JP2009145081A - 回転非対称収差の発生要因誤差量測定方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検レンズ1の面倒れおよび面ずれに対し線形の関係式が成立するザイデルの3次および5次のコマ収差を選択し、コンピュータシミュレーションにより、その線形の関係式における各係数の値を求める。ヌルミラー6を備えた干渉計により被検レンズ1に対する透過波面測定を行い、3次および5次のコマ収差の各発生量を求める。求められた各係数の値と3次および5次のコマ収差の各発生量の値を、上記線形の関係式に代入してなる連立方程式を解くことにより、被検レンズ1の面倒れおよび面ずれの各値を求める。
【選択図】図1
Description
前記N個の誤差量E1〜ENに対し下式(1)の線形関係をそれぞれ有するとみなせる少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNを選択し、コンピュータシミュレーションにより、下式(1)における各係数ajkおよび各定数bjk(j、kは1〜Nまでの任意の整数)の値をそれぞれ求める係数算定ステップと、
ヌル光学素子を備えた干渉計を用いて前記被検レンズに対する透過波面測定を行い、該透過波面測定により得られた干渉縞画像に基づき、前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量を求める回転非対称収差測定ステップと、
前記係数算定ステップにおいて求められた前記各係数ajkおよび各定数bjkの値と、前記回転非対称収差測定ステップにおいて求められた前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量の値とを、下式(1)に代入してなる連立方程式を解くことにより、前記N個の誤差量E1〜ENの各値を求める誤差量算定ステップと、をこの順に行うことを特徴とする。
ヌル光学素子を備えた干渉計と、解析装置とを備え、
該解析装置は、
被検レンズの回転非対称な収差の発生要因となる所定のN個の誤差量E1〜EN(Nは2以上の整数)を測定する装置であって、
ヌル光学素子を備えた干渉計と、解析装置とを備え、
該解析装置は、
前記N個の誤差量E1〜ENに対し上式(1)の線形関係をそれぞれ有するとみなせるものとして選択された少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNに基づき、該少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各々に対応する値としてコンピュータシミュレーションにより求められた上式(1)における各係数ajkおよび各定数bjk(j、kは1〜Nまでの任意の整数)の値をそれぞれ出力する係数出力手段と、
前記ヌル光学素子を備えた干渉計による、前記被検レンズに対する透過波面測定により得られた干渉縞画像に基づき、前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量を求める回転非対称収差測定手段と、
前記係数出力手段から出力された前記各係数ajkおよび各定数bjkの値と、前記回転非対称収差測定手段において求められた前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量の値とを、上式(1)に代入してなる連立方程式を解くことにより、前記N個の誤差量E1〜ENの各値を求める誤差量算定手段と、を備えてなることを特徴とする。
(a)模擬レンズをコンピュータ上に設定されたXY平面の原点位置にセットする(模擬レンズの第2レンズ面(下面)の中心軸が、XY平面の原点位置においてXY平面と垂直となるようにする)。
(b)模擬レンズに所定の面ずれ量(面ずれ方向は、例えばX方向とする)を入力する(第2レンズ面は固定したまま、第1レンズ面(上面)を、その中心軸が第2レンズ面の中心軸と平行な状態を維持したままずらす)。
(d)上述の設定条件において、模擬レンズの透過波面測定のシミュレーションを行い、模擬レンズの透過波面収差Φ(x,y)を求める。
(e)求められた透過波面収差Φ(x,y)に対し、下式(2)で示される2次のべき級数関数F(x,y)により最小2乗フィッティングを行い、下記の係数A、B、Cの値を求める。
(g)上記手順(e)、(f)で得られた結果より、上式(2)においてチルト成分を示す係数(X方向にずらした場合は係数B)と、模擬ヌルミラーの中心軸の位置(X方向にずらした場合は座標x)との対応関係を示すグラフ(1次関数)を求める。
(i)上記手順(h)で算定された模擬ヌルミラーの中心軸位置を入力するとともに、上記手順(b)において面ずれ量が設定された模擬レンズの透過波面測定のシミュレーションを行って模擬レンズの透過波面収差を求め、そこから模擬レンズの3次および5次のコマ収差(またはコマ収差RMS)をそれぞれ求める。
(k)上記手順(i)と上記手順(j)(複数回行ってもよい)との結果により、上記係数Bが0となる条件においての、模擬レンズの面ずれと該面ずれに起因する3次および5次のコマ収差との関係を求める。
(a´)模擬レンズをコンピュータ上に設定されたXY平面の原点位置にセットする(模擬レンズの第2レンズ面(下面)の中心軸が、XY平面の原点位置においてXY平面と垂直となるようにする)。
(b´)模擬レンズに所定の面ずれ量を入力する(第2レンズ面は固定したまま、第1レンズ面(上面)を、その中心軸が第2レンズ面の中心軸と平行な状態を維持したままずらす)。
(d´)上述の設定条件において、模擬レンズの透過波面測定のシミュレーションを行い、模擬レンズの透過波面収差Φ´(x,y)を求める。
(e´)求められた透過波面収差Φ´(x,y)を、所定のべき級数(例えば、ツェルニケ多項式)を用いて展開する。
(g´)上記手順(c´)で入力された値とは異なるように、模擬ヌルミラーの中心軸の位置をずらして入力するとともに、この条件において、上記手順(d´)〜(f´)を行い、新たにチルト係数の値を求める。
(i´)上記手順(f´)で求められたチルト係数の値とコマ係数の値との差の2分の1の値を、下式(3)により求める。
(k´)更新されたチルト係数の値と、上記手順(f´)で求められたコマ係数の値との差の2分の1の値を、上式(3)により求める。
(l´)上記手順(j´)、(k´)を複数回繰り返して行い、チルト係数の値とコマ係数の値とが互いに略等しくなるときの模擬ヌルミラーの中心軸の位置を、上記手順(h´)で得られたグラフから求める。
