置30の光軸
に与える角度変化量(ΔTLx,ΔTLy)が、制御部3
1により検知されるという点で、折り返しミラー192
及び傾斜機構13とは異なる。すなわち、回転機構36
a,36bには、ステッピングモータ等の、駆動信号の
値によりホルダの回動角度を制御できるモータが使用さ
れるか、又は、DCモータが使用されると共にホルダの
回動角度を検出するセンサが設けられる。
The optical axis tilting cell 35 and its rotating mechanisms 36a and 36b are arranged so that the angle change amounts (ΔTL x , ΔTL y ) given to the optical axis of the interferometer 30 are controlled by the controller 3.
1 in that it is detected by the folding mirror 192
And the tilt mechanism 13. That is, the rotation mechanism 36
For a and 36b, a motor such as a stepping motor that can control the rotation angle of the holder by the value of the drive signal is used, or a DC motor is used and a sensor that detects the rotation angle of the holder is used. Provided.

【0066】この構成により、制御部31は、回転機構
36a、36bを介して各楔プレート35a,35bに
与えた回転角度(Δθa,Δθb)を検知し、それらの
回転角度から、光軸の角度変化量(ΔTLx,ΔTLy
を検知することができる。なお、楔プレート35a,3
5bの回転角度(Δθa,Δθb)から光軸の角度変化
量(ΔTLx,ΔTLy)への変換は、各楔プレート35
a,35bの表面に予め付与された傾斜角度などに応じ
た所定の変換式により行われる。
With this configuration, the control unit 31 detects the rotation angles (Δθa, Δθb) given to the respective wedge plates 35a, 35b via the rotation mechanisms 36a, 36b, and determines the angle of the optical axis from the rotation angles. Change amount (ΔTL x , ΔTL y )
Can be detected. The wedge plates 35a, 35
5b of the rotation angle (Δθa, Δθb) conversion of angle variation of the optical axis to (ΔTL x, ΔTL y), each wedge plate 35
This is performed by a predetermined conversion formula according to the inclination angle or the like previously given to the surfaces of a and 35b.

【0067】なお、ここでは、光軸の角度変化量を示す
座標(ΔTLx,ΔTLy)を、各データ(位相分布デー
タΨ(X,Y)など)と同じ方向にX軸及びY軸を配し
たXY座標によって表している。また、情報処理装置3
8は、情報処理装置18と同様、不図示のCPU、メモ
リ、ハードディスクなどが備えられたコンピュータなど
の情報処理装置である。
Here, the coordinates (ΔTL x , ΔTL y ) indicating the amount of change in the angle of the optical axis are set in the same direction as each data (phase distribution data Ψ (X, Y), etc.). It is represented by the arranged XY coordinates. The information processing device 3
Reference numeral 8 denotes an information processing apparatus such as a computer provided with a CPU, a memory, a hard disk, and the like (not shown), like the information processing apparatus 18.

【0068】但し、情報処理装置38のCPUが実行す
る処理は、情報処理装置18のCPUが実行する処理に
おいて、屈折率分布算出部18bに代えて屈折率分布算
出部38bが挿入されたものに等しい。なお、楔プレー
トによれば、その回転により光軸の傾斜角度を自在に変
化させることができるので、傾斜角度の微細な調整が簡
単に実現し、また、その楔プレートの駆動量に基づけば
その傾斜角度の変化量を正確に検知することができるの
で、補正演算を正確に行うことができる。
However, the processing executed by the CPU of the information processing device 38 is the same as the processing executed by the CPU of the information processing device 18 except that the refractive index distribution calculating section 38b is inserted instead of the refractive index distribution calculating section 18b. equal. According to the wedge plate, the tilt angle of the optical axis can be freely changed by its rotation, so that fine adjustment of the tilt angle is easily realized, and based on the driving amount of the wedge plate, Since the amount of change in the tilt angle can be accurately detected, the correction calculation can be performed accurately.

【0069】(動作)図9は、本実施形態の屈折率分布
測定システム3(及び後述する第4実施形態の屈折率分
布測定システム4)の動作フローチャートである。
(Operation) FIG. 9 is an operation flowchart of the refractive index distribution measuring system 3 of the present embodiment (and the refractive index distribution measuring system 4 of a fourth embodiment described later).

【0070】図9において、図3に示したステップと同
じものについては同一の符号を付し、その説明を省略す
る。また、ステップS31,S1,S2,S33,S3
は制御部31による処理、ステップS4は、位相分布算
出部18aによる処理、ステップS5,S6,S37,
S7は屈折率分布算出部38bによる処理である。先
ず、被検物15aの屈折率分布の傾斜成分が大きいとき
には、図10(a)に示すように、干渉測定装置30内
で生起する干渉縞の縞密度が高くなる。
In FIG. 9, steps that are the same as the steps shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted. Steps S31, S1, S2, S33, S3
Is a process by the control unit 31, step S4 is a process by the phase distribution calculation unit 18a, and steps S5, S6, S37,
S7 is a process by the refractive index distribution calculation unit 38b. First, when the gradient component of the refractive index distribution of the test object 15a is large, as shown in FIG. 10A, the fringe density of the interference fringes generated in the interferometer 30 increases.

