JP2002131035A - 絶対校正方法、情報処理装置、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、計測測定方法、及び光学部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉計測システムを用い、被検面の固有面精
度誤差を絶対校正することのできる絶対校正方法を提供
することを目的とする。 【解決手段】 被検面の外形中心軸が重力方向に一致す
るような姿勢で前記被検物を支持部材により支持し、前
記被検物の重力方向に対する前記姿勢を保ちつつ、前記
被検物を重力方向を回転軸として回転させることにより
第１の干渉計測データを取得し、前記被検面の外形中心
軸が前記重力方向に対して一定の傾斜角度を有するよう
な姿勢で前記被検物を前記支持部材と同じ又は異なる支
持部材により支持し、前記被検物を前記重力方向を回転
軸として回転させることにより第２の干渉計測データを
取得し、前記傾斜角度を保ちつつ前記被検物を前記外形
中心軸を回転軸として回転させることにより第３の干渉
計測データを取得する。これらのデータから、固有面精
度誤差を絶対校正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉計測システム
を用いて、被検面の面精度誤差（本明細書では、「前記
設計形状からの乖離誤差成分のうち、前記幾何学形状の
誤差成分を除去した後に残る、うねり誤差成分」と定義
する。）を示す計測データを取得し、その干渉計測デー
タから、そのシステムに固有の誤差（システム誤差）を
除去して、その面精度誤差の所定成分を抽出する絶対校
正方法、情報処理装置、コンピュータ読み取り可能な記
憶媒体、形状測定方法、及び光学部材に関する。なお、
本明細書では、計測データからシステム誤差を除去して
所定の成分のみを抽出する処理を「絶対校正」という。

【０００２】

【従来の技術】干渉計測システムによりレンズやミラー
等の光学素子が有する球面や平面の面精度誤差をより高
精度に求めるには、そのシステムに応じた絶対校正が必
要となる。絶対校正する際に考慮すべきシステム誤差
は、例えば、干渉縞を生成するときの基準として配置さ
れる参照面の形状誤差や、被検物の姿勢と被検物を支持
する支持部材と重力との関係により生じる被検面の自重
変形（本明細書では、「重力歪み」という。）による誤
差などである。

【０００３】ところで、この重力歪みによる誤差は、従
来の絶対校正方法では除去されていない。なぜなら、如
何なる使用状況の光学素子にもそれが無重力空間に置か
れているのではない限り何らかの重力歪みが生じるの
で、干渉計測時の重力歪みが使用時の重力歪みと同じで
ありさえすれば、その重力歪みによる誤差を含んだまま
の面精度誤差を、被検面に固有の面精度誤差とみなせる
からである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年になる
と、光学素子が多様な使用状況下におかれることを想定
して、無重力状態におかれ何ら重力歪みが生じていない
状態における光学素子の面精度誤差を求めたいという要
求が高まっている（以下、無重力状態におかれたときの
被検面の面精度誤差を、「固有面精度誤差成分」とい
う。したがって、重力以外の外力すなわちクランプやホ
ルダーなど弾性力を有する保持部材に保持された状態の
光学素子に生じている変形については固有面精度誤差成
分に含める。）。

【０００５】しかしながら、無重力状態を地球上で実現
するのは難しく、また宇宙空間での計測は未だ一般的で
ないため、このような固有面精度誤差を取得するには、
重力歪みが生じたままで被検面の計測を行った後に、重
力歪みによる誤差を、何らかの絶対校正により除去する
ことになる。そこで本発明は、上記従来技術の欠点に鑑
みなされたもので、請求項１に記載の発明は、被検面の
固有面精度誤差を絶対校正することのできる絶対校正方
法を提供することを目的とし、請求項４に記載の発明
は、その絶対校正方法を実現するための情報処理装置を
提供することを目的とし、請求項５に記載の発明は、コ
ンピュータをその情報処理装置として機能させるための
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを
目的とする。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、被検面の
固有面精度誤差成分を、短時間で絶対校正することので
きる絶対校正方法を提供することを目的とする。また、
請求項３に記載の発明は、任意の支持部材が被検面に与
える重力歪みによる誤差成分を、絶対校正することので
きる絶対校正方法を提供することを目的とする。

【０００７】また、請求項６〜請求項８に記載の発明
は、被検面に固有の形状を高精度に算出する形状測定方
法を提供することを目的とする。また、請求項９、請求
項１０に記載の発明は、高精度に測定された形状の光学
部材を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の絶対校
正方法は、光源から出射された測定用光束を、波面変換
素子を用いて被検物の被検面の設計形状と同じ幾何学形
状を有する測定波面に変換し、その測定波面が垂直入射
するようにアライメントされた前記被検面に照射すると
共に、前記測定用光束を所定の面形状を有する参照面に
照射し、前記被検面において反射した被検波面と前記参
照面において反射された参照波面とが干渉して生じさせ
る干渉縞を光電変換素子を用いて光電検出し、干渉面
（≡干渉縞を成す各波面を決定する面）の干渉計測デー
タを取得する干渉計測システムを用いて、前記被検面の
固有面精度誤差を絶対校正する絶対校正方法であって、
前記被検面の外形中心軸が重力方向に一致するような姿
勢で前記被検物を支持部材により支持すると共に、前記
測定波面が前記被検面の有効領域（≡品証すべき領域）
と一致するように前記干渉計測システムの各部を設定
し、重力方向に対する前記被検物の前記姿勢を保ちつ
つ、前記支持部材に対して前記被検物を重力方向を回転
軸として回転させることにより、異なる回転位置のそれ
ぞれにおける干渉面（＝前記有効領域及び前記参照面）
の干渉計測データ（≡第１の干渉計測データ）を、前記
干渉計測システムから取得し、前記取得した前記第１干
渉計測データから、前記有効領域についての第１の絶対
校正データを抽出し、前記被検面の外形中心軸が重力方
向に対して一定の傾斜角度を有するような姿勢で前記被
検物を前記支持部材と同じ又は異なる支持部材により支
持すると共に、前記測定波面が前記有効領域の少なくと
も一部に相当する部分領域と一致するように前記干渉計
測システムの各部を設定し、重力方向に対する前記被検
物の前記姿勢を保ちつつ、前記支持部材に対して前記被
検物を重力方向を回転軸として回転させることにより、
異なる回転位置のそれぞれにおける干渉面（＝前記部分
領域及び前記参照面）の干渉計測データ（≡第２の干渉
計測データ）を、前記干渉計測システムから取得し、前
記傾斜角度を保ちつつ、前記支持部材に対して前記被検
物を前記外形中心軸を回転軸として回転させることによ
り、異なる回転位置のそれぞれにおける干渉面（＝前記
部分領域及び前記参照面）の干渉計測データ（≡第３の
干渉計測データ）を、前記干渉計測システムから取得
し、前記第１の絶対校正データと、前記第２の干渉計測
データと、前記第３の干渉計測データとから、前記部分
領域についての絶対校正データ（≡第２の絶対校正デー
タ）を抽出し、前記第２の絶対校正データと、前記第３
の干渉計測データとから、前記有効領域についての絶対
校正データ（≡第３の絶対校正データ）を取得すること
を特徴とする。

【０００９】先ず、第１の干渉計測データからは、被検
面の面精度誤差のうち、重力歪みによる誤差成分と回転
対称誤差成分とを消去して、非回転対称誤差成分のみを
示す第１の絶対校正データを、抽出することが可能であ
る。一方、同じ支持部材かつ同じ姿勢で被検物を支持
し、かつ互いに異なる軸の周りを回転させることにより
得られた、第２の干渉計測データと第３の干渉計測デー
タとの双方には、支持部材と重力とにより生じる被検面
の重力歪みが、共通に含まれるので、これら第２及び第
３の干渉計測データからは、重力歪みによる誤差成分を
相殺することができる。

