CN102087097A - 非球面体测定方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非球面体测定方法以及装置，其中通过使用了第1和第2干涉计的反射波面测定，求取非球面透镜的第1透镜面以及第2透镜面的形状数据。各形状数据由曾卢尼克多项式所近似。基于该曾卢尼克多项式的系数Z₁、Z₂、Z₆以及Z₇的值，求取第1透镜面相对于第1测定光轴的偏移量和偏斜量，以及第2透镜面相对于第2测定光轴的偏移量和偏斜量。并基于所得到的各偏移量和偏斜量以及第1干涉计和第2干涉计的相对位置关系，计算面错位量和面倾倒量。

Description

非球面体测定方法以及装置

技术领域

本发明涉及用于对非球面体的表里2个的被检测面之间所产生的相对的错位量(面错位量以及面倾倒量)进行测定的非球面体测定方法以及装置。

背景技术

在数码相机(デジタルカメラ)等的光学设备、光学传感器中较多地使用非球面透镜、两面非球面反射镜等的非球面体，但是在该非球面体中在表里2个的被检测面之间产生相对的错位量。例如，在利用模铸(モ一ルド)成形制作非球面透镜的情况下，利用成形用的模具彼此的相对的位置错位，在所成形的非球面透镜产生面错位(构成非球面透镜的2个的透镜面各自的旋转轴彼此的相对的位置的错位)、面倾倒(2个透镜面各自的旋转轴彼此的相对性倾斜的错位)。该非球面透镜的面错位、面倾倒与模具的机构完全地无关，是困难的。可是，这些，成为增大非球面透镜的像差(特别是，彗形像差等的旋转非对称像差)的要因，因此希望在被减少的方向进行模具的修正。为了进行模具修正，需要取得所产生的面错位量以及面倾倒量。

以往，该面错位量以及面倾倒量的测定中，使用触针方式的形状测定装置。在该形状测定装置中，对2个的透镜面的形状分别进行测定，并基于这些的形状信息，求取2个的透镜面的相对的面错位量以及面倾倒量。可是，在该测定方法中，存在1次的测定需要数小时以上的问题。

日本专利公开2007-33343号公报中，记载了能够谋求测定时间的大幅度缩短的测定方法。该测定方法，使用干涉计进行非球面透镜的透过波面测定，并基于所得到透过波面数据而计算透过波面的彗形像差。基于该彗形像差的计算值，求取面错位量(面间偏移量)以及面倾倒量(面间偏斜(チルト)量)。具体来说，利用曾卢尼克(ツエルニケ)多项式对透过波面数据进行近似，此时所得到的曾卢尼克多项式的各项的系数中，与3次的彗形像差量联动而使得值发生变化的系数Z₆或Z₇，以及与5次的彗形像差量联动而使得值发生变化系数Z₁₃或Z₁₄的各值，求取面错位量以及面倾倒量。

可是，在日本专利公开2007-33343号公报所记载的测定方法中，由于是以透过波面测定为前提，因此存在如下的问题。即，透过波面的形状，不仅受到成为测定对象的非球面透镜的面错位、面倾倒，而且受到因透镜的内部折射率分布而引起的较大的影响。因此，在日本专利公开2007-33343号公报所记载的测定方法中，存在排除了透镜构成材料的折射率分布的影响，难于仅对面错位、面倾倒高精度地进行测定的问题。

另外，不透过干涉计的测定光那样的非球面体，例如X线等的特殊的波长的光(电磁线)中所使用的非球面透镜、具有以旋转非球面形成的反射面的两面非球面反射镜等的非球面体，在日本专利公开2007-33343号公报所记载的测定方法中，存在难于对面错位量、面倾倒量进行测定的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种不受非球面体的内部折射率分布的影响的非球面体测定方法以及装置。

本发明的其他目的在于提供一种非球面体不透过干涉计的测定光的情况下，也能够对面错位量以及面倾倒量进行测定的非球面体测定方法以及装置。

为了达到上述目的、其他目的，本发明的非球面体测定方法，使用相互的相对位置关系被特定的第1干涉计和第2干涉计而对非球面体的第1被检测面和第2被检测面的相对的面错位量和面倾倒量进行测定时，执行第1干涉条纹取得步骤、第2干涉条纹取得步骤、第1被检测面形状数据取得步骤、第2被检测面形状数据取得步骤、第1曾卢尼克系数值计算步骤、第2曾卢尼克系数值计算步骤、第1偏移量/偏斜量计算步骤、第2偏移量/偏斜量计算步骤、面错位量/面倾倒量计算步骤。

在所述第1干涉条纹取得步骤中，沿所述第1干涉计的第1测定光轴将第1测定光照射到所述第1被检测面。利用该第1测定光的被该第1被检测面反射的第1反射波面和该第1干涉计的第1参照波面的光干涉而形成第1干涉条纹。对该第1干涉条纹进行摄像，而得到图像数据。

在所述第2干涉条纹取得步骤中，沿所述第2干涉计的第2测定光轴将第2测定光照射到所述第2被检测面。利用该第2测定光的被该第2被检测面反射的第2反射波面和该第2干涉计的第2参照波面的光干涉而形成第2干涉条纹。对该第2干涉条纹进行摄像而得到图像数据。

在所述第1被检测面形状数据取得步骤中，对所述第1干涉条纹的图像数据进行解析(解析)而求取所述第1被检测面的形状数据。在所述第2被检测面形状数据取得步骤中，对所述第2干涉条纹的图像数据进行解析而求取所述第2被检测面的形状数据。

所述第1曾卢尼克系数值计算步骤中，利用曾卢尼克多项式对所述第1被检面的形状数据进行近似，并求取该曾卢尼克多项式的各项的系数的中、第1偏移量比例系数的值和第1偏斜量比例系数的值。第1偏移量比例系数的值，是值所述第1被检面中的、与和所述第1测定光轴垂直的方向的偏移量成比例而发生变化。关于第1偏斜量比例系数的值，值与第1被检面的相对于所述第1测定光轴的偏斜量而成比例发生变化。

在所述第2曾卢尼克系数值计算步骤中，利用曾卢尼克多项式对所述第2被检面的形状数据近似。与所述第1曾卢尼克系数值计算步骤同样，求取第2偏移量比例系数的值以及第2偏斜量比例系数的值。

所述第1偏移量·偏斜量计算步骤中，基于所述第1偏移量比例系数的值以及所述第1偏斜量比例系数的值，而求取所述第1被检面的相对于所述第1测定光轴的偏移量以及偏斜量。同样，在所述第2偏移量·偏斜量计算步骤中，求取所述第2被检面相对于所述第2测定光轴的偏移量以及偏斜量。

在所述面错位量·面倾倒量计算步骤中，基于所述第1被检面的偏移量以及偏斜量、所述第2被检面的偏移量以及偏斜量、所述第1干涉计以及所述第2干涉计的相对位置关系的信息，而计算所述面错位量以及所述面倾倒量。

在本发明的非球面体测定方法中，所述曾卢尼克多项式，是由极坐标形式所表示的4次以上的曾卢尼克多项式Z(ρ，θ)(ρ是离开极点的距离，θ是相对于极轴的偏角)。

所述第1偏移量比例系数和所述第2偏移量比例系数，是由下式(1)所表达的项的系数Z₁、下式(2)所表达的项的系数Z₂、下式(3)所表达的项的系数Z₆和下式(4)所表达的项的系数Z₇。所述第1偏斜量比例系数和所述第2偏斜量比例系数是该系数Z₁和该系数Z₂。

ρcosθ            ...(1)

ρsinθ            ...(2)

