JP2009139151A

JP2009139151A - 干渉計装置のシステム誤差較正方法

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Publication number: JP2009139151A
Application number: JP2007314005A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Saito; 隆行齋藤; Souto Katsura; 宗涛葛
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-25
Also published as: KR20090058448A; TW200925549A; KR101002677B1; CN101451889B; CN101451889A

Abstract

【課題】干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分やコマ収差成分を解析的に求めて、被検レンズの波面収差の測定結果を補正し得るようにする。
【解決手段】被検レンズ５を測定光軸Ｃに対し、互いに９０度だけ離れた２つの回転位置に保持して各々の測定を行い、得られた第１および第２の収差関数をザイデル収差に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した第１および第２アス収差関数を求める。第１アス収差関数と第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した第３アス収差関数を求め、その２分の１に対応したシステム固有のアス収差関数に基づきシステム固有のアス収差成分を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置のシステム誤差を較正する方法に関し、特に、干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差（非点収差）成分およびコマ収差成分と、被検レンズに固有のアス収差成分およびコマ収差成分とを分離して求めるのに好適な干渉計装置のシステム誤差較正方法に関する。

従来、ＣＤやＤＶＤなどの光ディスク用の対物レンズの光学性能を調べるために、干渉計装置を用いた透過波面測定が行われている。例えば、平面波を球面波に変換するように設計された被検レンズを測定する場合は、平行光束中に被検レンズを配置し、被検レンズを透過し参照球面で折り返された被検光（透過波面）を、参照基準面からの参照光（参照波面）と干渉させ、得られた干渉縞画像に基づき被検レンズの波面収差を測定する。

このような透過波面測定においては、干渉計装置のシステム誤差（参照基準平面や参照球面の形状誤差等）に起因する収差成分が測定結果に重畳されることになるため、高精度な測定結果を得るためにはシステム誤差をできる限り抑えることが望まれるが、加工精度上システム誤差を完全に無くすことは極めて困難である。

従来、このようなシステム誤差の影響を低減し、被検レンズの波面収差を高精度に測定し得る手法として、下記特許文献１に記載された手法が知られている。この手法によれば、被検レンズを光軸回りに所定角度（アス収差成分を求める場合は９０度、コマ収差成分を求める場合は１８０度）回転させ、回転前後の２位置において得られた各々の測定波面の差の２分の１を求め、それをツェルニケ（ゼルニケ）多項式で展開したときのアス収差係数およびコマ収差係数により、被検レンズ固有のアス収差成分やコマ収差成分を求めることが可能となっている。

特許第３２３０５３６号公報

上記特許文献１に記載された手法によれば、得られた測定波面データから、システム固有のアス収差成分やコマ収差成分の影響を結果的に取り除くことはできるが、システム固有のアス収差成分やコマ収差成分を求めることについては考慮されていない。

このため、被検レンズ固有のアス収差成分やコマ収差成分を高精度に求めるためには、測定対象となる被検レンズ毎にその都度、２つの回転位置における透過波面測定を行う必要がある。

一方、システム固有のアス収差成分やコマ収差成分を求めることができれば、任意の回転位置における１回の透過波面測定によって得られた波面収差結果を補正することにより、被検レンズ固有のアス収差成分やコマ収差成分を高精度に求めることが可能となるので、測定や演算に要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分やコマ収差成分を解析的に求めて、被検レンズの波面収差の測定結果を補正することが可能な干渉計装置のシステム誤差較正方法を提供することを目的とする。

本発明に係る第１の干渉計装置のシステム誤差較正方法は、被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正するものであって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに９０度だけ回転せしめた比較用の回転位置に保持し、該比較用の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第１アス収差関数として求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第２アス収差関数として求め、
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第３アス収差関数として求め、
該第３アス収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数とし、該システム固有のアス収差関数に基づき前記システム固有のアス収差成分を求める、ことを特徴とする。