【0071】縞密度が高すぎると、位相分布算出部18
aにおける位相分布データへの変換精度が悪くなる。ま
た、縞密度が高すぎるとイメージセンサ194の分解能
を超えてしまうこともある。そこで、本実施形態の制御
部31は、位相分布データが確実に得られるように、干
渉縞の縞密度を十分に粗く(図10(b))するべく、
光軸の傾斜角度を調整する(ステップS31)。
If the stripe density is too high, the phase distribution calculator 18
The conversion accuracy to the phase distribution data in a is deteriorated. If the stripe density is too high, the resolution of the image sensor 194 may be exceeded. Therefore, the control unit 31 of the present embodiment sets the interference fringe density to be sufficiently coarse (FIG. 10B) so that phase distribution data is reliably obtained.
The inclination angle of the optical axis is adjusted (Step S31).

【0072】ここで、縞密度が十分に粗くなったか否か
は、例えば、イメージセンサ194から取り込まれた干
渉縞データに対して位相分布データへの変換処理を施
し、得られた位相分布データが有意な値であるか否か峻
別することなどによって認識することができる。また、
このステップS31における調整は、傾斜機構13を駆
動することによって行ってもよいし、回転機構36a,
36bを駆動することによって行ってもよい。
Here, whether or not the fringe density has become sufficiently coarse is determined, for example, by performing a process of converting the interference fringe data taken in from the image sensor 194 into phase distribution data and obtaining the obtained phase distribution data. It can be recognized by distinguishing whether the value is significant or not. Also,
The adjustment in step S31 may be performed by driving the tilt mechanism 13, or may be performed by the rotation mechanism 36a,
36b may be driven.

【0073】次に、制御部31は、ステップS1を実行
して干渉縞データを取得してから、ステップS2を実行
して被検物15aを光軸の回りに180°だけ回動させ
る。この回動後の状態においても、干渉縞の縞密度は高
くなる可能性が高いので、制御部31は、ステップS3
1と同様、干渉縞の縞密度を十分に粗く(図10
(c))するべく、光軸の傾斜角度を調整する(ステッ
プS33)。
Next, the control section 31 executes step S1 to acquire interference fringe data, and then executes step S2 to rotate the test object 15a by 180 ° around the optical axis. Even in the state after this rotation, there is a high possibility that the fringe density of the interference fringes will be high, so the control unit 31 proceeds to step S3.
1, the fringe density of the interference fringes is sufficiently coarse (FIG. 10).
(C)), to adjust the inclination angle of the optical axis (step S33).

【0074】この結果、ステップS1の測定と、ステッ
プS3の測定とは、共に精度よく行われる。但し、ステ
ップS33における調整は、回転機構36a,36b
(光軸傾斜用セル35)を駆動することによって行わ
れ、折り返しミラー192(傾斜機構13)について
は、何ら駆動されない。なぜなら、ステップS1におけ
る測定時とステップS3における測定時との間で生じた
光軸の角度変化量(ΔTLx,ΔTLy)を検知する必要
があるからである。
As a result, the measurement in step S1 and the measurement in step S3 are both performed with high accuracy. However, the adjustment in step S33 is performed by the rotation mechanisms 36a and 36b.
This is performed by driving the (optical axis tilting cell 35), and the folding mirror 192 (tilting mechanism 13) is not driven at all. This is because it is necessary to detect the amount of change in the angle of the optical axis (ΔTL x , ΔTL y ) generated between the time of measurement in step S1 and the time of measurement in step S3.

【0075】すなわち、ステップS33において、制御
部31は、調整を行うと共に、そのときの光軸の角度変
化量(ΔTLx,ΔTLy)を、記憶する。本実施形態で
は、続くステップS4〜ステップS7の何れかの時点、
例えばステップS6とS7との間に、先行するステップ
S33で記憶された角度変化量(ΔTLx,ΔTLy)に
応じた補正演算が施される(ステップS37)。
That is, in step S33, the control unit 31 performs the adjustment and stores the angle change amount (ΔTL x , ΔTL y ) of the optical axis at that time. In the present embodiment, at the time of any of subsequent steps S4 to S7,
For example between steps S6 and S7, the preceding angle change amount stored in step S33 (ΔTL x, ΔTL y) correction operation in accordance with applied (step S37).

【0076】ステップS37では、例えば、ステップS
6により抽出された1次成分Ψ1(X,Y)(=TxX+
yY)の係数Tx,Tyに対し、次式(6)で表される
補正演算が施される。これによって、ステップS33に
おける調整に起因して1次成分Ψ1(X,Y)に重畳さ
れた誤差は、確実に除去される。 Tx=Tx+ΔTLx, Ty=Ty+ΔTLy ...(6) 以上、本実施形態は、被検物15aの屈折率分布の傾斜
成分が大きいときであっても、ステップS33において
干渉測定が可能なように調整を行い、しかもその調整量
に応じた補正演算の処理を実行するので、その傾斜成分
の測定を十分に高い精度で行うことができる。
In step S37, for example,
6 primary component Ψ 1 (X, Y) (= T x X +
T y Y) coefficients T x of, with respect to T y, correction calculation expressed by the following equation (6) is applied. Thus, the error superimposed on the primary component Ψ 1 (X, Y) due to the adjustment in step S33 is reliably removed. T x = T x + ΔTL x , T y = T y + ΔTL y ... (6) above, in this embodiment, even when the inclination component of the refractive index distribution of the object 15a is large, in step S33 Since the adjustment is performed so that the interference measurement can be performed, and the correction calculation process is executed according to the adjustment amount, the measurement of the tilt component can be performed with sufficiently high accuracy.