(3ρ²-2)ρcosθ    ...(3)

(3ρ²-2)ρsinθ    ...(4)

另外，本发明的非球面体测定装置具有第1干涉计、与该第1干涉计相对位置关系被特定的第2干涉计、第1被检面形状数据取得机构、第2被检面形状数据取得机构、第1曾卢尼克系数值计算机构、第2曾卢尼克系数值计算机构、第1偏移量/偏斜量计算机构、第2偏移量/偏斜量计算机构、和面错位量/面倾倒量计算机构。

第1干涉计沿着第1测定光轴将第1测定光照射到所述第1被检面，并得到利用该第1测定光的被该第1被检面反射的第1反射波面和第1参照波面的光干涉而形成的第1干涉条纹的图像数据。

第2干涉计沿着第2测定光轴将第2测定光照射到所述第2被检面，并得到利用该第2测定光的被该第2被检面反射的第2反射波面和第2参照波面的光干涉而形成的第2干涉条纹的图像数据。

第1被检面形状数据取得机构，对所述第1干涉条纹的图像数据进行解析而求得所述第1被检面的形状数据。第2被检面形状数据取得机构，对所述第2干涉条纹的图像数据进行解析而求得所述第2被检面的形状数据。

第1曾卢尼克系数值计算机构利用曾卢尼克多项式对所述第1被检面的形状数据进行近似，而求取该曾卢尼克多项式的各项的系数中第1偏移量比例系数的值以及第1偏斜量比例系数的值。第2曾卢尼克系数值计算机构，利用曾卢尼克多项式对所述第2被检面的形状数据进行近似，而求取第2偏移量比例系数的值以及第2偏斜量比例系数的值。

第1偏移量/偏斜量计算机构基于所述第1偏移量比例系数的值以及所述第1偏斜量比例系数的值，对所述第1被检面相对于所述第1测定光轴的偏移量以及偏斜量进行求取。第2偏移量/偏斜量计算机构，与第1偏移量/偏斜量计算机构同样，对所述第2被检面相对于所述第2测定光轴的偏移量以及偏斜量进行求取。

面错位量/面倾倒量计算机构，基于所述第1被检面的偏移量以及偏斜量和所述第2被检面的偏移量以及偏斜量、所述第1干涉计以及所述第2干涉计的相对位置关系的信息，对所述面错位量以及所述面倾倒量进行计算。

在本发明中，在将第2透镜面做成球面的情况下，针对该第2透镜面，产生相对于第2测定光轴的偏移量，而不产生偏斜量。因此，上述的第2偏移量/偏斜量计算步骤以及第2偏移量/偏斜量计算机构中的第2被检面的偏斜量的计算时，设该偏斜量为零而进行计算。

所述第1和第2干涉计具有干涉光学系、干涉条纹摄像系。所述干涉光学系统，具有：光源部，其输出高可干涉性的光束；束径放大透镜，其对来自所述光源部的输出光的束径进行放大；光束分路光学元件，其将来自所述束径放大透镜的光束，沿测定光轴向所述非球面体反射；校准透镜，其对来自所述光束分路光学元件的光束进行校准；平面基准板；以及物镜。所述平面基准板具有相互平行的第1和第2基准平面，并在位于所述非球面体侧的所述第2基准平面中使来自所述校准透镜的平面波的一部分再返回反射而作为参照光，使其余部分沿所述测定光轴而透过。所述物镜，将透过所述平面基准板后的光束，变换为由球面波构成的测定光，并照射到所述非球面体的被检测面的中心部。来自所述被检测面的反射光与所述参照光干涉而形成干涉光。

所述平面基准板所述平面基准板被保持在备有压电元件的边缘扫描适配器，并在测量时能够沿第1测定光轴L₁方向移动。另外，所述干涉条纹摄像系具备：对所述干涉光进行聚光的成像透镜；对由所述成像透镜所成像的干涉条纹进行摄像的二维图像传感器。

本发明的非球面体测定方法以及装置，基于成为来自测定对象的非球面体所具有2个的被检面(第1被检面以及第2被检面)的反射波面而形成的干涉条纹，而求取2个的被检面的形状数据，并基于该形状数据，测定2个的被检面的相对的面错位量以及面倾倒量。因此，与基于透过波面测定的以往技术不同，不受非球面体的内部折射率分布的影响。另外，本发明的方法和装置，即使在非球面体不透过干涉计的测定光的情况下，也能够对面错位量以及面倾倒量进行测定。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的非球面体测定装置的概略图。

图2是图1所示的非球面体测定装置的光学系统的概略图。

图3是表示图1所示的解析控制部的构成的方框图。

图4是表示作为测定对象的非球面透镜的构成的剖面图。

图5是表示第1测定坐标系和第2测定坐标系的相对位置关系的图。

图6是表示模拟第1干涉条纹图像的图。

图7是表示模拟第2干涉条纹图像的图。

图8是表示针对模拟第1透镜面的系数Z₁的偏斜灵敏度的图。

图9是表示针对模拟第2透镜面的系数Z₁的偏斜灵敏度的图。

图10是表示针对模拟第1透镜面的系数Z₁的偏移灵敏度的图。

图11是表示针对模拟第2透镜面的系数Z₁的偏移灵敏度的图。

图12是表示针对模拟第1透镜面的系数Z₆的偏移灵敏度的图。

图13是表示针对模拟第1透镜面的系数Z₆的偏移灵敏度的图。

图14是表示针对模拟第1透镜面的偏移量的计算误差的图。

图15是表示针对模拟第2透镜面的偏移量的计算误差的图。

图16是针对模拟第1透镜面的偏斜量的计算误差。

图17是表示针对模拟第1透镜面的偏斜量的计算误差的图。

具体实施方式

首先，参照图4，对作为测定对象的非球面透镜9的构成进行说明。非球面透镜9，设计上，具有：由以第1旋转轴A₁为中心的旋转非球面构成的第1透镜面91(与第1被检测面相当)；由以第2旋转轴A₂为中心的旋转非球面所构成的第2透镜面92(与第2被检测面相当)；作为圆柱外表面的外周面93。

第1透镜面91的中心点P₁是第1透镜面91和第1旋转轴A₁的交点，作为该中心点P₁的法曲率(法曲率)关于与第1透镜面91相切(接する)的所有切线(接線)的方向成为相同的脐点(臍点)而被设计。同样，第2透镜面92的中心点P₂，是第2透镜面92和第2旋转轴A₂的交点，作为脐点而被设计。

上述的第1旋转轴A₁以及第2旋转轴A₂，以存在于一根直线上的方式，以一致的状态被设计，但是由于制造误差等，通常存在产生这些成为不一致的状态的面错位以及面倾倒的情况。在图中，对第1旋转轴A₁和第2旋转轴A₂的错位量较大地进行了表现，但是通常光的波长是量级(オ一ダ一)微小的值。另外，在本实施方式中，以如下方式对面错位量以及面倾倒量进行定义。

面错位量：设定与第1旋转轴A₁或第2旋转轴A₂垂直的假想平面，把将存在第1透镜面91的中心的第1中心点P₁(第1透镜面91和第1旋转轴A₁的交点)和存在于第2透镜面92的中心的第2中心点P₂(第2透镜面92和第2旋转轴A₂的交点)投影在该假想平面时的该假想平面上的第1中心点P₁和第2中心点P₂的各投影点相互间的距离设为面错位量。另外，也可以在假想平面上设定正交坐标系，将面错位量分(分ける)为各坐标轴方向的成分。