【００１０】そしてこのような第２及び第３の干渉計測
データと、それらと同じ被検面についてのデータである
上記第１の絶対校正データとによれば、前記第２及び第
３の計測データの計測対象領域である前記部分領域につ
いては、重力歪みによる誤差成分が除去された固有面精
度誤差成分を示す絶対校正データ（≡第２の絶対校正デ
ータ）を抽出することができる。

【００１１】このように部分領域の固有面精度誤差成分
（第２の絶対校正データ）が抽出されれば、その後は、
その第２の絶対校正データと、先行して得られた第３の
干渉計測データとから、第１の干渉計測データの計測対
象領域である有効領域の固有面精度誤差成分を示す絶対
校正データ（≡第３の絶対校正データ）を求める（すな
わち、固有面精度誤差を絶対校正する）ことができる。

【００１２】請求項２に記載の絶対校正方法は、被検物
が有する被検面の面精度誤差を絶対校正するに当たり、
前記被検物と同じ形状でありかつ同じ材料で形成された
レフ原器を準備し、請求項１記載の絶対校正方法を用い
て前記レフ原器が有するレフ原器面についての前記第３
の絶対校正データを取得し、前記レフ原器面と前記被検
面との比較減算測定を、前記レフ原器と前記被検物とを
任意の同一の支持部材により支持して行うことにより、
それら両面の比較減算データを取得し、前記レフ原器面
についての前記第３の絶対校正データに応じて、前記比
較減算データを補正することにより、前記被検面につい
ての第３の絶対校正データを取得することを特徴とす
る。

【００１３】すなわち、予め、前記レフ原器面を準備
し、かつそのレフ原器面に対して請求項１記載の絶対校
正方法を適用して固有面精度誤差成分（第３の絶対校正
データ）を求めておきさえすれば、被検面に対しては、
レフ原器面の測定と同一の支持部材及び同一の姿勢を採
用した比較減算測定を行うだけで、短時間で固有面精度
誤差成分を絶対校正することができる。

【００１４】このように短時間で絶対校正が完了する絶
対校正方法は、同一の材料で同一の設計形状の複数の被
検面の固有面精度誤差成分を絶対校正する際に、好適で
ある。また、上記比較減算測定において、被検物を支持
する支持部材とレフ原器を支持する支持部材とが同じで
あり、かつ被検物とレフ原器とが同じ姿勢なっているの
であれば、任意の支持部材、任意の姿勢を採用しても同
様の絶対校正が可能であるので、この請求項２に記載の
絶対校正方法は、比較減算測定における測定条件の自由
度が高いという利点もある。

【００１５】請求項３に記載の絶対校正方法は、任意の
支持部材により支持された被検物が有する被検面の重力
歪みを絶対校正するに当たり、所定の計測方法を用い
て、前記重力歪みが生じた状態における前記被検面の形
状データを取得し、請求項１記載の絶対校正方法を用い
て、前記被検面についての前記第３の絶対校正データを
取得し、前記形状データと前記第３の絶対校正データと
から、前記支持部材が前記被検物に与える前記重力歪み
の絶対校正データを取得することを特徴とする。

【００１６】このようにすれば、任意の支持部材が被検
面に対して与える重力歪みによる誤差成分を、絶対校正
することができる。請求項４に記載の情報処理装置は、
請求項１に記載の絶対校正方法に適用される情報処理装
置であって、前記絶対校正方法において取得された前記
第１干渉計測データから、前記有効領域についての第１
の絶対校正データを抽出する第１のデータ抽出手段と、
前記抽出された第１の絶対校正データと、前記絶対校正
方法において取得された前記第２の干渉計測データ及び
前記第３の干渉計測データとから、前記部分領域につい
ての絶対校正データ（≡第２の絶対校正データ）を抽出
する第２のデータ抽出手段と、記第２の絶対校正データ
と、前記第３の干渉計測データとから、前記有効領域に
ついての絶対校正データ（≡第３の絶対校正データ）を
取得するデータ取得手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】すなわち、この情報処理装置は、請求項１
に記載の絶対校正方法において取得されたデータに基づ
く演算を自動的に行って第３の絶対校正データを取得す
ることができる。請求項５に記載のコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体は、請求項１に記載の絶対校正方法に
おいて取得された前記第１干渉計測データから、前記有
効領域についての第１の絶対校正データを抽出する第１
のデータ抽出手順と、前記抽出された第１の絶対校正デ
ータと、前記絶対校正方法において取得された前記第２
の干渉計測データ及び前記第３の干渉計測データとか
ら、前記部分領域についての絶対校正データ（≡第２の
絶対校正データ）を抽出する第２のデータ抽出手順と、
記第２の絶対校正データと、前記第３の干渉計測データ
とから、前記有効領域についての絶対校正データ（≡第
３の絶対校正データ）を取得するデータ取得手順とをコ
ンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したこ
とを特徴とする。

【００１８】すなわち、このコンピュータ読み取り可能
な記憶媒体は、コンピュータを、請求項４に記載の情報
処理装置として機能させることができる。請求項６に記
載の形状測定方法は、検出器により、被検面からの反射
光である測定用光束と、フィゾー面からの反射光である
参照用光束とを互いに干渉させ、該干渉による位相差を
検出することにより、前記被検面の面形状を測定する形
状測定方法において、前記干渉による位相差検出値より
導き出された面精度誤差値から、前記フィゾー面の面精
度誤差成分と前記被検面の重力歪みにより生じる誤差成
分とを除去することにより前記被検面の固有面精度誤差
成分を抽出し、前記被検面の面形状を算出することを特
徴とする。

【００１９】請求項７に記載の形状測定方法は、前記面
精度誤差値が、前記被検面の外形中心軸が重力方向とな
るように配置し、重力方向の周りに被検物を回転させて
取得した面精度誤差値（第１の干渉計測値）と、前記被
検面の外形中心軸が重力方向に対して傾斜するように被
検物を配置し、前記重力方向の周りに被検物を回転させ
て取得した前記被検面の部分領域（傾斜時の被検物の干
渉面）の面精度誤差値（第２の干渉計測値）と、前記被
検面の外形中心軸が前記重力方向に対して傾斜するよう
に被検物を配置し、前記外形中心軸の周りに被検物を回
転させて取得した前記被検面の部分領域の面精度誤差値
（第３の干渉計測値）であることを特徴とする請求項６
記載の形状測定方法である。

【００２０】請求項８に記載の形状測定方法は、前記フ
ィゾー面の面精度誤差成分と前記被検面の重力歪みによ
り生じる誤差成分とを除去することにより前記被検面の
固有面精度誤差成分を抽出する演算は、前記第１の干渉
計測値から前記被検面の非回転対称誤差成分を算出し、
前記非回転対称誤差成分と、前記第２の干渉計測値と、
前記第３の干渉計測値とから前記部分領域の回転対称誤
差成分を抽出するとともに、該回転対称誤差成分及び前
記非回転対称誤差成分を用いて、前記部分領域の固有面
精度誤差成分を算出し、該部分領域の固有面精度誤差成
分と、前記第３の干渉計測値とを用いて所定の波面合成
する演算により実質的になされることを特徴とする請求
項７記載の形状測定方法である。

【００２１】請求項９に記載の光学部材は、請求項１〜
請求項３の何れか１項記載の絶対校正方法を用いて形状
測定がされた光学部材である。請求項１０に記載の光学
部材は、請求項６〜請求項８の何れか１項記載の形状測
定方法を用いて形状測定がされた光学部材である。

【００２２】

【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。

【００２３】［第１実施形態（請求項１，請求項４，請
求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求項９，請
求項１０に対応）］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。 （構成）図１は、第１実施形態の絶対校正方法に用いら
れる干渉計測システム１の構成図である。

【００２４】干渉計測システム１には、干渉計測装置１
０、被検物３を支持する支持部材５、情報処理器２０
（請求項における情報処理装置に対応する。）、ディス
プレイ３０などが備えられる。干渉計測装置１０内に
は、干渉計本体１１、フィゾーレンズ１２が配置され、
両者は、干渉計本体１１からの測定光がフィゾーレンズ
１２内のフィゾー面２ａに入射するような位置関係で配
置されている。