【0077】なお、本実施形態では、制御部31から屈
折率分布算出部38bへと受け渡される情報が、光軸の
角度変化量(ΔTLx,ΔTLy)とされているが、同じ
角度変化量を示す情報であれば、楔プレート35a,3
5bそれぞれに与えられた回転角度(Δθa,Δθb)
や、回転機構36a,36bのそれぞれに与えられた駆
動信号の値(Sa,Sb)などに代えてもよい。このと
きには、光軸の角度変化量(ΔTLx,ΔTLy)への変
換を、制御部31ではなく屈折率分布算出部38bに行
わせる。
In the present embodiment, the information passed from the control unit 31 to the refractive index distribution calculation unit 38b is the amount of change in the optical axis angle (ΔTL x , ΔTL y ). If the information indicates the amount, the wedge plates 35a, 35
Rotation angle (Δθa, Δθb) given to each of 5b
Alternatively, the values (Sa, Sb) of the drive signals given to each of the rotation mechanisms 36a, 36b may be used. At this time, the angle variation of the optical axis (ΔTL x, ΔTL y) conversion to, the control unit 31 without causing the refractive index distribution calculating unit 38b.

【0078】また、本実施形態では、光軸の角度変化量
(ΔTLx,ΔTLy)の情報を記憶するのが、制御部3
1とされているが、屈折率分布算出部38bであっても
よい。また、本実施形態では、ステップS5、S6、S
7に代えて、それぞれ第2実施形態で説明したステップ
S25、ステップS26、ステップS27を挿入しても
よい。
In the present embodiment, the control unit 3 stores information on the amount of change in the angle of the optical axis (ΔTL x , ΔTL y ).
Although it is set to 1, the refractive index distribution calculator 38b may be used. In the present embodiment, steps S5, S6, S
Instead of step 7, steps S25, S26, and S27 described in the second embodiment may be inserted.

【0079】[第4実施形態]次に、図9,図11,図
12を参照して本発明の第4実施形態について説明す
る。ここでは、第3実施形態との相違についてのみ説明
し、その他の部分についての説明を省略する。
[Fourth Embodiment] Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9, FIG. 11, and FIG. Here, only the differences from the third embodiment will be described, and the description of the other parts will be omitted.

【0080】(構成)図11は、本実施形態の屈折率分
布測定システム4を説明する図である。屈折率分布測定
システム4は、屈折率分布測定システム3において、干
渉測定装置30に代えて干渉測定装置40が備えられた
ものに等しい。干渉測定装置40は、干渉測定装置30
において、光軸傾斜用セル35及び回転機構36a,3
6bに代えて、折り返しミラー192の角度変化量を検
出する角度変化検出光学系45を備え、かつ制御部31
に代えて制御部41を備えたものに等しい。
(Configuration) FIG. 11 is a view for explaining the refractive index distribution measuring system 4 of the present embodiment. The refractive index distribution measurement system 4 is the same as the refractive index distribution measurement system 3 except that the interference measurement device 30 is provided instead of the interference measurement device 30. The interference measurement device 40 includes the interference measurement device 30
, The optical axis tilting cell 35 and the rotating mechanisms 36a, 3
6b, an angle change detection optical system 45 for detecting an angle change amount of the return mirror 192 is provided, and the control unit 31
Instead of the control unit 41.

【0081】角度変化検出光学系45には、出射系(折
り返しミラー192の反射面192aとは反対の面(裏
面側)に光を照射する光源45a、光源45aと折り返
しミラー192との間に挿入されかつ光源45aから出
射された光束の径を拡大するレンズ45b)と、折り返
しミラー192の裏面側において反射した光を光源45
aの方向とは異なる方向に偏向するハーフミラー45c
と、検出系(偏向された光を集光するレンズ45d、レ
ンズ45dの焦点面に配置された位置センサ45e)と
が備えられる。なお、位置センサ45eは、光の入射位
置を信号に変換するものである。また、折り返しミラー
192の裏面には、光源45aからの光を十分に反射で
きるように反射部を設けておくことが好ましい。
The angle change detecting optical system 45 is provided with a light source 45a for irradiating light to the emission system (the surface (back side) opposite to the reflection surface 192a of the reflection mirror 192), and inserted between the light source 45a and the reflection mirror 192. And a lens 45b) that enlarges the diameter of the light beam emitted from the light source 45a and the light reflected on the back side of the folding mirror 192.
Half mirror 45c that deflects in a direction different from the direction of a
And a detection system (a lens 45d for condensing the deflected light and a position sensor 45e disposed on the focal plane of the lens 45d). The position sensor 45e is for converting the light incident position into a signal. Further, it is preferable to provide a reflecting portion on the back surface of the folding mirror 192 so that the light from the light source 45a can be sufficiently reflected.

【0082】光源45aが制御部41により駆動される
と、光源45aから出射された光は、レンズ45b、ハ
ーフミラー45cを介して折り返しミラー192の裏面
側に入射し、折り返しミラー192において反射された
後、レンズ45dにおいて集光されて、位置センサ45
eに入射する。位置センサ45eの出力は、制御部41
に入力される。
When the light source 45a is driven by the control unit 41, the light emitted from the light source 45a enters the back side of the folding mirror 192 via the lens 45b and the half mirror 45c, and is reflected by the folding mirror 192. Thereafter, the light is collected by the lens 45d and is
e. The output of the position sensor 45e is
Is input to

【0083】仮に、折り返しミラー192が傾斜すれ
ば、位置センサ45eにおける光の入射位置も変化する
ので、制御部41は、位置センサ45eの出力変化か
ら、折り返しミラー192の傾斜角度の変化を求めるこ
とが可能である。したがって、傾斜機構13この角度変
化検出光学系45とによれば、第3実施形態における光
軸傾斜用セル35及び回転機構36a,36bと同じ機
能(干渉測定装置40の光軸の傾斜、及び光軸の角度変
化量の検知)が得られる。
If the folding mirror 192 is inclined, the incident position of the light on the position sensor 45e also changes. Therefore, the control unit 41 obtains the change in the inclination angle of the folding mirror 192 from the output change of the position sensor 45e. Is possible. Therefore, according to the tilt mechanism 13 and the angle change detection optical system 45, the same function as the optical axis tilt cell 35 and the rotation mechanisms 36a and 36b in the third embodiment (the tilt of the optical axis of the interference measuring device 40 and the light Shaft angle change).