面倾倒量：将第1旋转轴A₁和第2旋转轴A₂所成的角度(两者不相交的情况下为第1旋转轴A₁的方向矢量(ベクトル)和第2旋转轴A₂的方向矢量所成的角度)设为面倾倒量。另外，也可以在假想平面上设定正交坐标系，而将面倾倒量分为各坐标轴方向的成分。

接下来，对图1所示的非球面体测定装置进行说明。该非球面体测定装置，是对非球面透镜9的面错位量以及面倾倒量进行测定并解析的装置，具备：配置在非球面透镜9的第1透镜面91侧的第1干涉计1A；配置在第2透镜面92侧的第2干涉计1B；载置于光学平台(定盤)2上的被检测体对准(アライメント)部3；进行第1干涉计1A的位置调整的第1干涉计位置调整部4A；进行第2干涉计1B的位置调整的第2干涉计位置调整部4B；进行非球面透镜9的面错位量以及面倾倒量的测定解析等的控制解析部5。

上述第1干涉计1A，如图2所示那样，具有：第1干涉光学系统10A、第1干涉条纹摄像系统20A以及第1对准摄像系统25A。第1干涉光学系统统10A采用斐索(フイゾ一)型的光学系统配置，由如下部分构成：输出高可干涉性的光束的光源部11A；对来自该光源部11A的输出光的束径进行放大的束径放大透镜12A；对来自该束径放大透镜12A的光束向图中右方反射的光束分路(分岐)光学元件13A；对来自该光束分路光学元件13A的光束进行校准的校准透镜14A；平面基准板15A；以及物镜(対物透镜)18A。平面基准板15A，在参照基准平面15A a对来自校准透镜14A的平面波的一部分进行再返回反射而作为第1参照光。另外，平面波的其余部分，沿着第1测定光轴L₁，而透过平面基准板15A。物镜18A，将透过平面基准板15A后的光束，变换为由球面波构成的第1测定光，并照射到第1透镜面91的中心部(包含上述的第1中心点P₁的区域)。来自该第1透镜面91的反射光与第1参照光干涉而得到第1干涉光。

另外，上述平面基准板15A，被保持在具有压电(ピエゾ)元件16A的边缘扫描适配器(フリンジスキヤンアダプタ)17A，实施边缘扫描(フリンジスキヤン)测量等时在第1测定光轴L₁方向微动。另外，上述物镜18A，构成为能够从第1测定光轴L₁上退避。

上述第1干涉条纹摄像系统20A，是非球面透镜9(第1透镜面91)的测定时进行摄像的机构，具备：对透过光束分路光学元件13A、21A，而向左方行进的第1干涉光进行聚光的成像透镜22A；具有由CCD、CMOS等构成的2维图像传感器24A的摄像照相机23A。该摄像照相机23A，利用成像透镜22A而取得在2维图像传感器24A上形成的干涉条纹(第1干涉条纹)的图像数据。

上述对准摄像系统25A，在进行第1干涉计1A和第2干涉计1B的相对的对准调整等时进行摄像。该对准摄像系统25A，具备：利用光束分路光学元件21A，对反射到图中下方的光束进行聚光的成像透镜26A；以及具有由CCD、CMOS等构成的2维图像传感器28A的摄像照相机27A。

上述第2干涉计1B，具有与上述第1干涉计1A相同的构成，因此仅附加符号而省略详细的说明。

上述被检测体对准部3，如图1所示那样，具有：对非球面透镜9进行保持的保持台31；进行非球面透镜9的倾斜调整的透镜倾斜调整台32；进行向图中左右方向以及与纸面垂直的方向的位置调整的透镜位置调整台33。该透镜倾斜调整，对保持于保持台31上的非球面透镜9的相对于第1测定光轴L₁以及第2测定光轴L₂的倾斜进行调整。同样，透镜位置调整，对保持在保持台31上的非球面透镜9的相对于第1测定光轴L₁以及第2测定光轴L₂的位置进行调整。

上述第1干涉计位置调整部4A，如图1所示那样，具备：使第1干涉计1A在图中上下方向可移动地进行保持的第1Z台41A；通过该第1Z台41A而将第1干涉计1A沿图中左右方向以及与纸面垂直的方向进行移动的第1XY台42A；通过该第1XY台42A以及该第1Z台41A而进行第1干涉计1A的倾斜调整的第1干涉计倾斜调整台43A。

同样，上述第2干涉计位置调整部4B，具有：在图中上下方向对第2干涉计1B可移动地进行保持的第2Z台41B；通过该第2Z台41B使第2干涉计1B在图中左右方向以及与纸面垂直的方向移动的第2XY台42B；通过该第2XY台42B以及该第2Z台41B进行第2干涉计1B的倾斜调整的第2干涉计倾斜调整台43B。

另外，上述控制解析部5，对第1透镜面91以及第2透镜面92的各中心部的形状数据(第1被检测面形状数据以及第2被检测面形状数据)进行求取，并由对上述的被检测体对准部3、第1干涉计位置调整部4A以及第2干涉计位置调整部4B的各台的驱动进行控制的计算机装置等构成。如图3所示那样，该计算机装置的CPU，利用计算机程序，作为第1被检测面形状数据取得机构51A、第2被检测面形状数据取得机构51B、第1曾卢尼克(ツエルニケ)系统数值计算机构52A、第2曾卢尼克系数值计算机构52B、第1偏移量/偏斜量计算机构53A、第2偏移量/偏斜量计算机构53B、以及面错位量/面倾倒量计算机构54而发挥功能。

上述第1被检测面形状数据取得机构51A，基于上述第1干涉条纹的图像数据，在第1干涉计1A中设定的第1测定坐标系中，对第1被检测面形状数据(第1透镜面91的中心部的形状数据)进行求取。

上述第2被检测面形状数据取得机构51B，基于上述第2干涉条纹的图像数据，在第2干涉计1B中设定的第2测定坐标系中，对第2被检测面形状数据(第2透镜面92的中心部的形状数据)进行求取。

上述第1曾卢尼克系数值计算机构52A，利用曾卢尼克多项式对上述第1被检测面形状数据进行近似，并在该曾卢尼克多项式的各项的系数中，求取针对第1透镜面91的第1偏移量比例系数的值和第1偏斜量比例系数的值。关于第1偏移量比例系数的值，其值与和上述第1测定光轴L₁垂直的方向的偏移量成比例而发生变化。关于第1偏斜量比例系数的值，其值与相对于第1测定光轴L₁的偏斜量成比例而发生变化。

上述第2曾卢尼克系数值计算机构52B，利用曾卢尼克多项式对上述第2被检测面形状数据进行近似，并对第2透镜面92的第2偏移量比例系数的值以及第2偏斜量比例系数的值进行求取。

上述第1偏移量/偏斜量计算机构53A，基于上述第1曾卢尼克系数值计算机构52A中求取的第1偏移量比例系数的值以及第1偏斜量比例系数的值，对第1透镜面91相对于第1测定光轴L₁的偏移量以及偏斜量进行求取。

上述第2偏移量/偏斜量计算机构53A，基于第2偏移量比例系数的值以及第2偏斜量比例系数的值，对第2透镜面92相对于第2测定光轴L₂的偏移量以及偏斜量进行求取。

上述面错位量/面倾倒量计算机构54，基于上述第1偏移量/偏斜量计算机构53A中求取的第1偏移量和第1偏斜量、上述第2偏移量/偏斜量计算机构53B中求取的第2偏移量和第2偏斜量、上述第1干涉计1A和上述第2干涉计1B的相对位置关系(上述第1测定坐标系和上述第2测定坐标系的相对位置关系)的信息，对面错位量和面倾倒量进行计算。