【００２５】また、被検物３は、その被検面３ａがフィ
ゾー面２ａに正対する状態で支持部材５により支持され
ている。ここで、図１に示した干渉計測システム１は、
被検物３の有する被検面３ａが球面であり、これに適合
するために、干渉計測装置１０内のフィゾー面２ａも球
面となっている。しかし、本発明は、被検面３ａが平面
である場合にも適用可能であって、その場合にはフィゾ
ー面２ａが平面とされる。以下に説明する絶対校正方法
の主な内容には、このような球面と平面との間の相違に
よる相違は生じないが、球面の場合には球心の位置に応
じて特に整えるべき測定条件があるため、以下では、被
検面３ａとフィゾー面２ａとが球面である場合について
説明する。

【００２６】干渉計本体１１からの測定光は、フィゾー
面２ａに垂直に入射する。その測定光は、そのフィゾー
面２ａにおいて一部が反射すると共に他の一部が透過
し、透過後に被検面３ａに入射しかつ反射した光は、フ
ィゾー面２ａにおける反射光と干渉し、干渉計本体１１
の内部に干渉光を生成する。

【００２７】干渉計本体１１内には、光源１１ａ、光源
１１ａが出射した光を平面波に変換してフィゾーレンズ
１２に導くと共に前記干渉光による干渉縞を所定面に投
影させる光学系（ビームエキスパンダ１１ｂ、ビームス
プリッタ１１ｃ、結像レンズ１１ｄ、不図示の１／４波
長板や偏光板など）、前記所定面に配置されたＣＣＤ型
撮像素子などの検出器１１ｅが備えられる。

【００２８】一方、情報処理器２０は、このような干渉
計測装置１０内の各部を駆動したり、不図示のピエゾ素
子を介してフィゾーレンズ１２を光軸方向に移動させた
りして干渉計測を行い、その干渉計測装置１０から干渉
計測データ（前記干渉縞のパターンを示す検出器１１ｅ
の各画素出力、すなわち各画素に入射した光の輝度の時
間積分値である。）を取り込み、その干渉計測データを
面精度誤差データＤへと変換し、さらに後述する情報処
理を施すものである。

【００２９】この情報処理器２０が行う干渉計測には、
公知の干渉計測方法（高精度を図る場合にはフリンジス
キャン法が好ましい）が適用され、これに伴い、面精度
誤差データＤへの変換には、その干渉計測方法に適合す
る変換式が使用される。そして変換後の面精度誤差デー
タＤには、干渉縞を成す各波面を決定する干渉面（すな
わちフィゾー面２ａ及び被検面３ａ）の形状情報が重畳
されており、フィゾー面２ａの面精度誤差成分Ｆと、被
検面３ａの固有面精度誤差成分Ｗとの和にほぼ等しい。
但し、実際には、支持部材５と重力との関係により生じ
る重力歪みによる誤差成分Ｈ（以下、単に「重力歪み」
という。）もこの面精度誤差データＤに含まれている。

【００３０】そして本実施形態の情報処理器２０は、後
述する情報処理により、この面精度誤差データＤに含ま
れる誤差成分のうち、システム誤差に相当する、フィゾ
ー面２ａの面精度誤差成分Ｆと重力歪みＨとを共に除去
し、被検面３ａの固有面精度誤差成分Ｗのみを抽出する
ものである。

【００３１】なお、この情報処理の結果は、情報処理器
２０に接続されたディスプレイ３０に表示される。その
他、干渉計測システム１においては、干渉計測の過程で
生じた干渉縞を操作者が目視するために、検出器１１ｅ
（検出器１１ｅのビデオ信号の出力端子）に観察モニタ
を接続してもよい。

【００３２】以上の構成の干渉計測システム１におい
て、干渉計測装置１０は、測定光軸４が重力方向（各図
面において、符号「ｇ」が付された白抜き矢印の方向を
重力方向とする。）と一致するような状態で設置されて
いる。ここで、本明細書においては、測定光軸４を、
「フィゾーレンズ１２の焦点にミラーを設置した「キャ
ッツアイ反射」の状態を設定し、かつそのときに得られ
る干渉縞を極力「縞一色」（縞なし）に近づくように保
ちながら、得られる干渉縞データのアパーチャに欠けが
無い様にミラーの角度を調整した状態における、ミラー
の反射面の法線のうち、前記焦点を通るもの」と定義す
る。

【００３３】また、支持部材５は、被検面３ａの球心を
フィゾーレンズ１２の焦点に一致させた状態で被検物３
を支持するものであって、少なくとも後述する干渉計測
が行われているときには、干渉計測装置１０に固定され
る。この場合、干渉計測時に支持部材５に対して被検物
３を測定光軸４の周りに回転させても、支持部材５から
被検物３へと加えられる力の方向及び大きさは、変化し
ない（すなわち、支持部材５の被検物３に対する支持状
態の再現性は良好である。）。

【００３４】なお、支持状態の再現性が良好であるなら
ば、フィゾーレンズ１２を取り外して再度同じ姿勢で取
り付けるという工程を介しても、同じ被検物３について
は常に同じ干渉計測データが得られるはずである（但
し、計測の度に公知のアライメント誤差補正は行われる
とする。）。

【００３５】この事実を利用すれば、支持部材５の支持
状態の再現性が良好であるか否かを確認するに当たって
は、干渉計測データ（アライメント誤差補正後の干渉計
測データ）を参照し、その干渉計測データのばらつきが
十分に小さくなっていれば再現性が良好である、という
判断を行うことができる。因みに、支持状態の再現性が
良好となるような支持部材５は、例えば、被検物３を重
力方向に抗する側（下側）の３点から支持するマウント
（所謂「カイネマティック」なマウント）などである。

【００３６】（動作）図２は、本実施形態の絶対校正方
法の動作フローチャートである。図３は、本実施形態の
絶対校正方法を説明する図である。本実施形態のステッ
プＳ１では、干渉計測システム１に、図３（ａ）に示す
ような系を設定する。すなわち、被検面３ａの外形中心
軸６が重力方向に一致するような姿勢で支持部材５に被
検物３を載置する。このとき、被検面３ａにおいて測定
光の照射されている領域が、本実施形態において品証し
ようとしている有効領域Ｅである。

【００３７】さらに、支持部材５に対し、被検物３を、
重力方向に対する姿勢を保ったまま、重力方向を回転軸
として回転させる。この回転軸は、図３（ａ）に示す系
では外形中心軸６と測定光軸４とに一致する。この回転
時には、被検物３が単位回転角度θだけ回転する毎に、
情報処理器２０に対し干渉計測を行わせ、かつ干渉計測
データ（≡第１の干渉計測データ）を取り込ませると共
に、その干渉計測データを面精度誤差データに変換させ
る（以上、ステップＳ１）。

【００３８】以下、このステップＳ１において得た面精
度誤差データを、面精度誤差データＤ_iとおく。ここ
で、単位回転角度θを、３６０°をｍ（ｍ：２以上の整
数）等分した角度とし、ｉ×θだけ回転したときに得ら
れる面精度誤差データＤについては、添え字「ｉ」を付
与して「Ｄ_i」と表す。

【００３９】したがって、このステップＳ１では、ｍ個
の面精度誤差データＤ_i（ｉ＝０〜ｍ−１）が得られ
る。次のステップ２では、干渉計測システム１におい
て、図３（ｂ）に示すような系を設定する。すなわち、
被検面３ａの外形中心軸６が重力方向に対して所定角度
だけ傾斜するような姿勢で被検物３を支持部材５’に載
置する。なお、被検面３ａの球心は、フィゾーレンズ１
２の焦点に一致したままである（以下、被検物３をこの
ように傾斜させることを「横ずらし」という。）。