【0084】(動作)図9は、第4実施形態の屈折率分
布測定システム4の動作フローチャートである。本実施
形態の制御部41は、第3実施形態の制御部31と同様
の手順を実行するが、ステップS33における光軸の傾
斜角度の調整を、傾斜機構13を駆動することにより行
い、また、光軸の角度変化量の検出を、この角度変化検
出光学系45を介して行う点が、制御部31とは異な
る。
(Operation) FIG. 9 is an operation flowchart of the refractive index distribution measuring system 4 of the fourth embodiment. The control unit 41 of the present embodiment executes the same procedure as the control unit 31 of the third embodiment, but adjusts the tilt angle of the optical axis in step S33 by driving the tilt mechanism 13, and The control unit 31 is different from the control unit 31 in that the angle change amount of the optical axis is detected via the angle change detection optical system 45.

【0085】しかし、上記したように、傾斜機構13及
び角度変化検出光学系45は、光軸傾斜用セル35及び
回転機構36a,36bと同じ機能を有しているので、
第3実施形態と同様に、被検物15aの屈折率分布の傾
斜成分が大きいときであっても、その傾斜成分の測定を
十分に高い精度で行うことができる。なお、本実施形態
の屈折率分布測定システム4においては、角度変化検出
光学系45に代えて、図12に示すような角度変化検出
光学系55を備えてもよい。
However, as described above, since the tilting mechanism 13 and the angle change detecting optical system 45 have the same functions as the optical axis tilting cell 35 and the rotating mechanisms 36a and 36b,
As in the third embodiment, even when the gradient component of the refractive index distribution of the test object 15a is large, the measurement of the gradient component can be performed with sufficiently high accuracy. In addition, in the refractive index distribution measurement system 4 of the present embodiment, an angle change detection optical system 55 as shown in FIG.

【0086】角度変化検出光学系55は、干渉の原理を
利用しており、光源55aから出射された光の一部は、
レンズ55b、偏光ビームスプリッタ55c、及びフィ
ゾー部材55dを介して折り返しミラー192の裏面側
に導かれる。また、その裏面側において反射した光は、
フィゾー部材55d、偏光ビームスプリッタ55cを介
して、光源55aとは異なる方向に偏向され、レンズ5
5eを介してイメージセンサ55f上に到達する。ま
た、フィゾー部材55dで反射した光は、レンズ55
b、偏光ビームスプリッタ55c、レンズ55eを経由
してイメージセンサ55f上に到達し、折り返しミラー
192の裏面側で反射した光と共に干渉縞を生起させ
る。
The angle change detection optical system 55 utilizes the principle of interference, and a part of the light emitted from the light source 55a is
The light is guided to the back side of the return mirror 192 via the lens 55b, the polarization beam splitter 55c, and the Fizeau member 55d. The light reflected on the back side is
The light is deflected in a direction different from that of the light source 55a via the Fizeau member 55d and the polarizing beam splitter 55c,
The light reaches the image sensor 55f via 5e. The light reflected by the Fizeau member 55 d is
b, the light reaches the image sensor 55f via the polarization beam splitter 55c and the lens 55e, and generates interference fringes together with the light reflected on the back side of the return mirror 192.

【0087】仮に、折り返しミラー192が傾斜すれ
ば、この干渉縞は変化するので、制御部41は、イメー
ジセンサ55fの出力変化から、折り返しミラー192
の傾斜角度の変化を求めることが可能である。 [その他]なお、上記各実施形態の制御部、位相分布演
算部、及び屈折率分布演算部による処理の一部又は全部
については、手動で実行してもよい。各部を手動で実行
するに当たり、操作者が駆動しなければならない箇所に
ついては、マンマシンインタフェースが設けられる。例
えば、操作部として、回動機構14や回転機構36a、
36bのホルダを遠隔操作するための操作ツマミなどが
設けられ、表示部として、ホルダの回転角度を表示する
スケールや、干渉縞を表示させるモニタなどが設けられ
る。
If the folding mirror 192 is inclined, the interference fringes change. Therefore, the control unit 41 determines from the output change of the image sensor 55f that the folding mirror 192
Can be determined. [Others] Note that some or all of the processing by the control unit, the phase distribution calculation unit, and the refractive index distribution calculation unit in each of the above embodiments may be manually executed. When each part is manually executed, a man-machine interface is provided for a part that must be driven by an operator. For example, as the operation unit, the rotating mechanism 14 and the rotating mechanism 36a,
An operation knob or the like for remotely controlling the holder 36b is provided, and a scale for displaying the rotation angle of the holder, a monitor for displaying interference fringes, and the like are provided as the display unit.