本発明に係る第２の干渉計装置のシステム誤差較正方法は、被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のコマ収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正するものであって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに１８０度だけ回転せしめた比較用の回転位置に保持し、該比較用の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第１コマ収差関数として求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第２コマ収差関数として求め、
前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第３コマ収差関数として求め、
該第３コマ収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数とし、該システム固有のコマ収差関数に基づき前記システム固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする。

本発明に係る第３の干渉計装置のシステム誤差較正方法は、被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分およびコマ収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正するものであって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに９０度だけ回転せしめた比較用の第１回転位置に保持し、該比較用の第１回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の第１回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに１８０度だけ回転せしめた比較用の第２回転位置に保持し、該比較用の第２回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の第２回転位置における前記波面収差に対応した第３の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第１アス収差関数、コマ収差に対応した収差関数を第１コマ収差関数としてそれぞれ求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第２アス収差関数として求め、
前記第３の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第２コマ収差関数として求め、
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第３アス収差関数として求め、
前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第３コマ収差関数として求め、
前記第３アス収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数とし、該システム固有のアス収差関数に基づき前記システム固有のアス収差成分を求め、前記第３コマ収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数とし、該システム固有のコマ収差関数に基づき前記システム固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする。

本発明に係る第１の干渉計装置のシステム誤差較正方法において、前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第４アス収差関数として求め、該第４アス収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数とし、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき前記被検レンズ固有のアス収差成分を求めるようにしてもよい。

本発明に係る第２の干渉計装置のシステム誤差較正方法において、前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第４コマ収差関数として求め、該第４コマ収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数とし、該被検レンズ固有のコマ収差関数に基づき前記被検レンズ固有のコマ収差成分を求めるようにしてもよい。

本発明に係る第３の干渉計装置のシステム誤差較正方法において、前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第４アス収差関数として求め、前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第４コマ収差関数として求め、
前記第４アス収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数とし、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき前記被検レンズ固有のアス収差成分を求め、前記第４コマ収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数とし、該被検レンズ固有のコマ収差関数に基づき前記被検レンズ固有のコマ収差成分を求めるようにしてもよい。

本発明に係る干渉計装置のシステム誤差較正方法によれば、上述の構成を備えていることにより、干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分やコマ収差成分を解析的に求めることができ、求められたシステム固有のアス収差成分やコマ収差成分に基づき、波面収差の測定結果を補正することが可能となる。

求められたシステム固有のアス収差成分やコマ収差成分の値は、定期的に見直す必要があるものの、複数回の被検レンズに係る透過波面測定において、得られた波面収差の測定結果の補正に用いることが可能である。

したがって、従来手法のように、想定対象となる被検レンズ毎に異なる２つの回転位置における透過波面測定を行うことなく、被検レンズに固有のアス収差成分やコマ収差成分を高精度に求めることが可能となる。

以下、本発明に係る干渉計装置のシステム誤差較正方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を適用する干渉計装置の概略構成図である。

図１に示す干渉計装置１は、平面波を球面波に変換するように設計された被検レンズ５の透過波面測定を行うフィゾータイプのものであり、光干渉部１０と撮像部２０と解析部３０とを備えてなる。

上記光干渉部１０は、レーザ光源等からなる光源部１１と、ビーム径拡大用レンズ１２と、光束分割面１３ａを有するビームスプリッタ１３と、発散光束をコリメートするコリメータレンズ１４と、参照基準平面１５ａを有する透過型の基準板１５と、被検レンズ５を保持する載置台１６と、被検レンズ５からの透過波面を再帰反射せしめる参照基準球面１７ａを有する球面反射鏡１７とを備え、透過型基準板１５および被検レンズ５を透過して参照基準球面１７ａで反射され、再び被検レンズ５を透過して図中下方に進行する透過波面と、参照基準面１５ａで反射されて図中下方に進行する参照波面との干渉光を、コリメータレンズ１４およびビームスプリッタ１３を介して上記撮像部２０に入射せしめるようになっている。