【００４０】また、このとき、被検面３ａにおいて測定
光が照射されている領域が、部分領域ｅである。この部
分領域ｅは、有効領域Ｅの一部に相当する。なお、ステ
ップＳ２で使用するフィゾー面２ａ’、支持部材５’
は、ステップＳ１にて用いられるものと同じである必要
はない。なぜなら、後にステップＳ４〜Ｓ６において実
行される情報処理は、ステップＳ１とステップＳ２との
間における、フィゾー面２ａ、２ａ’間の面精度誤差成
分の相違、及び重力歪みの相違には依らないからであ
る。）。

【００４１】但し、ステップＳ２で使用する支持部材
５’のマウント間隔と、フィゾー面２ａ’の開口数（Ｎ
Ａ）とは、前記横ずらしさせた姿勢で被検物３を確実に
支持し、かつ干渉計測に悪影響を与える迷光を防ぐため
に、ステップＳ１におけるものよりも小さく設計されて
いることが好ましい。さらに、ステップＳ２では、ステ
ップＳ１と同様に、支持部材５’に対し、被検物３を、
被検物３の重力方向に対する姿勢を保ったまま、重力方
向を回転軸として回転させる。なお、この回転軸は、測
定光軸４と一致しているものの、外形中心軸６とは一致
していない。また、このとき、支持部材５’は干渉計測
装置１０固定されている。

【００４２】この回転時には、被検物３が単位回転角度
θだけ回転する毎に、情報処理器２０に対し干渉計測を
行わせ、かつ干渉計測データ（≡第２の干渉計測デー
タ）を取り込ませると共に、その干渉計測データを面精
度誤差データに変換させる（以上、ステップＳ２）。以
下、このステップＳ２において得た面精度誤差データ
を、面精度誤差データｄ_i［１］とおく。

【００４３】ここで、単位回転角度θを、３６０°をｍ
（ｍ：２以上の整数）等分した角度とし、ｉ×θだけ回
転したときに得られる面精度誤差データｄについては、
添え字「ｉ」を付与して「ｄ_i」と表す。したがって、
ステップＳ２では、ｍ個の面精度誤差データｄ_i［１］
（ｉ＝０〜ｍ−１）が得られる。

【００４４】なお、ステップＳ２において取得する面精
度誤差データｄ_i［１］の数ｍは、ステップ１における
ものと同じである必要はない。次のステップ３では、干
渉計測システム１において、図３（ｃ）に示すような系
を設定する。この系では、ステップＳ２（図３（ｂ）参
照）で使用するものと同じ支持部材５’が使用され、か
つ被検物３には同じ傾斜角度で横ずらした姿勢が保た
れ、かつ同じフィゾー面２ａ’が使用されている。これ
は、後にステップＳ４〜Ｓ６で行われる情報処理では、
ステップＳ２、Ｓ３で得たデータから、共通のフィゾー
面の面精度誤差成分、及び共通の重力歪みを消去するた
めである。

【００４５】さらに、ステップＳ３では、支持部材５’
に対し、被検物３を、前記傾斜角度を保ったまま、外形
中心軸６を回転軸として回転させる。また、このとき、
支持部材５’は干渉計測装置１０に対して固定されてい
る。この回転時には、被検物３が単位回転角度θだけ回
転する毎に、情報処理器２０に対し干渉計測を行わせ、
かつ干渉計測データ（≡第３の干渉計測データ）を取り
込ませると共に、その干渉計測データを面精度誤差デー
タに変換させる（以上、ステップＳ３）。

【００４６】以下、ステップＳ３において得た面精度誤
差データを、面精度誤差データｄ_i［２］とおく。ここ
で、単位回転角度θを、３６０°をｍ（ｍ：２以上の整
数）等分した角度とし、ｉ×θだけ回転したときに得ら
れる面精度誤差データｄについては、添え字「ｉ」を付
与して「ｄ_i」と表す。

【００４７】したがって、このステップＳ３では、ｍ個
の面精度誤差データｄ_i［２］（ｉ＝０〜ｍ−１）が得
られる。なお、ステップＳ３において取得する面精度誤
差データｄ_i［２］の数ｍは、ステップ２におけるもの
と同じである。ここで、本明細書では、被検面３ａの固
有面精度誤差成分Ｗの回転対称誤差成分Ｗｒｓを、「無
重力状態の被検面３ａの固有面精度誤差成分Ｗをある軸
の周りに演算上仮想的に回転させて平均化した回転平均
化データ」と定義し、被検面３ａの固有面精度誤差成分
Ｗの非回転対称誤差成分Ｗａｓを、「固有面精度誤差成
分Ｗから回転対称誤差成分Ｗｒｓを減算したデータ」と
定義する。

【００４８】また、本明細書では、この考え方を一般化
して、データＸの回転対称誤差成分Ｘｒｓを、「データ
Ｘをある軸の周りに演算上仮想的に回転させて平均化し
た回転平均化データ」と定義し、データＸの非回転対称
誤差成分Ｘａｓを、「データＸから回転対称誤差成分Ｘ
ｒｓを減算したデータ」と定義する。さらに、本明細書
では、回転軸の種類や回転角度などを考慮して、以下の
ように各記号を定義する。

【００４９】Ｄ_i：ｉ×θ回転後の干渉計測データを変
換して得られた面精度誤差データ、 Ｗ_i：面精度誤差データＤ_iに含まれる被検面の固有面精
度誤差成分、 Ｆ：面精度誤差データＤ_iに含まれるフィゾー面の面精
度誤差、 Ｈ：面精度誤差データＤ_iに含まれる重力歪み、 Ａｒｓ［Ｂ］：或る成分Ａの、或る軸［Ｂ］に関する回
転対称誤差成分、 Ａｆｙ［Ｂ］：或る成分Ａの、或る軸［Ｂ］に関する回
転追従誤差成分（回転に追従する誤差成分）、 Ａａｓ［Ｂ］：或る成分Ａの、或る軸［Ｂ］に関する非
回転対称誤差成分、 Ａｆｎ［Ｂ］：或る成分Ａの、或る軸［Ｂ］に関する非
回転追従誤差成分（回転に追従しない誤差成分）、 Ａ０：０回転後の干渉計測データを変換して得られた面
精度誤差データに含まれる成分Ａ、 また、図３（ｂ）に示す系の回転中心軸（測定光軸
４）、図３（ｃ）に示す系の回転中心軸（外形中心軸
６）については、それぞれ第１の軸［１］、第２の軸
［２］と表している。

【００５０】また、ステップＳ１における計測と、ステ
ップＳ２及びＳ３における計測とでは、計測対象領域の
大きさや重力歪みの生じ方などが異なるので、ステップ
Ｓ１において得たデータの各成分と、ステップＳ２及び
Ｓ３において得たデータの各成分とを、Ｄとｄ、Ｗと
ｗ、Ｆとｆ、Ｈとｈ、というように、大文字／小文字の
区別をして表している。

【００５１】以上の定義より、ステップＳ１において得
た面精度誤差データＤ_i（ｉ＝０〜ｍ−１）は、次式
（１）で表される。 Ｄ_i≡Ｗ_i＋Ｆ＋Ｈ ≡Ｗｒｓ＋Ｗａｓ_i＋Ｆ＋Ｈ ・・・（１） また、ステップＳ２において得た面精度誤差データｄ_i
［１］（ｉ＝０〜ｍ−１）は、次式（２）で表される。

【００５２】 ｄ_i［１］≡ｗ_i［１］＋ｆ＋ｈ_i ≡ｗｒｓ［１］＋ｗａｓ_i［１］＋ｆ＋ｈｆｎ［１］＋ｈｆｙ_i［１］ ・・・（２） また、ステップＳ３において得た面精度誤差データｄ_i
［２］（ｉ＝０〜ｍ−１）は、次式（３）で表される。

【００５３】 ｄ_i［２］≡ｗ_i［２］＋ｆ＋ｈ０ ≡ｗｒｓ［２］＋ｗａｓ_i［２］＋ｆ＋ｈ０ ・・・（３） さらに、上式（１）の両辺を回転平均化すれば、回転追
従誤差成分であるＷａｓは、消去される（式（４）参
照）。 ΣＤ_i／ｍ＝Ｗｒｓ＋Ｆ＋Ｈ ・・・（４） また、上式（２）の両辺を回転平均化すれば、回転追従
誤差成分である、ｗａｓとｈの一部（ｈｆｙ）とは、消
去される（式（５）参照）。