【0088】また、上記各実施形態では、演算を簡単に
するために、被検物15aの回動角度を180°に設定
したが、演算が複雑化することを許容するのであれば、
180°以外の所定角度に設定してもよい。この場合、
余分な情報を除去するためには、取得した2つの位相分
布データを比較して、被検物15aの回動に追従するパ
ターンの成分と、追従しないパターンの成分とを分離
し、その追従するパターンの成分から、1次成分のみを
抽出すればよい。この1次成分が屈折率分布の傾斜成分
である。
In each of the above embodiments, the rotation angle of the test object 15a is set to 180 ° in order to simplify the calculation. However, if the calculation is allowed to be complicated,
The angle may be set to a predetermined angle other than 180 °. in this case,
In order to remove extra information, the two acquired phase distribution data are compared to separate the component of the pattern that follows the rotation of the test object 15a from the component of the pattern that does not follow, and follow that. Only the primary components need to be extracted from the components of the pattern. This primary component is a gradient component of the refractive index distribution.

【0089】なお、この分離と抽出との順は、逆でもよ
い。すなわち、2つの位相分布データのそれぞれから1
次成分を抽出し、それらの1次成分同士を比較して、被
検物15aの回動に追従するパターンの成分と、追従し
ないパターンの成分とを分離し、その追従するパターン
の成分を得ればよい。この成分が屈折率分布の傾斜成分
である。
The order of the separation and the extraction may be reversed. That is, 1 is obtained from each of the two phase distribution data.
The next component is extracted, and the primary components are compared with each other to separate the component of the pattern that follows the rotation of the test object 15a from the component of the pattern that does not follow, and obtain the component of the pattern that follows the rotation. Just do it. This component is the gradient component of the refractive index distribution.

【0090】また、上記各実施形態では、干渉測定装置
に搭載する干渉計として、フィゾー型干渉計を説明した
が、トワイマングリーン型やマッハツェンダー型干渉計
を適用しても同様の測定が可能である。因みに、第3実
施形態にトワイマングリーン型干渉計を適用する際に
は、光軸傾斜用セル35の挿入箇所は、図13に示すよ
うな測定腕や、図14に示すような参照腕とすればよ
い。
In each of the above embodiments, the Fizeau interferometer has been described as an interferometer to be mounted on the interferometer. It is. Incidentally, when the Twyman-Green interferometer is applied to the third embodiment, the insertion position of the optical axis tilting cell 35 may be a measurement arm as shown in FIG. 13 or a reference arm as shown in FIG. do it.

【0091】また、第3実施形態にマッハツェンダー型
干渉計を適用する際には、光軸傾斜用セル35の挿入箇
所は、図15に示すような測定腕や、図16に示すよう
な参照腕とすればよい。また、第4実施形態にトワイマ
ングリーン型干渉計、マッハツェンダー型干渉計を適用
する際には、角度変化検出光学系45(55)の配置箇
所は、それぞれ図17、図18に示すような箇所とすれ
ばよい。因みに、図18に示すマッハツェンダー型干渉
計では、角度変化検出光学系45内のハーフミラー45
cは不要となる。
When the Mach-Zehnder interferometer is applied to the third embodiment, the insertion position of the optical axis tilting cell 35 is determined by using a measuring arm as shown in FIG. 15 or a reference as shown in FIG. Arms are good. When a Twyman-Green interferometer or a Mach-Zehnder interferometer is applied to the fourth embodiment, the arrangement positions of the angle change detection optical system 45 (55) are as shown in FIGS. Location. Incidentally, in the Mach-Zehnder interferometer shown in FIG.
c becomes unnecessary.

【0092】また、上記各実施形態を、投影光学系など
の光学系の製造に適用することもできる。例えば、投影
レンズに使用すべき光学部材の屈折率分布の傾斜成分
を、上記実施形態の何れか1つにより測定し、測定され
た傾斜成分に応じて、光学部材を研磨加工したり、光学
部材の姿勢や配置などを調整する。このようにすれば、
屈折率分布の傾斜成分が投影レンズの結像性能に与える
悪影響を抑えることができるので、高性能な投影光学系
を製造することができる。
Each of the above embodiments can also be applied to the manufacture of an optical system such as a projection optical system. For example, the gradient component of the refractive index distribution of the optical member to be used for the projection lens is measured by any one of the above embodiments, and the optical member is polished or processed according to the measured gradient component. Adjust the posture and arrangement of the camera. If you do this,
Since the adverse effect of the gradient component of the refractive index distribution on the imaging performance of the projection lens can be suppressed, a high-performance projection optical system can be manufactured.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
測定器内でたとえ1次誤差成分が生じていても、屈折率
分布の1次成分(傾斜成分)は確実に求められる。
As described above, according to the present invention,
Even if a first-order error component occurs in the measuring instrument, the first-order component (gradient component) of the refractive index distribution can be reliably obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態の屈折率分布測定システム1を説
明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a refractive index distribution measurement system 1 according to a first embodiment.

【図2】測定セル15を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement cell 15;

【図3】第1実施形態の屈折率分布測定システム1の動
作フローチャートである。
FIG. 3 is an operation flowchart of the refractive index distribution measurement system 1 of the first embodiment.

【図4】第1実施形態の動作を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the first embodiment.

【図5】第2実施形態の屈折率分布測定システム2を説
明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a refractive index distribution measurement system 2 according to a second embodiment.

【図6】第2実施形態の屈折率分布測定システム2の動
作フローチャートである。
FIG. 6 is an operation flowchart of the refractive index distribution measurement system 2 of the second embodiment.

【図7】第3実施形態の屈折率分布測定システム3を説
明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a refractive index distribution measurement system 3 according to a third embodiment.

【図8】光軸傾斜用セル35を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an optical axis tilting cell 35;

【図9】第3実施形態の屈折率分布測定システム3、及
び第4実施形態の屈折率分布測定システム4の動作フロ
ーチャートである。
FIG. 9 is an operation flowchart of the refractive index distribution measurement system 3 of the third embodiment and the refractive index distribution measurement system 4 of the fourth embodiment.