接下来，对前述的非球面体测定装置的作用(非球面体测定方法)进行说明。

(1)最初，进行第1干涉计1A和第2干涉计1B的相对的对准调整。该对准调整，是用于使第1干涉计1A的第1测定光轴L₁和第2干涉计1B的第2测定光轴L₂一致的调整，操作员使用第1干涉计位置调整部4A和第2干涉计位置调整部4B进行手动操作。其顺序为以下：

<a>使第1干涉计1A的物镜18A和第2干涉计1B的物镜18B，相对于对应的第1测定光轴L₁或第2测定光轴L₂垂直移动，并从测定光轴L₁上和第2测定光轴L₂上分别退避。接下来，将具有平行的2个光学平面(光学平板(オプテイカルフラツト))的平行平板工具(治具)(图示略)配置于第1干涉计1A和第2干涉计1B之间(也可以将平行平板工具保持于保持台31)。另外，该配置时，以平行平板工具的2个的光学平面相对于第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂尽可能垂直的方式进行粗调整。

<b>从第1干涉计1A向平行平板工具的一方面的光学平面(第1干涉计1A侧的光学平面)照射平行光束。利用对准摄像系25A的摄像照相机27A，对由通过该一方面的光学平面所反射的反射光所形成的束斑(スポツト)像和由来自参照基准平面15A a的反射光所形成的束斑像进行摄像。使用第1干涉计倾斜调整台43A，对第1干涉计1A的倾斜进行调整，以便使这些2个的束斑像相互重叠。利用该倾斜调整，第1干涉计1A的第1测定光轴L₁相对于平行平板工具的一方的光学平面垂直。另外，也可以替代这种手法，利用由摄像照相机23A对由一方的光学平面所反射的反射光和来自参照基准平面15A a的反射光所形成的干涉条纹进行摄像，以该干涉条纹成为零(ヌル)条纹状态的方式进行第1干涉计1A的倾斜调整。

<c>同样，从第2干涉计1B向平行平板工具的另一方的光学平面(第2干涉计1B侧的光学平面)照射平行光束。通过对准摄像系统25B的摄像照相机27B，对由利用该另一方的光学平面所反射的反射光所形成的束斑像和由来自参照基准平面15Ba的反射光所形成的束斑像，进行摄像。以这些2个的束斑像相互重叠的方式，使用第2干涉计倾斜调整台43B，对第2干涉计1B的倾斜进行调整。利用该倾斜调整，第2干涉计1B的测定光轴L₂相对于平行平板工具的另一方面的光学平面为垂直。作为结果，第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂相互平行。另外，如前述那样，也可以形成干涉条纹，并按照该干涉条纹成为零条纹状态的方式进行第2干涉计1B的倾斜调整。

<d>也可以替代上述平行平板工具，而在第1干涉计1A和第2干涉计1B之间，配置光学上视为正球(真球)的正球工具(图示略)。

<e>从第1干涉计1A向正球工具照射平面波，通过第1干涉条纹摄像系统20A的摄像照相机23A，对由从该正球工具反射的反射光和来自参照基准平面15Aa的反射光形成的干涉条纹(同心的环状)进行摄像。以第1测定光轴L₁位于该干涉条纹的中心的方式，使用第1Z台41A和第1XY台42A，对第1干涉计1A的位置进行调整。

<f>同样，从第2干涉计1B向正球工具照射平面波，而形成干涉条纹(成为同心的环状)，并利用第2干涉条纹摄像系统20B的摄像照相机23B对此进行摄像。以第2测定光轴L₂位于该干涉条纹的中心的方式，使用第2Z台41B和第2XY台42B，对第2干涉计1B的位置进行调整。利用该位置调整，使第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂相互一致。

另外，即使进行这种对准调整，有时因为各台的机械的精度等，也不能够使第1干涉计1A的第1测定光轴L₁和第2干涉计1B的第2测定光轴L₂完全地一致。在这种情况下，求取第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂的相对的位置、倾斜的错位量，并对它们的数据进行存储。

(2)接下来，去掉上述正球工具，将第1干涉计1A的物镜18A和第2干涉计1B的物镜18B分别设置在第1测定光轴L₁上和第2测定光轴L₂上。并且，将非球面透镜9保持在保持台31，而进行非球面透镜9相对于第1干涉计1A和第2干涉计1B的对准调整。该对准调整，用于使上述的第1中心点P₁和第2中心点P₂分别位于第1干涉计1A的第1测定光轴L₁的近傍，和第2干涉计1B的第2测定光轴L₂的近傍。操作者，使用透镜倾斜调整台32和透镜倾斜调整台33，利用手动操作进行。

(3)接下来，从第1干涉计1A向第1透镜面91的中心部照射第1测定光，并通过摄像照相机23A，对利用来自该第1测定光的第1透镜面91的返回(戻り)光和第1参照光的光干涉所形成的第1干涉条纹的图像数据进行摄像(第1干涉条纹取得步骤)。

(4)同样，从第2干涉计1B，向第2透镜面92的中心部照射第2测定光，并利用摄像照相机23B对来自该第2测定光的第2透镜面92的返回光和第2参照光的光干涉所形成的第2干涉条纹的图像数据，进行摄像(第2干涉条纹取得步骤)。

(5)接下来，对上述第1干涉条纹的图像数据进行解析(可以使用一般的条纹解析法)，在第1干涉计1A中设定的第1测定坐标系中，对第1被检测面形状数据进行求取(第1被检测面形状数据取得步骤)。在图3所示的第1被检测面形状数据取得机构51A中进行该处理。

(6)同样，对上述第2干涉条纹的图像数据进行解析，并在第2干涉计1B中设定的第2测定坐标系中，对第2被检测面形状数据进行求取(第2被检测面形状数据取得步骤)。该处理，在图3所示的第2形状数据取得机构51B中进行。

这里，对上述的第1测定坐标系和第2测定坐标系进行说明。如图5所示那样，第1测定坐标系，是具有相互正交的X轴、Y轴、Z轴的右手系的3维正交坐标系，并以Z轴与第1干涉计1A的第1测定光轴L₁一致的方式被设定。一方面，第2测定坐标系，是具有相互正交的U轴、V轴、W轴的右手系的3维正交坐标系，并以W轴与第2干涉计1B的第2测定光轴L₂一致的方式被设定。另外，第1测定坐标系和第2测定坐标系的相对的位置关系，在以第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂完全一致的方式被对准调整的情况下，以Z轴和W轴在同一直线上相互位于相同朝向的方式，X轴和U轴和Y轴和V轴分别相互平行而成为相同朝向的方式被设定。另外，第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂不相互一致，在这些之间产生相对错位的情况下，与此相对应，产生第1测定坐标系和第2测定坐标系的相对位置关系的错位。也即，在存在第1测定光轴L₁和第2测定光轴L₂的相对错位的情况下，这些的错位量在上述(1)的顺序中，作为第1干涉计1A和第2干涉计1B的相对位置信息而被求取。基于此，第1测定坐标系和第2测定坐标系和的相对位置关系被特定，并且被存储。

(7)接下来，利用曾卢尼克多项式对上述第1被检测面形状数据进行近似，在该曾卢尼克多项式的各项的系数中，对第1透镜面91求出第1偏移量比例系数的值和第1偏斜量比例系数的值(第1曾卢尼克系数值计算步骤)。该处理，在图3所示的第1曾卢尼克系数值计算机构52A中进行。

(8)同样，利用曾卢尼克多项式对上述第2被检测面形状数据进行近似，在该曾卢尼克多项式的各项的系数中，针对第2透镜面92，求出第2偏移量比例系数的值和第2偏斜量比例系数的值(第2曾卢尼克系数值计算步骤)。该处理，在图3所示的第2曾卢尼克系数值计算机构52B中进行。