【００５４】 Σｄ_i［１］／ｍ＝ｗｒｓ［１］＋ｆ＋ｈｆｎ［１］ ・・・（５） また、上式（３）の両辺を回転平均化すれば、回転追従
誤差成分であるｗａｓ［２］は、消去される（式（６）
参照）。 Σｄ_i［２］／ｍ＝ｗｒｓ［２］＋ｆ＋ｈ０ ・・・（６） さらに、上式（４），（５）からは、それぞれ式
（７），（８）が得られる。

【００５５】 Ｗａｓ０＝Ｄ０−ΣＤ_i／ｍ ・・・（７） ｗａｓ０［１］＋ｈｆｙ０［１］＝ｄ０［１］−Σｄ_i［１］／ｍ・・・（８） これらの式変形が示しているのは、ステップＳ１におい
て取得された面精度誤差データＤ_iに回転差分の処理を
施せば、回転追従誤差成分Ｗａｓ０のみを抽出でき、ま
た、ステップＳ２において取得された面精度誤差データ
ｄ_i［１］に回転差分（回転平均化と等価）の処理を施
せば、回転追従誤差成分（ｗａｓ０［１］＋ｈｆｙ０
［１］）のみを抽出できるということである。

【００５６】図２に戻り、続くステップＳ４〜Ｓ６にお
いては、先行するステップＳ１〜Ｓ３において得た各デ
ータに対する情報処理を行う。以下、この情報処理を干
渉計測システム１内の情報処理器２０が行うものとして
説明する。ステップＳ４における情報処理器２０は、ス
テップＳ１において取得した面精度誤差データＤ_iを、
上式（７）の右辺に代入することによって、被検面３ａ
の固有面精度Ｗの非回転対称誤差成分Ｗａｓ０（第１の
絶対校正データ）を求める。

【００５７】ところで、上式（５）、式（６）の差分減
算を行えば、ｆを消去することができる（式（９）参
照）。 ｗｒｓ［２］−ｗｒｓ［１］＋ｈｆｙ０［１］ ＝Σｄ_i［２］／ｍ−Σｄ_i［１］／ｍ ・・・（９） この式（９）が示しているのは、ステップＳ２、Ｓ３の
それぞれにおいて取得された面精度誤差データｄ
_i［１］、ｄ_i［２］を用いれば、フィゾー面２ａ’の面
精度誤差ｆを除去できるということである。

【００５８】一方、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）にも明かな
ように、ステップＳ１、及びＳ２における計測対象領域
である部分領域ｅは、ステップＳ１における計測対象領
域である有効領域Ｅに包含されているので、集合関係ｗ
ａｓ０［１］⊂Ｗａｓ０が成立する。また、上記定義し
た被検面３ａの固有面精度誤差成分Ｗは、重力に依存し
ないものである。

【００５９】これらの事実（及び式（７））によれば、
次式（１０）が成立する。 ｗａｓ０［１］＝Ｐ［Ｗａｓ０］ ＝Ｐ［Ｄ０−ΣＤ_i／ｍ］ ・・・（１０） 但し、式（１０）中の演算子Ｐは、有効領域Ｅについて
のデータから部分領域ｅについてのデータのみを切り出
す演算を行うものである。この演算は、前記横ずらしに
よる有効領域Ｅと部分領域ｅとの関係（図３（ａ）に示
す系と図３（ｂ）（ｃ）に示す系との間における外形中
心軸６の傾き角度、及び図３（ａ）に示す系のフィゾー
面２ａと図３（ｂ）（ｃ）に示す系のフィゾー面２ａ’
との開口数の相違に応じて決まる関係）によるものであ
って、予め決められた演算である。

【００６０】また、上式（８）を変形すれば、次式（１
１）が得られる。 ｈｆｙ０［１］＝ｄ０［１］−Σｄ_i／ｍ−ｗａｓ０［１］ ・・・（１１） この式（１１）と、上式（９）とによれば、差分データ
Δ（≡ｗｒｓ［２］−ｗｒｓ［１］）を求める次式（１
２）が得られる。

【００６１】 Δ≡ｗｒｓ［２］−ｗｒｓ［１］ ＝Σｄ_i［２］／ｍ−Σｄ_i［１］／ｍ−ｄ０［１］ ＋Σｄ_i［１］／ｍ＋Ｐ［Ｗａｓ０］ ・・・（１２） この式（１２）が示しているのは、ステップＳ４におい
て得た第１の絶対校正データＷａｓ０と、ステップＳ２
において得た面精度誤差データｄ_i［１］と、ステップ
Ｓ３において得た面精度誤差データｄ_i［２］とに基づ
けば、部分領域ｅについての差分データΔ（≡ｗｒｓ
［２］−ｗｒｓ［１］）が得られるということである。

【００６２】そこで、図２ステップＳ５における情報処
理器２０は、ステップＳ４において得た第１の絶対校正
データＷａｓ０と、ステップＳ２において得た面精度誤
差データｄ_i［１］と、ステップＳ３において得た面精
度誤差データｄ_i［２］とを、この式（１２）の右辺に
代入することによって、差分データΔを求める。図４
（ａ）は、このようにして得られた差分データΔを構成
する各成分ｗｒｓ［１］、ｗｒｓ［２］を示す図であ
る。

【００６３】これらの成分ｗｒｓ［１］、ｗｒｓ［２］
は、何れも回転対称誤差成分であるので、それらの成分
が示す凹凸分布の等高線は、何れも同心円パターンとな
るはずである。そして、これらの成分ｗｒｓ［１］、ｗ
ｒｓ［２］は、互いに異なる軸（前者は符号４で示す第
１の軸［１］、後者は符号６で示す第２の軸［２］）に
関する回転対称誤差成分であるので、２つの同心円パタ
ーンの中心は互いに異なる所定の位置となる。

【００６４】そこで、情報処理器２０は、前記求めた差
分データΔが示す凹凸分布を参照し、上記した特徴に基
づく「等高線なぞり」（例えば、特開平０７−０４３１
２５号公報、特開平１１−２０１７１４号公報などに開
示されている技術である。）を行うことによって、成分
ｗｒｓ［１］を抽出する。

【００６５】次に、上述した定義と、式（１０）とか
ら、部分領域ｅについての固有面精度誤差成分を求める
ための式（１３）が得られる。 ｗ０［１］＝ｗａｓ０［１］＋ｗｒｓ［１］ ＝Ｐ［Ｗａｓ０］＋ｗｒｓ［１］ ・・・（１３） そこで、ステップＳ５における情報処理器２０は、この
式（１３）の右辺に、ステップＳ４において取得した絶
対校正データＷａｓ０と、等高線なぞりによって抽出し
たｗｒｓ［１］とを代入することにより、部分領域ｅに
ついての固有面精度誤差成分ｗ０［１］（第２の絶対校
正データ）を取得する（以上ステップＳ５）。

【００６６】また、固有面精度誤差成分は、軸の取り方
に依存しないので、次式（１４）が成立する。 ｗ０［２］＝ｗ０［１］ ・・・（１４） この式（１４）と、上記式（３）（式（３）においてｉ
＝０とおいた式）とによれば、次式（１５）が成立す
る。

【００６７】 ｆ＋ｈ０＝ｄ０［２］−ｗ０［２］ ＝ｄ０［２］−ｗ０［１］ ・・・（１５） この式（１５）は、図３（ｂ）（ｃ）に示す系に共通す
るシステム誤差（ｆ＋ｈ０）を抽出するための式であ
る。一方、式（３）を変形すると、次式（１６）が得ら
れる。