【図10】干渉縞を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating interference fringes.

【図11】第4実施形態の屈折率分布測定システム4を
説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a refractive index distribution measurement system 4 according to a fourth embodiment.

【図12】角度変化検出光学系55を説明する図であ
る。
FIG. 12 is a diagram illustrating an angle change detection optical system 55.

【図13】トワイマングリーン型干渉計の第3実施形態
への適用例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an example of applying a Twyman Green interferometer to a third embodiment.

【図14】トワイマングリーン型干渉計の第3実施形態
への適用例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an application example of a Twyman Green interferometer to a third embodiment.

【図15】マッハツェンダー型干渉計の第3実施形態へ
の適用例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing an application example of the Mach-Zehnder interferometer to the third embodiment.

【図16】マッハツェンダー型干渉計の第3実施形態へ
の適用例を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating an application example of a Mach-Zehnder interferometer to a third embodiment.

【図17】トワイマングリーン型干渉計の第4実施形態
への適用例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of applying a Twyman Green interferometer to a fourth embodiment.

【図18】マッハツェンダー型干渉計の第4実施形態へ
の適用例を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating an application example of a Mach-Zehnder interferometer to a fourth embodiment.

【図19】従来の屈折率分布の測定方法を説明する図で
ある。
FIG. 19 is a diagram illustrating a conventional method for measuring a refractive index distribution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3,4 屈折率分布測定システム 10,20,30,40 干渉測定装置 18,28,38 情報処理装置 11,21,31,41 制御部 12 移動機構 14 回動機構 13 傾斜機構 15,1910 測定セル 15a,1910a 被検物 15b,1910b 基準ガラス 35 光軸傾斜用セル 36a,36b 回転機構 45,55 角度変化検出光学系 45a,55a 光源 45b,45d,55b,55e レンズ 45c,61 ハーフミラー 45e 位置センサ 55c 偏光ビームスプリッタ 55d,191 フィゾー部材 60 ミラー 191a フィゾー面 192a 反射面 192 折り返しミラー 193 光源 194 イメージセンサ 195 ビームスプリッタ 196 光束径変換光学系 197 観察用光学系 1, 2, 3, 4 Refractive index distribution measuring system 10, 20, 30, 40 Interference measuring device 18, 28, 38 Information processing device 11, 21, 31, 41 Controller 12 Moving mechanism 14 Rotating mechanism 13 Tilt mechanism 15 , 1910 measuring cell 15a, 1910a test object 15b, 1910b reference glass 35 optical axis tilting cell 36a, 36b rotating mechanism 45, 55 angle change detecting optical system 45a, 55a light source 45b, 45d, 55b, 55e lens 45c, 61 half Mirror 45e Position sensor 55c Polarizing beam splitter 55d, 191 Fizeau member 60 Mirror 191a Fizeau surface 192a Reflection surface 192 Folding mirror 193 Light source 194 Image sensor 195 Beam splitter 196 Light beam diameter conversion optical system 197 Observation optical system