另外，在本实施方式中，作为曾卢尼克多项式，使用极坐标形式所表达的10次的曾卢尼克多项式Z(ρ，θ)(ρ为离开极点(極)的距离，θ是相对于极轴(始線)的偏角)(在下式(A)中，全部为35个的某项中表示直到4次的9个项。Z₀为常数项)。

Z(ρ，θ)＝Z₀+Z₁ρcosθ+Z₂ρsinθ+Z₃(2ρ²-1)

           +Z₄ρ²cos 2θ+Z₅ρ²sin 2θ

           +Z₆(3ρ²-2)ρcosθ+Z₇(3ρ²-2)ρsinθ

           +Z₈(6ρ⁴-6ρ²+1)......(A)

另外，作为上述的第1偏移量比例系数和第2偏移量比例系数，使用由上式(A)所表示的曾卢尼克多项式的第2项的系数Z₁、第3项的系数Z₂、第5项的系数Z₆和第6项的系数Z₇，作为上述的第1偏斜量比例系数和第2偏斜量比例系数，使用第2项的系数Z₁和第3项的系数Z₂。

也即，在上述第1曾卢尼克系数值计算步骤中，利用上述曾卢尼克多项式对上述第1被检测面形状数据进行近似，并将此时的系数Z₁、Z₂、Z₆、Z₇的各值作为第1偏移量比例系数值而求取，并将系数Z₁、Z₂的各值作为第1偏斜量比例系数值而求取。

同样，在上述第2曾卢尼克系数值计算步骤中，利用上述曾卢尼克多项式上述对第2被检测面形状数据进行近似，并将此时的系数Z₁、Z₂、Z₆、Z₇的各值作为第2偏移量比例系数值而求取，并且将系数Z₁、Z₂的各值作为第2偏斜量比例系数值而求取。

(9)接下来，基于上述第1曾卢尼克系数值计算步骤中所求得的系数Z₁、Z₂、Z₆、Z₇的各值，而将相对于第1测定光轴L₁的第1透镜面91的偏移量和偏斜量的各值，在上述第1测定坐标系中进行求取(第1偏移量/偏斜量计算步骤)。该处理，在图3所示的第1偏移量/偏斜量计算机构53A中，使用下式(5)～(8)而进行。

s_X＝Z_6(1-s，t)/a_6(1-s)                 ...(5)

s_Y＝Z_7(1-s，t)/a_7(1-s)                 ...(6)

t_X＝(Z_1(1-s，t)-a_1(1-s)·s _X)/a_1(1-t)  ...(7)

t_Y＝(Z_2(1-s，t)-a_2(1-s)·s _X)/a_2(1-t)  ...(8)

这里，s_X和s_Y，表示相对于第1测定光轴L1的第1透镜面91的X轴方向(X方向)和Y轴方向(Y方向)的各偏移量。t_X和t_Y，表示相对于第1测定光轴L₁的第1透镜面91的X轴方向和Y轴方向的各偏斜量。另外，Z_1(1-s，t)，Z_2(1-S，t)，Z_6(1-s，t)和Z_7(1-s，t)，表示在第1曾卢尼克系数值计算步骤中求取的系数Z₁、Z₂、Z₆和Z₇的各值。此外，a_{1 (1-s)}，a_2(1-s)，a_1(1-t)，a_2(1-t)，a_6(1-s)和a_7(1-s)，表示在后述的计算机仿真中求得的各比例常数。

(10)同样，基于在上述第2曾卢尼克系数值计算步骤中求得的系数Z₁、Z₂、Z₆、Z₇的各值，在上述第2测定坐标系中求取相对于第2测定光轴L₂的第2透镜面92的偏移量和偏斜量(第2偏移量/偏斜量计算步骤)。该处理，在图3所示的第2偏移量/偏斜量计算机构53B中，使用下式(9)～(12)而进行。

s_U＝Z_6(2-s，t)/a_6(2-s)                ...(9)

s_V＝Z_7(2-s，t)/a_7(2-s)                ...(10)

t_U＝(Z_1(2-s，t)-a_1(2-s)·s_X)/a_1(2-t)  ...(11)

t_V＝(Z_2(1-s，t)-a_2(2-s)·s_X)/a_2(2-t)  ...(12)

这里，s_U和s_V表示第2透镜面92相对于第2测定光轴L₂的U轴方向(U方向)和V轴方向(V方向)的各偏移量。t_U和t_V，表示第2透镜面92的U轴方向和V轴方向相对于第2测定光轴L₂的各偏斜量。另外，Z_1(2-s，t)，Z_2(2-s，t)，Z_6(2-s，t)和Z_7(2-s，t)表示在第2曾卢尼克系数值计算步骤中求取的系数Z₁、Z₂、Z₆和Z₇的各值。此外，a_1(2-s)，a_{2 (2-s)}、a_1(2-t)、a_2(2-t)、a_6(2-s)、a_7(2-s)，表示在后述的计算机仿真中求得的各比例常数。

(11)接下来，基于在上述第1偏移量/偏斜量计算步骤中求得的各偏移量s_X、s_Y和各偏斜量t_X、t_Y，上述第2偏移量/偏斜量计算步骤中求得的各偏移量s_U、s_V和各偏斜量t_U，t_V，和上述顺序(1)中求得的第1干涉计1A和第2干涉计1B的相对位置关系(第1测定坐标系和第2测定坐标系和的相对位置关系)，对上述的面错位量和面倾倒量进行计算(面错位量/面倾倒量计算步骤)。该处理，在图3所示的面错位量/面倾倒量计算机构54中，按照以下的顺序进行。

<a>第2测定坐标系，利用第1干涉计1A和第2干涉计1B的实际的相对位置关系的影响，产生与第1测定坐标系的相对的错位。该第2测定坐标系，被校正为图5所示的适当状态(W轴位于和第1测定坐标系的Z轴同一直线上相互相同方向，U轴和V轴成为与第1测定坐标系的X轴和Y轴分别相互平行且相同朝向的状态)。

<b>接下来，将校正前的第2测定坐标系中求得的各偏移量s_U、s_V和各偏斜量t_U、t_V，校正为校正后的第2测定坐标系中的各偏移量s_U′、s_V′和各偏斜量t_U′、t_V′。

<c>并且，将第1测定坐标系中的偏移量s_X和s_Y和校正后的第2测定坐标系中的各偏移量s_U′和s_V′的各自的差(s_X-s_U′，s_Y-s_V)，作为第1透镜面91和第2透镜面92的X轴方向和Y轴方向的各面错位量而计算。

<d>同样，将第1测定坐标系中的偏斜量t_X和t_Y与校正后的第2测定坐标系中的各偏斜量t_U′和t_V′各自的差(t_X-t_U′，t_Y-t_V)，作为第1透镜面91和第2透镜面92的X轴方向和Y轴方向的各面倾倒量而计算。

这里，对于上述的计算机仿真，例示具体的数值而进行说明。在该计算机仿真中，首先，基于第1透镜面91和第2透镜面92的设计数据，将与第1透镜面91对应的模拟第1透镜面和与第2透镜面92对应的模拟第2透镜面设定在计算机上。本实施方式中，将模拟第1透镜面和模拟第2透镜面的非球面系数作为下述的表1所示的值。另外，非球面式，使用下式(B)所表达的数据。

【表1】

	模拟第1透镜面	模拟第2透镜面
			C	0.5	-0.0095
K	2.5	-10
			B4	-0.02	-0.07
B6	0.007	0.006
			B8	-0.02	0.002
B10	0.008	0.001