【００６８】 ｗ_i［２］＝ｄ_i［２］−（ｆ＋ｈ０） ・・・（１６） したがって、上式（１５）、（１６）によれば、回転角
度ｉ×θにおける部分領域ｅの固有面精度誤差成分ｗ_i
［２］を求めるための式（１７）が得られる。 ｗ_i［２］＝ｄ_i［２］−（ｄ０［２］−ｗ０［１］） ・・・（１７） そこで、ステップＳ６における情報処理器２０は、先
ず、式（１７）の右辺に、ステップＳ５において求めた
第２の絶対校正データｗ０［１］と、ステップＳ３にお
いて取得した面精度誤差データｄ_i［２］とを代入する
ことによって、回転角度ｉ×θにおける部分領域ｅの固
有面精度誤差成分ｗ_i［２］を求める。

【００６９】最後に、各ｉ（ｉ＝０〜ｍ）について求め
た各固有面精度誤差成分ｗ_i［２］を、図４（ｂ）に示
すように繋ぎ合わせていく（所謂「波面合成」であ
る。）ことによって、有効領域Ｅの全域に亘る固有面精
度誤差成分Ｗ（第３の絶対校正データ）が、求められる
（以上ステップＳ６）。なお、波面合成に当たり、互い
に異なる回転角度ｉ×θに対応するデータｗ₁［２］，
ｗ₂［２］，ｗ₃［２］，・・・間では、互いに重複して
いる領域を示す値は同じになるはずであるので、この重
複している領域の値を基準にすれば、正確に繋ぎ合わせ
ることができる。

【００７０】以上、ステップＳ１〜Ｓ６からなる本実施
形態によれば、全てのシステム誤差、すなわち、図３
（ａ）に示す系のフィゾー面２ａの面精度誤差Ｆ及び重
力歪みＨと、図３（ｂ）（ｃ）に示す系のフィゾー面２
ａ’の面精度誤差ｆ及び重力歪みｈとは除去され、被検
面３ａの有効領域Ｅについての固有面精度誤差成分Ｗの
みが抽出される。

【００７１】（その他）なお、本実施形態においては、
ステップＳ１〜ステップＳ３は、順序が入れ替わっても
よい。但し、ステップＳ２，Ｓ３については、被検物３
に同じ横ずらし量（傾斜角度）を設ける必要があるの
で、連続して行われることが好ましい。なお、本実施形
態では、ステップＳ１〜ステップＳ３において、被検物
３を回転させているが、この回転は、手動で行われて
も、自動で行われてもよい。なお、自動化する場合に
は、例えば干渉計測システム１に被検物３を回転させる
回転機構を備え、かつ情報処理器２０に対し、その回転
機構を駆動するための制御の機能を付与すればよい。

【００７２】また、本実施形態の情報処理器２０は、干
渉計測装置１０専用の制御ボードが実装されたコンピュ
ータ（パーソナルコンピュータや、開発設計用のワーク
ステーションＥＷＳなど）により構成される。専用の制
御ボードには、干渉計測を行うための制御手順と、干渉
計測データに対して演算を施す情報処理手順とが予め記
憶されており、それらをコンピュータに実行させること
によって、制御と情報処理とを実現できる。

【００７３】なお、情報処理手順については、専用の制
御ボードに予め記憶させておかなくとも、アプリケーシ
ョンソフトウエアとして記憶媒体２０ａ（図１参照）に
記憶させておいてもよい。そのソフトウエアをコンピュ
ータにインストールすることで、コンピュータに情報処
理を実行させることができる。また、制御と情報処理と
を別のコンピュータに行わせてもよい。すなわち、制御
手順が記憶された制御ボードを実装したコンピュータ
（第１のコンピュータ）と、汎用のコンピュータ（第２
のコンピュータ）とを用意し、第２のコンピュータに前
記アプリケーションソフトウエアをインストールし、か
つ第１のコンピュータを干渉計測装置１０に接続する。
そして第１のコンピュータにおいて作成された干渉計測
データのデータファイルを、第２のコンピュータに転送
すれば、その第２のコンピュータにおいて上記情報処理
を実行させることができる。

【００７４】また、本実施形態のステップＳ２、ステッ
プＳ３においては、図３（ｂ）（ｃ）に示す系に代え
て、図５に示すような系を設定してもよい。この系で
は、被検物３は、被検面３ａが上側になるように支持さ
れており、かつ干渉計測装置１０が出射する測定光は、
その状態の被検面３ａに対して上側から入射している。

【００７５】このようにすれば、支持部材５’により測
定光が遮られることがないので、部分領域ｅを比較的広
くとることができる点で好ましい。なお、本実施形態の
ステップＳ１においても、図３（ａ）に示す系に代え
て、このように上側から測定光を入射させるような系を
設定してもよい。

【００７６】また、本実施形態の干渉計測装置１０につ
いては、図１に示したものに限らず、測定光と被検物と
支持部材とが上記説明した関係となっているのであれ
ば、例えば干渉計本体１１の配置方向が図１に示した方
向から９０°回転させた方向となっており、かつ測定光
を９０°偏向し、最終的な測定光を重力方向とするよう
な光学系が付加されたものなどに代えてもよい。

【００７７】ここで、干渉計測システムによりレンズや
ミラー等の光学素子を計測する場合は、レフ原器により
干渉計測システムを校正する。その際に、レフ原器が、
レフ原器を支持する支持部材が重力により歪むことを考
慮して校正が行われる（この校正は、従来から頻繁に使
用されている仁丹貼りという支持方法により被検物が支
持されている場合を前提になされている。）。

【００７８】また、被検物の計測は、研磨加工時に被検
物が支持された支持部材から取り外すことなく、その状
態を維持して行われ、測定結果により、再度研磨が行わ
れる。仁丹貼りという支持方法により研磨された被検物
を測定する場合は、被検物は、無重力状態に置かれてい
ると仮想することができるが、近年使用されている、例
えば１２点支持による支持部材により支持された被検物
を測定する場合は、被検物は、重力により歪んでいる。

【００７９】このように被検物の支持状態の相違により
生じる重力歪み分の誤差を除去し、前述した校正後の干
渉計測システムによる測定を可能にするために、支持部
材の相違による影響を受けない無重力状態である被検面
の固有面精度誤差成分を算出しておく必要性が生じた
が、本実施形態の絶対校正方法によれば、それが可能で
あり、前述した干渉計測システムにより精度よく被検面
を測定することができる。

【００８０】［第２実施形態（請求項２に対応）］次
に、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。図６は、本実施形態の絶対校正方法を説明する図
である。

【００８１】本実施形態は、例えば同一の工程により製
造された大量の光学素子の表面など、互いに同じ設計形
状であり、かつ同一の硝材からなる複数の被検物２
１₁，・・・，２１_nのそれぞれが有する被検面２１
ａ₁，・・・，２１ａ_nそれぞれの固有面精度誤差成分Ｗ
１，・・・，Ｗｎを、短時間に絶対校正するための絶対
校正方法である。

【００８２】本実施形態では、先ず、図６（ａ）に示す
ように、複数の被検物２１₁，・・・，２１_nと同じ設計
形状でありかつ同じ硝材で形成されたレフ原器２２を準
備する。同じ硝材とするのは、レフ原器２２の重量と材
料変形の特性を被検物２１ _iと同じにして、レフ原器面
２２ａの重力歪みを、被検面２１ａ_iと同じにするため
である。次に、図６（ｂ）に示すように、第１実施形態
の絶対校正方法を用いて、前記レフ原器２２が有するレ
フ原器面２２ａについての第３の絶対校正データ（固有
面精度誤差成分Ｒ）を取得する。