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F064 AA00 BB03 CC04 FF01 GG00 GG12 GG22 GG23 GG38 HH03 HH08 JJ01 2G059 AA02 BB08 BB15 DD12 EE01 EE04 EE05 EE09 FF08 GG00 GG04 JJ11 JJ13 JJ19 JJ20 JJ22 KK01 KK04 MM01 MM05 MM10 2G086 HH07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検物の透過光の波面形状を測定する測
定器を使用した屈折率分布の測定方法であって、 前記測定器における被検物の姿勢を、その測定器の光軸
の周りに所定角度だけ回転した状態に変更し、その変更
の前後のそれぞれにおいて前記測定器が出力する第1の
測定データと第2の測定データとを取得し、 前記第1の測定データと前記第2の測定データとの相違
を、前記被検物の屈折率分布の1次成分を示す情報とし
て求めることを特徴とする屈折率分布の測定方法。
1. A method for measuring a refractive index distribution using a measuring device for measuring a wavefront shape of transmitted light of a test object, wherein a posture of the test object in the measuring device is determined by an optical axis of the measuring device. The first measurement data and the second measurement data output by the measuring instrument before and after the change to a state rotated around by a predetermined angle, and the first measurement data and the second measurement data are acquired. 2. A method of measuring a refractive index distribution, wherein a difference from the measurement data of No. 2 is obtained as information indicating a primary component of the refractive index distribution of the test object.
【請求項2】 請求項1に記載の屈折率分布の測定方法
において、 前記所定角度を、 180°に設定することを特徴とする屈折率分布の測定
方法。
2. The method for measuring a refractive index distribution according to claim 1, wherein the predetermined angle is set to 180 °.
【請求項3】 請求項2に記載の屈折率分布の測定方法
において、 前記第1の測定データと前記第2の測定データとの差分
を求め、求めたその差分の1次成分を、前記被検物の屈
折率分布の1次成分を示す情報として抽出することを特
徴とする屈折率分布の測定方法。
3. The method of measuring a refractive index distribution according to claim 2, wherein a difference between the first measurement data and the second measurement data is obtained, and a first-order component of the obtained difference is used as the first component. A method for measuring a refractive index distribution, comprising extracting as information indicating a primary component of a refractive index distribution of a specimen.
【請求項4】 請求項2に記載の屈折率分布の測定方法
において、 前記第1の測定データの1次成分と、前記第2の測定デ
ータの1次成分とをそれぞれ抽出し、抽出したそれらの
1次成分の差分を、前記被検物の屈折率分布の1次成分
を示す情報として求めることを特徴とする屈折率分布の
測定方法。
4. The method of measuring a refractive index distribution according to claim 2, wherein a primary component of the first measurement data and a primary component of the second measurement data are extracted and extracted. A method for measuring a refractive index distribution, wherein a difference between the primary components of the test object is obtained as information indicating a primary component of the refractive index distribution of the test object.
【請求項5】 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載
の屈折率分布の測定方法において、 前記測定器として、 前記被検物を透過した測定光と所定の波面形状をした参
照光とを干渉させると共に、その干渉により生じる干渉
縞を前記測定光の波面形状を示す情報として検出する干
渉光学系と、前記測定光の光軸の傾斜角度及び/又は前
記参照光の光軸の傾斜角度を変化させる光軸傾斜機構と
を有した干渉測定器を使用し、 前記姿勢の変更に際し、前記光軸傾斜機構を駆動するこ
とにより、前記変更の前後のぞれぞれにおいて生じる前
記干渉縞の縞密度をそれぞれ検出可能な程度に粗く保
ち、 前記光軸傾斜機構の駆動により前記光軸の傾斜角度に与
えられた変化量に応じて、前記情報を求める過程又は求
めた結果に対し、補正演算を施すことを特徴とする屈折
率分布の測定方法。
5. The method for measuring a refractive index distribution according to claim 1, wherein the measuring device has a predetermined wavefront shape with the measuring light transmitted through the test object. An interference optical system that interferes with light and detects interference fringes generated by the interference as information indicating the wavefront shape of the measurement light, and an inclination angle of an optical axis of the measurement light and / or an optical axis of the reference light. Using an interference measuring device having an optical axis tilting mechanism that changes the tilt angle, when the attitude is changed, by driving the optical axis tilting mechanism, the interference generated before and after the change, respectively. The fringe density of the fringes is kept coarse enough to be detectable, and according to the amount of change given to the tilt angle of the optical axis by driving the optical axis tilting mechanism, for the process of obtaining the information or the result obtained, Performing correction operation Method of measuring the refractive index profile, wherein.
【請求項6】 請求項5に記載の屈折率分布の測定方法
において、 前記光軸傾斜機構として、 前記干渉光学系の測定腕及び/又は参照腕に挿入された
楔プレートを使用することを特徴とする屈折率分布の測
定方法。
6. The method of measuring a refractive index distribution according to claim 5, wherein a wedge plate inserted into a measurement arm and / or a reference arm of the interference optical system is used as the optical axis tilting mechanism. Of measuring the refractive index distribution.
【請求項7】 請求項5に記載の屈折率分布の測定方法
において、 前記光軸傾斜機構として、 前記干渉光学系の測定光及び/又は参照光を偏向させる
反射面、及びその反射面を傾斜させる機構を使用するこ
とを特徴とする屈折率分布の測定方法。
7. The method for measuring a refractive index distribution according to claim 5, wherein, as the optical axis tilting mechanism, a reflecting surface that deflects the measuring light and / or the reference light of the interference optical system, and the reflecting surface is tilted. A method for measuring a refractive index distribution, characterized by using a mechanism for causing a refractive index distribution.
【請求項8】 前記被検物は、2枚の基準ガラスの間に
液体を介して設けられていることを特徴とする請求項1
〜請求項7の何れか1項記載の屈折率分布の測定方法。
8. The apparatus according to claim 1, wherein the test object is provided between two reference glasses via a liquid.
The method for measuring a refractive index distribution according to any one of claims 1 to 7.
【請求項9】 前記基準ガラスの屈折率及び前記液体の
屈折率が、前記被検物の平均屈折率とほぼ同じであるこ
とを特徴とする請求項8記載の屈折率分布の測定方法。
9. The method according to claim 8, wherein the refractive index of the reference glass and the refractive index of the liquid are substantially the same as the average refractive index of the test object.
【請求項10】 被検物の透過光の波面形状を測定する
測定器と、 前記測定器の各部を駆動制御する制御部と、 前記測定器が出力する測定データに対して演算を施す演
算部とを備えた屈折率分布の測定装置であって、 前記測定器は、 前記被検物の姿勢を、前記測定器の光軸の周りに所定角
度だけ回転した状態に変更する姿勢変更機構を有し、 前記制御部は、 前記姿勢変更機構を駆動することにより、前記被検物の
姿勢を変更し、その変更の前後のそれぞれにおいて前記
測定器が出力する第1の測定データと第2の測定データ
とを取得し、 前記演算部は、 前記第1の測定データと前記第2の測定データとの相違
を、前記被検物の屈折率分布の1次成分を示す情報とし
て求めることを特徴とする屈折率分布の測定装置。