$Z=\frac{Y^{2}C}{1+\sqrt{1-{\mathrm{KY}}^2{C}^2}}+\underset{i=2}{\overset{5}{\mathrm{\&Sigma;}}}{B}_{2i}{Y}^{2i}......\left(B\right)$

其中，

Z：从离开光轴的高度Y的非球面上的点向非球面的顶点的切平面(接平面)(与光轴垂直的平面)所引画的垂线的长度；

Y：离开光轴的高度；

K：圆锥常数(离心率)；

C：光轴近旁的曲率；

B_2i：2i次的系数。

接下来，对模拟第1透镜面和模拟第2透镜面，生成与上述第1干涉条纹图像对应的模拟第1干涉条纹图像(图6参照)和与上述第2干涉条纹图像相对应的模拟第2干涉条纹图像(图7参照)。这些的模拟第1干涉条纹图像、模拟第2干涉条纹图像，从基于第1干涉计1A和第2干涉计1B的光干涉计测而得到。另外，与所作成的干涉条纹的条纹密度相对应，适当设定用于对条纹解析中所使用的干涉条纹的区域进行限制的掩模(マスク)。

接下来，对模拟第1透镜面和模拟第2透镜面，顺次附加每1(mrad)个发生变化的偏斜量，其每次，生成模拟第1干涉条纹图像和模拟第2干涉条纹图像。并且，对各偏斜量中的模拟第1干涉条纹图像和模拟第2干涉条纹图像进行解析而取得各偏斜量中的模拟第1透镜面和模拟第2透镜面的形状数据，并求取利用上述的曾卢尼克多项式对它们进行近似的系数Z₁和Z₂的各值。

图8表示对模拟第1透镜面附加的偏斜量t_X(X表示是上述第1测定坐标系的X轴方向的偏斜量)和系数Z₁的值Z_1(1-t)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)的关系。如图8所示那样，在Z_1(1-t)和t_x之间，下式(13)的比例关系成立，该比例常数a_1(1-t)的值是0.059。

Z_1(1-t)＝a_1(1-t)·t_X  ...(13)

另外，虽然在图表中没有表示出，但是在模拟第1透镜面赋予偏斜量t_Y(Y表示是上述第1测定坐标系的Y轴方向的偏斜量)的、系数Z₂的值Z_2(1-t)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和偏斜量t_Y之间，同样下式(14)的比例关系成立。根据模拟第1透镜面是旋转对称面，求得该比例常数a_2(1-t)的值是与上述比例常数a_1(1-t)的值相同的0.059。

Z_2(1-t)＝a_2(1-t)·t_Y    ...(14)

一方面，图9表示对模拟第2透镜面附与偏斜量t_U(U表示是上述第2测定坐标系的U轴方向的偏斜量)，系数Z₁的值Z_1(2-t)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和的关系。如图9所示那样，在Z_{1(2 -t)}和t_U之间成立下式(15)的比例关系，并求得该比例常数a_1(2-t)的值是0.0721。

Z_1(2-t)＝a_1(2-t)·t_U    ...(15)

另外，虽然图表未图示，但是在模拟第2透镜面赋予偏斜量t_V(V表示是上述第2测定坐标系的V轴方向的偏斜量)时的系数Z₂的值Z_{2(2- t)}(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和偏斜量t_V之间，同样下式(16)的比例关系成立。该比例常数a_2(2-t)的值，根据模拟第2透镜面为旋转对称面这一情况，求得是与上述比例常数a_1(2-t)的值相同的0.0721。

Z_2(1-t)＝a_2(1-t)·t_Y    ...(16)

接下来，对模拟第1透镜面和模拟第2透镜面，顺次赋予每1(μm)发生变化的偏移量(偏斜量为0)，每次，生成模拟第1干涉条纹图像和模拟第2干涉条纹图像。并且，对各偏移量中的模拟第1干涉条纹图像和模拟第2干涉条纹图像进行解析而取得各偏移量中的模拟第1透镜面和模拟第2透镜面的形状数据，并求取利用上述的曾卢尼克多项式对它们进行近似时的系数Z₁、Z₂、Z₆和Z₇的各值。

图10是表示对模拟第1透镜面所赋予的偏移量s_X(X表示是上述第1测定坐标系的X轴方向的偏移量)和系数Z₁的值Z_1(1-s)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)的关系。如图10所示那样，在Z_1(1-s)和s_x之间成立下式(17)的比例关系，并求得其比例常数a_1(1-s)的值是0.1018。

Z_1(1-s)＝a_1(1-s)·s_X    ...(17)

另外，虽然图表未图示，但是在模拟第1透镜面赋予偏移量s_Y(Y表示是上述第1测定坐标系的Y轴方向的偏移量)时的系数Z₂的值Z_{2(1- s)}(以偏移量为0时的值为0的方式进行校正)和偏移量s_Y之间，同样，下式(18)的比例关系成立。根据模拟第1透镜面是旋转对称面这一情况，求得该比例常数a_2(1-s)的值是与上述比例常数a_1(1-s)相同的0.1018。

Z_2(1-s)＝a_2(1-s)·s_Y    ...(18)

另一方面，图11表示对模拟第2透镜面所赋予的偏移量s_U(U表示是上述第2测定坐标系的U轴方向的偏移量)和系数Z₁的值Z_1(2-s)(以偏移量为0时的值成为0的方式进行校正)的关系。在Z_1(2-s)和s_U之间，下式(19)的比例关系成立，其比例常数a_1(2-s)的值是-0.0263。

Z_1(2-s)＝a_1(2-s)·s_U    ...(19)

另外，虽然图表未图示，但是在模拟第2透镜面赋予偏移量s_V(V表示是上述第2测定坐标系的V轴方向的偏移量)时的系数Z₂的值Z_{2(2- s)}(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和偏移量s_V之间，同样成立下式(20)的比例关系。根据模拟第2透镜面是旋转对称面这一情况，能够求得该比例常数a_2(2-s)的值是与上述比例常数a_1(2-s)相同的-0.0263。

Z_2(2-s)＝a_2(2-s)·s_Y    ...(20)

同样，图12表示对模拟第1透镜面赋予的偏移量s_X和系数Z₆的值Z_6(1-s)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)的关系。如图12所示那样，在Z_6(1-s)和s_X之间成立下式(21)的比例关系，并求得其比例常数a_6(1-s)的值是0.0002。

Z_6(1-s)＝a_6(1-s)·s_X    ...(21)

另外，虽然图表未图示，但是在模拟第1透镜面赋予偏移量s_Y时的系数Z₇的值Z_7(1-s)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和偏移量s_Y之间，同样成立下式(22)的比例关系。根据模拟第1透镜面是旋转对称面这一情况，求得该比例常数a_7(1-s)的值是与上述比例常数a_{6 (1-s)}相同的0.0002。

Z_7(1-s)＝a_7(1-s)·s_Y    ...(22)

另一方面，图13表示对模拟第2透镜面赋予的偏移量s_U和系数Z₆的值Z_6(2-s)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)的关系。如图13所示那样，在Z_6(2-s)和s_U之间，下式(23)的比例关系成立，并求得其比例常数a_6(2-s)的值是-0.0014。

Z_6(2-s)＝a_6(2-s)·s_U    ...(23)

另外，虽然图表未图示，但是对模拟第2透镜面赋予偏移量s_V时的系数Z₇的值Z_7(2-s)(以偏斜量为0时的值成为0的方式进行校正)和偏移量s_V之间，同样下式(24)的比例关系成立。根据模拟第2透镜面为旋转对称面这一情况，求得该比例常数a_7(2-s)的值是与上述比例常数a_{6 (2-s)}相同的-0.0014。