【００８３】そして、各被検面２１ａ_iについての第３
の絶対校正データ（固有面精度誤差成分Ｗｉ）を求める
に当たっては、第１実施形態の絶対校正方法ではなく、
比較減算測定を適用する。比較減算測定では、図６
（ｃ）に示すように、前記レフ原器面２２ａと前記被検
面２１ａ_iとの形状を、同一のフィゾー面２４ａ（以
下、その面精度誤差をＦとおく。）を使用した干渉計測
によりそれぞれ計測する。本実施形態では、この際、レ
フ原器面２２ａの計測と被検面２１ａ_iの計測とに対
し、同一の支持部材２３を使用すると共に、レフ原器面
２２ａの姿勢と被検面２１ａ_iの姿勢とを同じにする。
これは、レフ原器面２２ａに生じる重力歪みと、測定時
に被検面２１ａに生じるの重力歪みとを、同じに保つた
めである（以下、この重力歪みをＨとおく。）。

【００８４】ここで、この比較減算測定において前記レ
フ原器面２２ａ、前記被検面２１ａ _iのそれぞれについ
て得られた面精度誤差データをそれぞれＤｒ，Ｄｗｉと
おくと、次式（１８）（１９）が成立する。

【００８５】 Ｄｒ＝Ｆ＋Ｒ＋Ｈ ・・・（１８） Ｄｗｉ＝Ｆ＋Ｗｉ＋Ｈ ・・・（１９） したがって、被検面２１ａ_iの固有面精度誤差成分Ｗｉ
は、次式（２０）により表されることが分かる。 Ｗｉ＝Ｒ−（Ｄｒ−Ｄｗｉ） ・・・・（２０） そこで、本実施形態では、この式（２０）の右辺に、前
記取得した面精度誤差データＤｒ、Ｄｗｉと、先行して
取得されたレフ原器面２２ａの固有面精度誤差成分Ｒと
を代入することによって、被検面２１ａ_iの固有面精度
誤差成分Ｗｉを求める。これによって、被検面２１ａ_i
の固有面精度誤差成分の絶対校正が完了する。

【００８６】すなわち、予め、被検物２１_iと同じ設計
形状でありかつ同じ硝子材で形成されたレフ原器面２２
ａを用意し（図６（ａ））、かつそのレフ原器面２２ａ
に対して第１実施形態の絶対校正方法を適用して固有面
精度誤差成分Ｒを求めておきさえすれば（図６
（ｂ））、各被検面２１ａ_iに対しては、レフ原器面２
２ａと同一の支持部材及び同一の姿勢を採用した比較減
算測定を行う（図６（ｃ））（式（２０））だけで、短
時間で各被検面２１ａ_iの固有面精度誤差成分Ｗｉを絶
対校正することができる。

【００８７】なお、本実施形態では、各比較減算測定に
おいては、如何なる重力歪みが生じていようともそれは
確実に消去されるので、被検物２１_iを支持する支持部
材とレフ原器２２を支持する支持部材とが同じであり、
かつ被検物２１_iとレフ原器２２とが同じ姿勢となって
いるのであれば、如何なる支持部材、如何なる姿勢を採
用しても同様の絶対校正が可能である。つまり本実施形
態は、比較減算測定における測定条件の自由度が高いと
いう利点もある。

【００８８】［第３実施形態（請求項３に対応）］次
に、図７を参照して本発明の第３実施形態について説明
する。図７は、本実施形態の絶対校正方法を説明する図
である。

【００８９】本実施形態は、任意の支持部材３３が、被
検物３１の被検面３１ａに対して与える重力歪みＨを絶
対校正するための絶対校正方法である。先ず、図７に示
すように、所定の計測方法を用いて、重力歪みが生じた
状態における前記被検面３１ａの面精度誤差データＷ’
（形状データ）を取得する。ここで、所定の計測方法と
は、例えば、特願２０００−９１６５８に開示されてい
るような３面合わせによる干渉計測方法における絶対校
正方法であり、この方法で取得される絶対校正データに
おいては、フィゾー面の面精度誤差と、３面合わせに使
用される反射ミラーの反射特性などのシステム誤差は除
去されているが、重力歪みによる誤差成分は残留したま
まである。

【００９０】因みにこの絶対校正方法は、次の（１）〜
（４）の手順からなる。（１）フィゾー面と被検面３１
ａとの相対関係を複数回変えて得た干渉計測データと、
フィゾー面と被検面３１ａの対応関係を保ちつつ反射ミ
ラーを用いて得た干渉計測データとから、反射ミラーの
反射特性の絶対校正データ（≡第４の絶対校正データ）
を得る。（２）フィゾー面を被検面３１ａとの間で反射
ミラーの反射特性が適用可能に配して干渉光学系の絶対
校正データ（≡第５の絶対校正データ）を得る。（３）
フィゾー面と被検面３１ａとを反射特性の適用が可能に
配して干渉計測データを得る。（４）その干渉計測デー
タと、第４の絶対校正データと、第５の絶対校正データ
とから、被検面３１ａの面精度誤差データＷ’（形状デ
ータ）を得る。

【００９１】さて、この面精度誤差データＷ’には、被
検面３１ａの固有面精度誤差成分Ｗに、重力歪みによる
誤差成分Ｈが重畳されているので、次式（２１）が成り
立つ。 Ｗ’＝Ｈ＋Ｗ ・・・（２１） そこで、本実施形態では、続いて、前記したものと同じ
重力歪みが生じている状態の被検物３１に対し、第１実
施形態の絶対校正方法を適用して、前記被検面３１ａに
ついての第３の絶対校正データ（固有面精度誤差成分
Ｗ）を取得する。

【００９２】そして、先に取得した面精度誤差データ
Ｗ’から、その固有面精度誤差成分Ｗを減算することに
より、支持部材３３が被検面３１ａに与える重力歪みＨ
を求める（次式（２２）参照）。 Ｈ＝Ｗ’−Ｗ ・・・（２２） これによって、支持部材３３が被検面３１ａに与える重
力歪みＨの絶対校正が完了する。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したとおり、請求項１、請求項
４、請求項５に記載の発明によれば、被検面の固有面精
度誤差成分を絶対校正することができる。また、請求項
２に記載の発明によれば、被検面の固有面精度誤差成分
を、短時間で絶対校正することができる。また、この発
明には、測定条件の自由度が高いという利点もある。

【００９４】また、請求項３に記載の発明によれば、任
意の支持部材が被検面に与える重力歪みによる誤差成分
を、絶対校正することができる。また、請求項６、請求
項７、請求項８に記載の発明によれば、被検面に固有の
形状を高精度に算出することができる。また、請求項
９、請求項１０に記載の発明によれば、高精度に測定さ
れた形状の光学部材が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の絶対校正方法に用いられる干渉
計測システム１の構成図である。

【図２】第１実施形態の絶対校正方法の動作フローチャ
ートである。

【図３】第１実施形態の絶対校正方法を説明する図であ
る。

【図４】差分データΔを構成する各成分ｗｒｓ［１］、
ｗｒｓ［２］を示す図である。

【図５】第１実施形態の絶対校正方法に適用される別の
系を説明する図である。

【図６】第２実施形態の絶対校正方法を説明する図であ
る。

【図７】第３実施形態の絶対校正方法を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ 干渉計測システム １０ 干渉計測装置 １１ 干渉計本体 １１ａ 光源 １１ｂ ビームエキスパンダ １１ｃ ビームスプリッタ １１ｄ 結像レンズ １１ｅ 検出器 １２ フィゾーレンズ ２ａ，２ａ’，２４ａ フィゾー面 ３，２１ 被検物 ３ａ，２１ａ 被検面 ４ 測定光軸 ５，５’，２３ 支持部材 ６ 外形中心軸 ２０ 情報処理器 ３０ ディスプレイ ２０ａ 記憶媒体 Ｅ 有効領域 ｅ 部分領域 ２２ レフ原器 ２２ａ レフ原器面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA09 CC04 EE05 GG22 GG38 GG70 HH03 HH08 JJ01 KK01 2F065 AA48 BB05 CC22 DD03 FF51 JJ03 JJ26 LL09 LL10 LL19 LL36 LL46 LL57 MM04 QQ17 QQ21 QQ29 QQ32 5B057 AA01 BA02 DA20 DB02 DB09 DC32