10. A measuring device for measuring a wavefront shape of transmitted light of a test object, a control unit for driving and controlling each unit of the measuring device, and an operation unit for performing an operation on measurement data output by the measuring device A measuring device for measuring the refractive index distribution, comprising: a posture changing mechanism for changing a posture of the test object to a state rotated by a predetermined angle around an optical axis of the measuring device. The control unit changes the posture of the test object by driving the posture changing mechanism, and outputs first measurement data and second measurement data output by the measuring device before and after the change. Data, and the arithmetic unit obtains a difference between the first measurement data and the second measurement data as information indicating a primary component of a refractive index distribution of the test object. For measuring refractive index distribution.
【請求項11】 請求項10に記載の屈折率分布の測定
装置において、 前記所定角度は、 180°に設定されることを特徴とする屈折率分布の測
定装置。
11. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 10, wherein the predetermined angle is set to 180 °.
【請求項12】 請求項11に記載の屈折率分布の測定
装置において、 前記演算部は、 前記第1の測定データと前記第2の測定データとの差分
を求め、求めたその差分の1次成分を、前記被検物の屈
折率分布の1次成分を示す情報として抽出することを特
徴とする屈折率分布の測定装置。
12. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 11, wherein the arithmetic unit calculates a difference between the first measurement data and the second measurement data, and calculates a first order of the calculated difference. An apparatus for measuring a refractive index distribution, wherein a component is extracted as information indicating a primary component of a refractive index distribution of the test object.
【請求項13】 請求項11に記載の屈折率分布の測定
装置において、 前記演算部は、 前記第1の測定データの1次成分と、前記第2の測定デ
ータの1次成分とをそれぞれ抽出し、抽出したそれらの
1次成分の差分を、前記被検物の屈折率分布の1次成分
を示す情報として求めることを特徴とする屈折率分布の
測定装置。
13. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 11, wherein the arithmetic unit extracts a primary component of the first measurement data and a primary component of the second measurement data. And measuring a difference between the extracted primary components as information indicating a primary component of the refractive index distribution of the test object.
【請求項14】 請求項10〜請求項13の何れか1項
に記載の屈折率分布の測定装置において、 前記測定器は、 前記被検物を透過した測定光と所定の波面形状をした参
照光とを干渉させると共に、その干渉により生じる干渉
縞を前記測定光の波面形状を示す情報として検出する干
渉光学系と、 前記測定光の光軸の傾斜角度及び/又は前記参照光の光
軸の傾斜角度を変化させる光軸傾斜機構と、 前記光軸傾斜機構の駆動により前記光軸に生じる前記傾
斜角度の変化量を検出する検出手段とを有し、 前記制御部は、 前記姿勢の変更に際し、前記光軸傾斜機構を駆動するこ
とにより、前記変更の前後のそれぞれにおいて生じる前
記干渉縞の縞密度のそれぞれを所定値以下に保ち、 前記演算部は、 前記検出手段が検出した変化量に応じて、前記情報を求
める過程又は求めた結果に対し、補正演算を施すことを
特徴とする屈折率分布の測定装置。
14. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 10, wherein the measuring device has a predetermined wavefront shape with the measuring light transmitted through the test object. An interference optical system that interferes with light and detects interference fringes generated by the interference as information indicating the wavefront shape of the measurement light; and an inclination angle of an optical axis of the measurement light and / or an optical axis of the reference light. An optical axis tilting mechanism that changes the tilt angle; and a detecting unit that detects an amount of change in the tilt angle generated in the optical axis by driving the optical axis tilting mechanism. By driving the optical axis tilting mechanism, each of the fringe densities of the interference fringes before and after the change is maintained at a predetermined value or less, and the calculation unit responds to a change amount detected by the detection unit. And said To result process or determined seek distribution, the refractive index distribution, characterized in that applying correction calculation measurement device.
【請求項15】 請求項14に記載の屈折率分布の測定
装置において、 前記光軸傾斜機構は、 前記干渉光学系の測定腕及び/又は参照腕に挿入された
楔プレートからなることを特徴とする屈折率分布の測定
装置。
15. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 14, wherein the optical axis tilting mechanism comprises a wedge plate inserted into a measuring arm and / or a reference arm of the interference optical system. For measuring refractive index distribution.
【請求項16】 請求項14に記載の屈折率分布の測定
装置において、 前記光軸傾斜機構は、 前記干渉光学系の測定光及び/又は参照光を偏向させる
反射面と、その反射面を傾斜させる機構とからなること
を特徴とする屈折率分布の測定装置。
16. The apparatus for measuring a refractive index distribution according to claim 14, wherein the optical axis tilting mechanism is configured to deflect the measuring light and / or the reference light of the interference optical system, and to tilt the reflecting surface. A refractive index distribution measuring device, comprising:
【請求項17】 前記被検物は、2枚の基準ガラスの間
に液体を介して設けられていることを特徴とする請求項
10〜請求項16の何れか1項に記載の屈折率分布の測
定装置。
17. The refractive index distribution according to claim 10, wherein the specimen is provided between two reference glasses via a liquid. Measuring device.
【請求項18】 前記基準ガラスの屈折率及び前記液体
の屈折率が、前記被検物の平均屈折率とほぼ同じである
ことを特徴とする請求項17記載の屈折率分布の測定装
置。
18. The apparatus according to claim 17, wherein the refractive index of the reference glass and the refractive index of the liquid are substantially the same as the average refractive index of the test object.
【請求項19】 光学系を構成する光学部材の屈折率分
布の1次成分を、請求項1〜請求項9の何れか1項に記
載の屈折率分布の測定方法により測定し、 前記測定された屈折率分布の1次成分に応じて前記光学
系の調整又は加工を施すことを特徴とする光学系の製造
方法。
19. The method according to claim 1, wherein a first-order component of the refractive index distribution of the optical member constituting the optical system is measured by the method for measuring a refractive index distribution. And adjusting or processing the optical system according to the primary component of the refractive index distribution.
【請求項20】 請求項1〜請求項9の何れか1項に記
載の屈折率分布の測定方法により屈折率分布の1次成分
が予め測定された光学部材を備え、 前記光学部材は、その1次成分に応じた形状及び/又は
配置となっていることを特徴とする光学系。
20. An optical member having a primary component of a refractive index distribution measured in advance by the method for measuring a refractive index distribution according to claim 1, wherein the optical member has An optical system having a shape and / or arrangement corresponding to a primary component.
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