なお、上記載置台１６には、干渉計装置１の測定光軸Ｃに対する被検レンズ５の傾きを調整するための２軸傾き調整ステージ、干渉計装置１の測定光軸Ｃおよび参照基準球面１７ａに対する被検レンズ５の位置を調整する３軸位置調整ステージ、および干渉計装置１の測定光軸Ｃに対する被検レンズ５の回転位置を調整する回転ステージ（いずれも不図示）が設けられている。また、上記基準板１５は、不図示のフリンジスキャンアダプタにより支持されており、該フリンジスキャンアダプタによって干渉計１の光軸Ｃの方向に微動せしめられることにより、光路上での参照基準面１５ａの位置を微小変化させ得るように構成されている。

上記撮像部２０は、結像レンズ２１および撮像カメラ２２を備え、上記光干渉部１０から入射された干渉光を取り込み、被検レンズ５の透過波面情報を担持した干渉縞画像を撮像し、上記解析部３０に出力するようになっている。

上記解析部３０は、上記撮像部２０から入力された干渉縞画像を解析する解析装置３１と、撮像された干渉縞画像や解析結果等を表示する画像表示装置３２と、解析装置３１に対する各種入力を行うための入力装置３３とを備えている。なお、上記解析装置３１は、コンピュータ等により構成されており、各種プログラムを格納したハードディスク等の記憶手段や、各種演算処理を行うＣＰＵ等を備えている。

以下、本発明の一実施形態に係る干渉計装置のシステム誤差較正方法（以下「本実施形態方法」と称することがある）の手順について説明する。本実施形態方法は、上述の干渉計装置１に適用され、該干渉計装置１の参照基準平面１５ａや参照基準球面１７ａの形状誤差等の、干渉計装置１のシステム誤差に起因するアス収差およびコマ収差を解析的に求め、干渉計装置１により得られた被検レンズ５の波面収差の測定結果を補正するものである。なお、以下の各手順における演算処理は、上記解析装置３１において実施されるものとすることが可能である。また、干渉計装置１のアライメント調整や被検体５の傾きや位置調整は完了しているものとする。

〈１〉図１に示すように、干渉計装置１の測定光軸Ｃに対し被検レンズ５を任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における被検レンズ５の波面収差に対応した第１の収差関数を求める。

〈２〉被検レンズ５を上記任意の回転位置から測定光軸Ｃ回りに９０度だけ回転せしめた比較用の第１回転位置に保持し、該比較用の第１回転位置において得られた干渉縞画像に基づき、該比較用の第１回転位置における被検レンズ５の波面収差に対応した第２の収差関数を求める。

〈３〉被検レンズ５を上記任意の回転位置から測定光軸回りに１８０度だけ回転せしめた比較用の第２回転位置に保持し、該比較用の第２回転位置において得られた干渉縞画像に基づき、該比較用の第２回転位置における被検レンズ５の波面収差に対応した第３の収差関数を求める。
なお、上記第１〜第３の収差関数は、例えば、位相シフト法を用いて波面形状を求め、それをツェルニケ多項式（４次、６次、８次、１０次等のツェルニケ多項式）に展開させて求めることができる（以下の他の収差関数においても同様）。

〈４〉上記第１の収差関数をザイデル収差の各々（例えば、３次収差としてのティルト（歪曲収差）、パワー（デフォーカス、像面湾曲）、アス収差（非点収差）、コマ収差、球面収差。以下同じ）に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第１アス収差関数、コマ収差に対応した収差関数を第１コマ収差関数としてそれぞれ求める。

〈５〉上記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第２アス収差関数として求める。

〈６〉上記第３の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第２コマ収差関数として求める。

〈７〉上記第１アス収差関数と上記第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第３アス収差関数として求める。

〈８〉上記第１コマ収差関数と上記第２コマ収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第３コマ収差関数として求める。

〈９〉上記第３アス収差関数を２分の１倍したものを上記干渉計装置１のシステム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数とし、該システム固有のアス収差関数に基づきシステム固有のアス収差成分を求める。

〈１０〉上記第３コマ収差関数を２分の１倍したものを上記干渉計装置１のシステム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数とし、該システム固有のコマ収差関数に基づきシステム固有のコマ収差成分を求める。