Z_7(2-s)＝a_7(2-s)·s_V    ...(24)

此外，在对模拟第1透镜面偏斜量t_X和偏移量s_X同时赋予时的系数Z₁的值Z_1(1-s，t)和上述的Z_1(1-s)、Z_1(1-t)之间，下式(25)的关系成立。并确认到：在模拟第1透镜面同时赋予偏斜量t_Y和偏移量s_Y时的系数Z₂的值Z_2(1-s，t)，和上述的Z_2(1-s)、Z_2(1-t)之间，下式(26)的关系成立。

Z_1(1-s，t)＝Z_1(1-s)+Z_1(1-t)...(25)

Z_2(1-s，t)＝Z_2(1-s)+Z_2(1-t)...(26)

同样，在对模拟第2透镜面同时赋予偏斜量t_U和偏移量s_U时的系数Z₁的值Z_1(2-s，t)，和上述的Z_1(2-s)、Z_1(2-t)之间，下式(27)的关系成立。确认到在模拟第2透镜面同时赋予偏斜量t_V和偏移量s_V时的系数Z₂的值Z_2(2-s，t)，和上述的Z_2(2-s)、Z_2(2-t)之间，下式(28)的关系成立。

Z_1(2-s，t)＝Z_1(2-s)+Z_1(2-t)...(27)

Z_2(2-s，t)＝Z_2(2-s)+Z_2(2-t)...(28)

另外，可以确认：关于系数Z₆、Z₇，值相对于模拟第1透镜面和模拟第2透镜面的偏斜不发生变化，仅相对于偏移，值发生变化。此外，利用通过该计算机仿真所得到的各式，能够导出上述的式(5)～(12)。

以下，对适用本发明的情况下的测定误差(计算误差)，对进行计算机仿真的结果进行说明。

图14表示对于模拟第1透镜面，对X方向和Y方向赋予各个规定的偏移量，适用本发明而测定各个的偏移量的情况下的结果。在横轴采用作为输入P的偏移量，在纵轴采用作为输出Q利用本发明的测定方法计算的偏移量。另外，为了将X方向和Y方向的结果同时示出，分别在图表的正区域示出X方向的结果，在示出图表的负的区域Y方向的结果。图表内所表示的数学式，是用1次式对输入P和输出Q的关系进行近似的数学式。若没有测定误差，则成为Q＝P，确认到大致0.8％的微小误差，并确认到基于本发明的测定是高精度的。

图15是针对模拟第2透镜面对U方向和V方向赋予各个规定的偏移量时，适用本发明而对各个的偏移量进行测定的情况下的结果。在横轴采用作为输入P的偏移量，在纵轴采用作为输出Q利用本发明的测定方法计算的偏移量。另外，为了对U方向和V方向的结果同时进行表示，而分别在图表的正的区域示出U方向的结果，在图表的负的区域示出V方向的结果。图表内标记的数学式，是利用1次式对输入P和输出Q的关系进行近似的数学式。如果没有测定误差，则成为Q＝P，并确认到了0.1％以下的微小误差，并确认到基于本发明的测定是高精度的。

图16是对模拟第1透镜面，在X方向和Y方向分别赋予各个规定的偏斜量，适用本发明而测定各个的偏斜量的情况下的结果。在横轴采用作为输入K的偏斜量，在纵轴采用作为输出J利用本发明的测定方法而计算出的偏斜量。另外，为了同时示出X方向和Y方向的结果，而分别在图表的正的区域示出X方向的结果，在图表的负的区域示出Y方向的结果。图表内标记的数学式，是用1次式对输入K和输出J的关系进行近似的式子。若没有测定误差，则成为J＝K时，能够确认到大致0.4％的微小误差，并能够确认到基于本发明的测定是高精度的。

图17是对模拟第2透镜面，在U方向和V方向分别赋予规定的偏斜量，表示适用本发明而对各个的偏斜量进行测定的情况下的结果。在横轴采用作为输入K的偏斜量，在纵轴采用作为输出J利用本发明的测定方法进行计算后的偏斜量。另外，为了对U方向和V方向的结果同时进行表示，分别在图表的正的区域示出U方向的结果，在图表的负的区域示出V方向的结果。图表内标记的数学式，是用1次式对输入K和输出J的关系进行近似的数学式。如果没有测定误差，则能够确认到成为J＝K时0.1％以下的微小误差，并能够确认到基于本发明的测定是高精度的。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述的实施方式，也可以各种各样地变更方式。

例如，在上述的实施方式中，第1透镜面91和第2透镜面92共同作为旋转非球面，但是在第2透镜面92是球面的情况下也能够适用本发明。在第2透镜面92是球面的情况下，对于第2透镜面92，产生针对第2测定光轴L₂的偏移量，但是不产生偏斜量。因此，在上述的测定顺序中的偏斜量的计算中，也可以以该偏斜量为零而进行计算。另外，第1透镜面91和第2透镜面92的关系是相对的关系，也可以将第1透镜面91作为第2被检测面，将第2透镜面92作为第1被检测面。该情况下，即使使第2透镜面92为旋转非球面、使第1透镜面91为球面的情况下，也同样能够适用本发明。

另外，在上述的实施方式中，如图2所示那样，使从第1干涉计1A向第1透镜面91照射的第1测定光和从第2干涉计1B向第2透镜面92照射的第2测定光为球面波，但是也可以取下物镜18A、18B，而将平行光束(平面波)作为第1测定光和第1测定光而使用。

另外，也可以将具备米劳(ミロ一)型、迈克尔逊(マイケルソン)型的对物(对物)光学系统的显微干涉计作为第1干涉计和第2干涉计而使用。该方式在成为测定对象的非球面透镜较小的情况下较为有效。

此外，在上述的实施方式中，作为测定对象的非球面体是非球面透镜，但是本发明也能够将具有由旋转非球面构成的第1反射面和由旋转非球面或球面构成的第2反射面的非球面反射镜作为测定对象。该情况下，由于预想各反射面的反射率较高，因此希望能够与此相对应地，对参照基准平面15Aa、15Ba的反射/透过率进行调整。例如，在各反射面的反射率是100％的情况下，可以将参照基准平面15Aa、15Ba设定为反射率50％(透过率50％)左右。

另外，本发明使用2个的干涉计而进行测定，但是如果利用本发明的技术思想，则能够替代干涉计，容易地想起使用其它的测定装置(例如，使用接触式或非接触式的探针(プロ一ブ)的形状测定装置、莫尔(モアレ)条纹形状测定装置)的测定方法、装置。

Claims (8)

1.一种非球面体测定方法，对具有作为旋转非球面的第1被检测面和作为旋转非球面或球面的第2被检测面的非球面体，使用相互的相对位置关系被特定的第1干涉计和第2干涉计而对该第1被检测面和该第2被检测面的相对的面错位量和面倾倒量进行测定，其特征在于，

具有：

第1干涉条纹取得步骤，其中沿所述第1干涉计的第1测定光轴将第1测定光照射到所述第1被检测面，并取得利用该第1测定光的被该第1被检测面反射的第1反射波面和该第1干涉计的第1参照波面的光干涉而形成的第1干涉条纹的图像数据；

第2干涉条纹取得步骤，其中沿所述第2干涉计的第2测定光轴将第2测定光照射到所述第2被检测面，并取得利用该第2测定光的被该第2被检测面反射的第2反射波面和该第2干涉计的第2参照波面的光干涉而形成的第2干涉条纹的图像数据；