(o´)上記手順(m´)と上記手順(n´)(複数回行ってもよい)との結果により、チルト係数の値とコマ係数の値とが互いに略等しくなるときの条件においての、模擬レンズの面ずれと該面ずれに起因する3次および5次のコマ収差との関係を求める。
2 レンズ部
2a (被検レンズの)第1レンズ面
2b (被検レンズの)第2レンズ面
3 張出部
3a (張出部の)上面
3b (張出部の)下面
4 透過型基準板
4a (透過型基準板の)基準面
5 レンズ搭載治具
5a 中央窓
5b 張出部用窓
5c 反射平面部用窓
6 ヌルミラー(反射型のヌル光学素子)
11 手動2軸チルトステージ(透過型基準板調整用)
12 手動2軸チルトステージ(ヌルミラー調整用)
13 θステージ
14 電動2軸チルトステージ
15 電動X軸ステージ
16 電動Y軸ステージ
17 電動Z軸ステージ
18 レーザマーカ
20 干渉計本体部
21 光源
22 ビーム径拡大用レンズ
23 ビームスプリッタ
24 コリメータレンズ
25 結像レンズ
26 撮像手段
27 解析装置
28 モニタ装置
29 入力装置
30 被検体ポジショニング部
31 係数出力手段
32 回転非対称収差測定手段
33 誤差量算定手段
34 係数テーブル
50 非球面レンズ
51 (非球面レンズの)第1レンズ面
52 (非球面レンズの)第2レンズ面
C1 (第1レンズ面の)中心軸
C2 (第2レンズ面の)中心軸
P1 (第1レンズ面の)中心点
P2 (第2レンズ面の)中心点
Claims (8)
- 被検レンズの回転非対称な収差の発生要因となる所定のN個の誤差量E1〜EN(Nは2以上の整数)を測定する方法であって、
前記N個の誤差量E1〜ENに対し下式(1)の線形関係をそれぞれ有するとみなせる少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNを選択し、コンピュータシミュレーションにより、下式(1)における各係数ajkおよび各定数bjk(j、kは1〜Nまでの任意の整数)の値をそれぞれ求める係数算定ステップと、
ヌル光学素子を備えた干渉計を用いて前記被検レンズに対する透過波面測定を行い、該透過波面測定により得られた干渉縞画像に基づき、前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量を求める回転非対称収差測定ステップと、
前記係数算定ステップにおいて求められた前記各係数ajkおよび各定数bjkの値と、前記回転非対称収差測定ステップにおいて求められた前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量の値とを、下式(1)に代入してなる連立方程式を解くことにより、前記N個の誤差量E1〜ENの各値を求める誤差量算定ステップと、
をこの順に行うことを特徴とする回転非対称収差の発生要因誤差量測定方法。
- 前記被検レンズは、該被検レンズの2つのレンズ面のうち少なくとも一方が非球面で形成された非球面レンズであり、
前記N個の誤差量E1〜ENは、前記2つのレンズ面それぞれの軸同士の相対的な位置ずれである面ずれと、前記2つのレンズ面それぞれの軸同士の相対的な傾きずれである面倒れとを含むものである、ことを特徴とする請求項1記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定方法。 - 前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNは、ザイデルの3次のコマ収差と5次のコマ収差とを含むものである、ことを特徴とする請求項1または2記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定方法。
- 被検レンズの回転非対称な収差の発生要因となる所定のN個の誤差量E1〜EN(Nは2以上の整数)を測定する装置であって、
ヌル光学素子を備えた干渉計と、解析装置とを備え、
該解析装置は、
前記N個の誤差量E1〜ENに対し下式(1)の線形関係をそれぞれ有するとみなせるものとして選択された少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNに基づき、該少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各々に対応する値としてコンピュータシミュレーションにより求められた下式(1)における各係数ajkおよび各定数bjk(j、kは1〜Nまでの任意の整数)の値をそれぞれ出力する係数出力手段と、
前記ヌル光学素子を備えた干渉計による、前記被検レンズに対する透過波面測定により得られた干渉縞画像に基づき、前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量を求める回転非対称収差測定手段と、
前記係数出力手段から出力された前記各係数ajkおよび各定数bjkの値と、前記回転非対称収差測定手段において求められた前記少なくともN個の回転非対称収差Ω1〜ΩNの各発生量の値とを、下式(1)に代入してなる連立方程式を解くことにより、前記N個の誤差量E1〜ENの各値を求める誤差量算定手段と、
を備えてなることを特徴とする回転非対称収差の発生要因誤差量測定装置。
- 前記被検レンズと前記ヌル光学素子との相対的な傾き姿勢を変化させる傾き姿勢可変手段と、
前記被検レンズと前記ヌル光学素子との、互いに直交する3軸方向の相対的な位置を変化させる3軸方向位置可変手段と、
を備えたことを特徴とする請求項4記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定装置。 - 求められた前記N個の誤差量E1〜ENの方向および/または大きさに係る識別情報を、前記被検レンズにマーキングするマーキング手段を備えたことを特徴とする請求項4または5記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定装置。
- 前記ヌル光学素子は、反射型のヌル光学素子であることを特徴とする請求項4〜6までのうちいずれか1項記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定装置。
- 前記ヌル光学素子は、透過型のヌル光学素子であることを特徴とする請求項4〜6までのうちいずれか1項記載の回転非対称収差の発生要因誤差量測定装置。
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