〈１１〉上記第１アス収差関数と上記第２アス収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第４アス収差関数して求め、上記第１コマ収差関数と上記第２コマ収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第４コマ収差関数として求める。

〈１２〉上記第４アス収差関数を２分の１倍したものを被検レンズ５に固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数とし、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき上記被検レンズ５に固有のアス収差成分を求め、上記第４コマ収差関数を２分の１倍したものを上記被検レンズ５に固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数とし、該被検レンズ固有の収差関数に基づき前記被検レンズ固有のコマ収差成分を求める。

以下、本実施形態方法の作用について、数式を用いて検証する。

上記干渉計装置１による波面収差の測定値に係る収差関数をＭ_Ψ（ρ，θ）、被検体５に固有の波面収差成分に係る収差関数をＷ_Ψ（ρ，θ）、干渉計装置１のシステム固有の波面収差成分に係る収差関数をＳ_Ψ（ρ，θ）とすると、下式（１）の関係がある。なお、添え字のΨは、干渉計装置１の測定光軸Ｃに対する被検レンズ５の回転位置の角度（例えば、Ψ＝０°，９０°，１８０°，２７０°等）を表し、パラメータのρおよびθは、極座標における中心からの距離と角度を表す。また、以下では、上記収差関数Ｍ_Ψ（ρ，θ）において、Ψ＝０°、９０°および１８０°のときが上述の第１、第２および第３の収差関数にそれぞれ相当するとして扱う。

また、上述の収差関数Ｍ_Ψ（ρ，θ）、Ｗ_Ψ（ρ，θ）およびＳ_Ψ（ρ，θ）を、ザイデル収差の各々にそれぞれ分類し、その中でアス収差に対応した収差関数をそれぞれ、Ａ_ａｍ（ρ，θ）、Ａ_ａｗ（ρ，θ）およびＡ_ａｓ（ρ，θ）とすると、これらは、通常、下式（２）〜（４）で表される。

上式（１）の関係から、下式（５）、（６）の関係が成立する。なお、添え字の（）内の数値は、上記Ψの値である（以下、同じ）。また、Ａ_{ａｍ（０）}（ρ，θ）およびＡ_{ａｍ（９０）}（ρ，θ）は、上述の第１アス収差関数および第２アス収差関数にそれぞれ相当する。

上式（５）、（６）を辺々加え、上式（２）〜（４）を用いて演算処理すると、下式（７）、（８）の関係が得られる。なお、下式（７）は第１アス収差関数および第２アス収差関数を足し合わせたものに相当し、下式（８）は、上述の第１アス収差関数から第２アス収差関数を差し引いたものに相当する。

上式（７）、（８）において、Ａ_{ａｗ（０）}ρ^２は、ザイデル収差の中のパワー収差成分を表す。したがって、上式（７）、（８）で表される収差関数を、ザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を求めると（｛｝_ｓは、この操作を行うことを示す）、このパワー収差成分が取り除かれるので、下式（９）および（１０）の関係が成立する。なお、下式（９）の左辺および下式（１０）の左辺は、上述の第３アス収差関数および第４アス収差関数に相当する。

上式（９）により、上記第３アス収差関数を２分の１倍したものが干渉計装置１のシステム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数となり、該システム固有のアス収差関数に基づきシステム固有のアス収差成分を求められることが示された。

また、上式（１０）により、上記第４アス収差関数を２分の１倍したものが被検レンズ５に固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数となり、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき被検レンズ５に固有のアス収差成分を求められることが示された。

コマ収差に関しても同様であり、下式（１１）、（１２）の関係が導き出せる。なお、下式（１１）の左辺および下式（１２）の左辺は、上述の第３コマ収差関数および第４コマ収差関数に相当する。また、以下の｛｝_ｃは、コマ収差に対応した収差関数を求める操作を行うことを示す。