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射された測定用光束を、波面
   変換素子を用いて被検物の被検面の設計形状と同じ幾何
   学形状を有する測定波面に変換し、その測定波面が垂直
   入射するようにアライメントされた前記被検面に照射す
   ると共に、前記測定用光束を所定の面形状を有する参照
   面に照射し、前記被検面において反射した被検波面と前
   記参照面において反射された参照波面とが干渉して生じ
   させる干渉縞を光電変換素子を用いて光電検出し、干渉
   面（≡干渉縞を成す各波面を決定する面）の干渉計測デ
   ータを取得する干渉計測システムを用いて、前記被検面
   の固有面精度誤差を絶対校正する絶対校正方法であっ
   て、 前記被検面の外形中心軸が重力方向に一致するような姿
   勢で前記被検物を支持部材により支持すると共に、前記
   測定波面が前記被検面の有効領域（≡品証すべき領域）
   と一致するように前記干渉計測システムの各部を設定
   し、 重力方向に対する前記被検物の前記姿勢を保ちつつ、前
   記支持部材に対して前記被検物を重力方向を回転軸とし
   て回転させることにより、異なる回転位置のそれぞれに
   おける干渉面（＝前記有効領域及び前記参照面）の干渉
   計測データ（≡第１の干渉計測データ）を、前記干渉計
   測システムから取得し、 前記取得した前記第１干渉計測データから、前記有効領
   域についての第１の絶対校正データを抽出し、 前記被検面の外形中心軸が重力方向に対して一定の傾斜
   角度を有するような姿勢で前記被検物を前記支持部材と
   同じ又は異なる支持部材により支持すると共に、前記測
   定波面が前記有効領域の少なくとも一部に相当する部分
   領域と一致するように前記干渉計測システムの各部を設
   定し、 重力方向に対する前記被検物の前記姿勢を保ちつつ、前
   記支持部材に対して前記被検物を重力方向を回転軸とし
   て回転させることにより、異なる回転位置のそれぞれに
   おける干渉面（＝前記部分領域及び前記参照面）の干渉
   計測データ（≡第２の干渉計測データ）を、前記干渉計
   測システムから取得し、 前記傾斜角度を保ちつつ、前記支持部材に対して前記被
   検物を前記外形中心軸を回転軸として回転させることに
   より、異なる回転位置のそれぞれにおける干渉面（＝前
   記部分領域及び前記参照面）の干渉計測データ（≡第３
   の干渉計測データ）を、前記干渉計測システムから取得
   し、 前記第１の絶対校正データと、前記第２の干渉計測デー
   タと、前記第３の干渉計測データとから、前記部分領域
   についての絶対校正データ（≡第２の絶対校正データ）
   を抽出し、 前記第２の絶対校正データと、前記第３の干渉計測デー
   タとから、前記有効領域についての絶対校正データ（≡
   第３の絶対校正データ）を取得することを特徴とする絶
   対校正方法。
2. 【請求項２】 被検物が有する被検面の面精度誤差を絶
   対校正するに当たり、 前記被検物と同じ形状でありかつ同じ材料で形成された
   レフ原器を準備し、 請求項１記載の絶対校正方法を用いて前記レフ原器が有
   するレフ原器面についての前記第３の絶対校正データを
   取得し、 前記レフ原器面と前記被検面との比較減算測定を、前記
   レフ原器と前記被検物とを任意の同一の支持部材により
   支持して行うことにより、それら両面の比較減算データ
   を取得し、 前記レフ原器面についての前記第３の絶対校正データに
   応じて、前記比較減算データを補正することにより、前
   記被検面についての第３の絶対校正データを取得するこ
   とを特徴とする絶対校正方法。
3. 【請求項３】 任意の支持部材により支持された被検物
   が有する被検面の重力歪みを絶対校正するに当たり、 所定の計測方法を用いて、前記重力歪みが生じた状態に
   おける前記被検面の形状データを取得し、 請求項１記載の絶対校正方法を用いて、前記被検面につ
   いての前記第３の絶対校正データを取得し、 前記形状データと前記第３の絶対校正データとから、前
   記支持部材が前記被検物に与える前記重力歪みの絶対校
   正データを取得することを特徴とする絶対校正方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の絶対校正方法に適用さ
   れる情報処理装置であって、 前記絶対校正方法において取得された前記第１干渉計測
   データから、前記有効領域についての第１の絶対校正デ
   ータを抽出する第１のデータ抽出手段と、 前記抽出された第１の絶対校正データと、前記絶対校正
   方法において取得された前記第２の干渉計測データ及び
   前記第３の干渉計測データとから、前記部分領域につい
   ての絶対校正データ（≡第２の絶対校正データ）を抽出
   する第２のデータ抽出手段と、 記第２の絶対校正データと、前記第３の干渉計測データ
   とから、前記有効領域についての絶対校正データ（≡第
   ３の絶対校正データ）を取得するデータ取得手段とを備
   えたことを特徴とする情報処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の絶対校正方法において
   取得された前記第１干渉計測データから、前記有効領域
   についての第１の絶対校正データを抽出する第１のデー
   タ抽出手順と、 前記抽出された第１の絶対校正データと、前記絶対校正
   方法において取得された前記第２の干渉計測データ及び
   前記第３の干渉計測データとから、前記部分領域につい
   ての絶対校正データ（≡第２の絶対校正データ）を抽出
   する第２のデータ抽出手順と、 記第２の絶対校正データと、前記第３の干渉計測データ
   とから、前記有効領域についての絶対校正データ（≡第
   ３の絶対校正データ）を取得するデータ取得手順とをコ
   ンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したこ
   とを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
6. 【請求項６】 検出器により、被検面からの反射光であ
   る測定用光束と、フィゾー面からの反射光である参照用
   光束とを互いに干渉させ、該干渉による位相差を検出す
   ることにより、前記被検面の面形状を測定する形状測定
   方法において、 前記干渉による位相差検出値より導き出された面精度誤
   差値から、前記フィゾー面の面精度誤差成分と前記被検
   面の重力歪みにより生じる誤差成分とを除去することに
   より前記被検面の固有面精度誤差成分を抽出し、前記被
   検面の面形状を算出することを特徴とする形状測定方
   法。
7. 【請求項７】 前記面精度誤差値が、前記被検面の外形
   中心軸が重力方向となるように配置し、重力方向の周り
   に被検物を回転させて取得した面精度誤差値（第１の干
   渉計測値）と、前記被検面の外形中心軸が重力方向に対
   して傾斜するように被検物を配置し、前記重力方向の周
   りに被検物を回転させて取得した前記被検面の部分領域
   （傾斜時の被検物の干渉面）の面精度誤差値（第２の干
   渉計測値）と、 前記被検面の外形中心軸が前記重力方向に対して傾斜す
   るように被検物を配置し、前記外形中心軸の周りに被検
   物を回転させて取得した前記被検面の部分領域の面精度
   誤差値（第３の干渉計測値）であることを特徴とする請
   求項６記載の形状測定方法。
8. 【請求項８】 前記フィゾー面の面精度誤差成分と前記
   被検面の重力歪みにより生じる誤差成分とを除去するこ
   とにより前記被検面の固有面精度誤差成分を抽出する演
   算は、 前記第１の干渉計測値から前記被検面の非回転対称誤差
   成分を算出し、 前記非回転対称誤差成分と、前記第２の干渉計測値と、
   前記第３の干渉計測値とから前記部分領域の回転対称誤
   差成分を抽出するとともに、該回転対称誤差成分及び前
   記非回転対称誤差成分を用いて、前記部分領域の固有面
   精度誤差成分を算出し、 該部分領域の固有面精度誤差成分と、前記第３の干渉計
   測値とを用いて所定の波面合成する演算により実質的に
   なされることを特徴とする請求項７記載の形状測定方
   法。
9. 【請求項９】 請求項１〜請求項３の何れか１項記載の
   絶対校正方法を用いて形状測定がされた光学部材。
10. 【請求項１０】 請求項６〜請求項８の何れか１項記載
    の形状測定方法を用いて形状測定がされた光学部材。