第1被检测面形状数据取得步骤，其中对所述第1干涉条纹的图像数据进行解析而求取所述第1被检测面的形状数据；

第2被检测面形状数据取得步骤，其中对所述第2干涉条纹的图像数据进行解析而求取所述第2被检测面的形状数据；

第1曾卢尼克系数值计算步骤，其中利用曾卢尼克多项式对所述第1被检测面形状数据取得步骤中所求得的所述第1被检测面的形状数据进行近似，而求取：该曾卢尼克多项式的各项的系数中、值与所述第1被检测面的垂直于所述第1测定光轴的方向的偏移量成比例而发生变化的第1偏移量比例系数的值，以及值与该第1被检测面相对于该第1测定光轴的偏斜量成比例而发生变化的第1偏斜量比例系数的值；

第2曾卢尼克系数值计算步骤，其中利用曾卢尼克多项式对所述第2被检测面形状数据取得步骤中所求得的所述第2被检测面的形状数据进行近似，而求取：该曾卢尼克多项式的各项的系数中，值与所述第2被检测面的垂直于所述第2测定光轴的方向的偏移量成比例而发生变化的第2偏移量比例系数的值，和值与该第2被检测面的相对于该第2测定光轴的偏斜量成比例而发生变化的第2偏斜量比例系数的值；

第1偏移量/偏斜量计算步骤，其中基于所述第1曾卢尼克系数值计算步骤中所求得的所述第1偏移量比例系数的值和所述第1偏斜量比例系数的值，求取所述第1被检测面相对于所述第1测定光轴的偏移量和偏斜量；

第2偏移量/偏斜量计算步骤，其中基于在所述第2曾卢尼克系数值计算步骤中所求得的所述第2偏移量比例系数的值和所述第2偏斜量比例系数的值，求取所述第2被检测面相对于所述第2测定光轴的偏移量和偏斜量；

面错位量/面倾倒量计算步骤，其中基于所述第1偏移量/偏斜量计算步骤中所求得的所述第1被检测面的偏移量和偏斜量、所述第2偏移量/偏斜量计算步骤中所求得的所述第2被检测面的偏移量和偏斜量、以及所述第1干涉计和所述第2干涉计的相对位置关系的信息，计算所述面错位量和所述面倾倒量。

2.根据权利要求1所述的非球面体测定方法，其特征在于，

所述曾卢尼克多项式，是由极坐标形式所表示的4次以上的曾卢尼克多项式Z(ρ，θ)，其中ρ是离开极点的距离，θ是相对于极轴的偏角，

所述第1偏移量比例系数和所述第2偏移量比例系数，是由下式(1)所表达的项的系数Z₁、下式(2)所表达的项的系数Z₂、下式(3)所表达的项的系数Z₆和下式(4)所表达的项的系数Z₇，所述第1偏斜量比例系数和所述第2偏斜量比例系数是该系数Z₁和该系数Z₂，

ρcosθ            …(1)

ρsinθ            …(2)

(3ρ²-2)ρcosθ    …(3)

(3ρ²-2)ρsinθ    …(4)。

3.根据权利要求2所述的非球面体测定方法，其特征在于，

所述非球面体是非球面透镜。

4.一种非球面体测定装置，对具有作为旋转非球面的第1被检测面和作为旋转非球面或球面的第2被检测面的非球面体，测定该第1被检测面和该第2被检测面的相对的面错位量和面倾倒量，其特征在于，

具有：

第1干涉计，其沿第1测定光轴将第1测定光照射到所述第1被检测面，并得到由该第1测定光的被该第1被检测面反射的第1反射波面和第1参照波面的光干涉所形成的第1干涉条纹的图像数据；

第2干涉计，其与所述第1干涉计的相对位置关系被特定，并沿第2测定光轴将第2测定光照射到所述第2被检测面，得到由该第2测定光的被该第2被检测面反射的第2反射波面和第2参照波面的光干涉所形成的第2干涉条纹的图像数据；

第1被检测面形状数据取得机构，其对所述第1干涉条纹的图像数据进行解析而求取所述第1被检测面的形状数据；

第2被检测面形状数据取得机构，其对所述第2干涉条纹的图像数据进行解析而求取所述第2被检测面的形状数据；

第1曾卢尼克系数值计算机构，其利用曾卢尼克多项式对在所述第1被检测面形状数据取得机构中所求得的所述第1被检测面的形状数据进行近似，而求取：该曾卢尼克多项式的各项的系数中、值与所述第1被检测面的垂直于所述第1测定光轴的方向的偏移量成比例而发生变化的第1偏移量比例系数的值，以及值与该第1被检测面的相对于该第1测定光轴的偏斜量成比例而发生变化的第1偏斜量比例系数的值，

第2曾卢尼克系数值计算机构，其利用曾卢尼克多项式对在所述第2被检测面形状数据取得机构中所求得的所述第2被检测面的形状数据进行近似，并求取：该曾卢尼克多项式的各项的系数中、值与所述第2被检测面的垂直于所述第2测定光轴的方向的偏移量成比例而发生变化的第2偏移量比例系数的值，以及值与该第2被检测面的相对于该第2测定光轴的偏斜量成比例而发生变化的第2偏斜量比例系数；

第1偏移量/偏斜量计算机构，其基于所述第1曾卢尼克系数值计算机构中所求得的所述第1偏移量比例系数的值和所述第1偏斜量比例系数的值，求取所述第1被检测面相对于所述第1测定光轴的偏移量和偏斜量；

第2偏移量/偏斜量计算机构，其基于所述第2曾卢尼克系数值计算机构中所求得的所述第2偏移量比例系数的值和所述第2偏斜量比例系数的值，求取所述第2被检测面相对于所述第2测定光轴的偏移量和偏斜量；

面错位量/面倾倒量计算机构，其基于所述第1偏移量/偏斜量计算机构中所求得的所述第1被检测面的偏移量和偏斜量、所述第2偏移量/偏斜量计算机构中所求得的所述第2被检测面的偏移量和偏斜量、所述第1干涉计和所述第2干涉计的相对位置关系的信息，计算所述面错位量和所述面倾倒量。

5.根据权利要求4所述的非球面体测定装置，其特征在于，

所述第1和第2干涉计具有干涉光学系统和干涉条纹摄像系统。

6.根据权利要求5所述的非球面体测定装置，其特征在于，

所述干涉光学系统，具有：

光源部，其输出高可干涉性的光束；

束径放大透镜，其对来自所述光源部的输出光的束径进行放大；

光束分路光学元件，其将来自所述束径放大透镜的光束，沿测定光轴向所述非球面体反射；

校准透镜，其对来自所述光束分路光学元件的光束进行校准；

平面基准板，其具有相互平行的第1和第2基准平面，并在位于所述非球面体侧的所述第2基准平面中，使来自所述校准透镜的平面波的一部分再返回反射而作为参照光，使其余部分沿所述测定光轴而透过；

物镜，其将透过所述平面基准板后的光束，变换为由球面波构成的测定光，并照射到所述非球面体的被检测面的中心部，

来自所述被检测面的反射光与所述参照光干涉而形成干涉光。

7.根据权利要求6所述的非球面体测定装置，其特征在于，

所述平面基准板被保持在备有压电元件的边缘扫描适配器，并在测量时沿第1测定光轴L₁方向移动。

8.根据权利要求7所述的非球面体测定装置，其特征在于，

所述干涉条纹系统，还具备：

对所述干涉光进行聚光的成像透镜；以及

对由所述成像透镜所成像的干涉条纹进行摄像的二维图像传感器。

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