ただし、一般に、下式（１３）の関係が成立することを用いている。

ここで、Ａ_ｃｍ（ρ，θ）、Ａ_ｃｗ（ρ，θ）およびＡ_ｃｓ（ρ，θ）は、上述の収差関数Ｍ_Ψ（ρ，θ）、Ｗ_Ψ（ρ，θ）およびＳ_Ψ（ρ，θ）を、ザイデル収差の各々にそれぞれ分類したときのコマ収差に対応した収差関数を示し、φ_ｃｍ、φ_ｃｗ、φ_ｃｓは、各々のコマ収差の方向を示す角度（コマ角度）である。

上式（１１）により、上記第３コマ収差関数を２分の１倍したものが干渉計装置１のシステム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数となり、該システム固有のコマ収差関数に基づきシステム固有のコマ収差成分を求められることが示された。

また、上式（１２）により、上記第４コマ収差関数を２分の１倍したものが被検レンズ５に固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数となり、該被検レンズ固有のコマ収差関数に基づき被検レンズ５に固有のコマ収差成分を求められることが示された。

なお、上述のシステム固有のアス収差成分を求めると、まず、上式（９）の関係から下式（１４）の関係が成立する。

上式（１４）の第２行第１項は、パワー収差成分を表し、上式（９）においては取り除かれるため、下式（１５）が成立する。

ここで、Ｍ、Ｎ、αは、下式（１６）で表される。

同様に、上述の被検体固有のアス収差成分を求めると、まず、上式（１０）の関係から下式（１７）の関係が成立する。

上式（１７）の第２行第１項は、パワー収差成分を表し、上式（１０）においては取り除かれるため、下式（１８）が成立する。

ここで、Ｋ、βは、下式（１９）で表される。

また、上述のシステム固有のコマ収差成分を求めると、まず、上式（１１）の関係から下式（２０）の関係が成立する。

ここで、Ｐ、Ｑ、γは、下式（２１）で表される。

同様に、上述の被検体固有のコマ収差成分を求めると、まず、上式（１２）の関係から下式（２２）の関係が成立する。

ここで、Ｔ、εは、下式（２３）で表される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。

例えば、上記実施形態においては、システム固有のアス収差成分およびコマ収差成分と共に、被検体固有のアス収差成分およびコマ収差成分についても、所定の演算処理により解析的に求めているが、求められたシステム固有のアス収差成分およびコマ収差成分を測定値から差し引くことにより該測定値を補正して、被検体固有のアス収差成分およびコマ収差成分を求めるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、被検体５を所定の２つの回転位置（アス収差の場合、例えば、０°と９０°）において測定し、その２つの測定結果に基づきシステム固有のアス収差成分を求めているが、所定の２つの回転位置の組合せを複数設定し（アス収差の場合、例えば、０°と９０°、９０°と１８０°、１８０°と２７０°、２７０°と０°（３６０°）というような組合せとする）、各々の組合せにおける２つの回転位置の測定結果に基づき、各組合せにおけるシステム固有のアス収差成分の値をそれぞれ求め、それらの平均値を、システム固有のアス収差成分の値としてもよい。このことは、システム固有のコマ収差成分を求める場合についても同様である（コマ収差の場合、例えば、０°と１８０°、９０°と２７０°というような組合せとする）。

また、上記実施形態は、無限系の被検レンズ５の透過波面測定をフィゾータイプの干渉計装置１を用いて行う場合の適用例を示しているが、本発明は、適用される干渉計装置の対応や被検レンズのタイプが限定されるものではない。例えば、有限系の被検レンズを他のタイプ（例えば、マイケルソンタイプやマッハツェンダタイプ）の干渉計装置により測定する場合にも適用することが可能である。

本発明の一実施形態を適用する干渉計装置の概略構成図

符号の説明

１干渉計装置
５被検レンズ
１０光干渉部
１１光源部
１２ビーム径拡大用レンズ
１３ビームスプリッタ
１３ａ光束分割面
１４コリメータレンズ
１５基準板
１５ａ参照基準平面
１６載置台
１７球面反射鏡
１７ａ参照基準球面
２０撮像部
２１結像レンズ
２２撮像カメラ
３０解析部
３１解析装置
３２入力装置
３３画像表示装置
Ｃ測定光軸

Claims

被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正する干渉計装置のシステム誤差較正方法であって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに９０度だけ回転せしめた比較用の回転位置に保持し、該比較用の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第１アス収差関数として求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第２アス収差関数として求め、
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第３アス収差関数として求め、
該第３アス収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数とし、該システム固有のアス収差関数に基づき前記システム固有のアス収差成分を求める、ことを特徴とする干渉計装置のシステム誤差較正方法。
被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のコマ収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正する干渉計装置のシステム誤差較正方法であって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに１８０度だけ回転せしめた比較用の回転位置に保持し、該比較用の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第１コマ収差関数として求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第２コマ収差関数として求め、
前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第３コマ収差関数として求め、
該第３コマ収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数とし、該システム固有のコマ収差関数に基づき前記システム固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする干渉計装置のシステム誤差較正方法。
被検レンズの透過波面と参照波面との光干渉により得られる干渉縞画像に基づき、前記被検レンズの波面収差を測定する干渉計装置において、該干渉計装置のシステム誤差に起因するシステム固有のアス収差成分およびコマ収差成分を解析的に求めて、前記波面収差の測定結果を補正する干渉計装置のシステム誤差較正方法であって、
前記被検レンズを前記干渉計装置の測定光軸に対し任意の回転位置に保持し、該任意の回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該任意の回転位置における前記波面収差に対応した第１の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに９０度だけ回転せしめた比較用の第１回転位置に保持し、該比較用の第１回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の第１回転位置における前記波面収差に対応した第２の収差関数を求め、
前記被検レンズを前記任意の回転位置から前記測定光軸回りに１８０度だけ回転せしめた比較用の第２回転位置に保持し、該比較用の第２回転位置において得られた前記干渉縞画像に基づき、該比較用の第２回転位置における前記波面収差に対応した第３の収差関数を求め、
前記第１の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第１アス収差関数、コマ収差に対応した収差関数を第１コマ収差関数としてそれぞれ求め、
前記第２の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第２アス収差関数として求め、
前記第３の収差関数をザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第２コマ収差関数として求め、
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第３アス収差関数として求め、
前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数とを足し合わせたものを再びザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第３コマ収差関数として求め、
前記第３アス収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のアス収差成分を表すシステム固有のアス収差関数とし、該システム固有のアス収差関数に基づき前記システム固有のアス収差成分を求め、前記第３コマ収差関数を２分の１倍したものを前記システム固有のコマ収差成分を表すシステム固有のコマ収差関数とし、該システム固有のコマ収差関数に基づき前記システム固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする干渉計装置のシステム誤差較正方法。
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第４アス収差関数として求め、
該第４アス収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数とし、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき前記被検レンズ固有のアス収差成分を求める、ことを特徴とする請求項１記載の干渉計装置のシステム誤差較正方法。
前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第４コマ収差関数として求め、
該第４コマ収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数とし、該被検レンズ固有のコマ収差関数に基づき前記被検レンズ固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする請求項２記載の干渉計装置のシステム誤差較正方法。
前記第１アス収差関数と前記第２アス収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でアス収差に対応した収差関数を第４アス収差関数として求め、前記第１コマ収差関数と前記第２コマ収差関数との差をとったものをザイデル収差の各々に対応した各収差関数に分類し、その中でコマ収差に対応した収差関数を第４コマ収差関数として求め、
前記第４アス収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のアス収差成分を表す被検レンズ固有のアス収差関数とし、該被検レンズ固有のアス収差関数に基づき前記被検レンズ固有のアス収差成分を求め、前記第４コマ収差関数を２分の１倍したものを前記被検レンズ固有のコマ収差成分を表す被検レンズ固有のコマ収差関数とし、該被検レンズ固有のコマ収差関数に基づき前記被検レンズ固有のコマ収差成分を求める、ことを特徴とする請求項３記載の干渉計装置のシステム誤差較正方法。