JP4252810B2

JP4252810B2 - 干渉計用基準レンズ

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Publication number: JP4252810B2
Application number: JP2003011513A
Authority: JP
Inventors: 秀雄神田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: JP2004226502A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学干渉計に用いられる干渉計用基準レンズに係わり、例えば、光学部品の面精度測定等に適用可能なフィゾー干渉計に使用される干渉計用基準レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光学レンズやミラー等の光学部品の表面精度の測定には、干渉計が用いられることが多い。とりわけ、簡易な構造で視野も比較的広く、高精度に測定可能な干渉計として、高精度に製作された基準レンズを備えたフィゾー干渉計が広く使用されている。
【０００３】
このフィゾー干渉計では、次のようにしてレンズ面等の球面（以下、被検球面という。）の測定が行われる。まず、平行な入射光束を基準レンズによって集光させて球面波に変換し、これを被検球面に照射する。このとき、球面波の法線の方向（進行方向）が被検球面の法線の方向と一致するようにし、これにより、被検球面からの垂直反射光束（以下、被検光という。）を得る。一方、基準レンズにおける最も被検球面に近い側の面である射出面（以下、基準球面という。）において入射光束の一部を反射させ、反射光束（参照光）を得る。そして、被検光と参照光とを干渉させて干渉縞を生じさせ、これを観察することにより、被検球面の形状測定を行うことができる。
【０００４】
フィゾー干渉計に用いられる基準レンズとしては、被検球面側での開口数ＮＡが十分に大きく（ＮＡ≧０．８０６）、見込み角（被検球面の曲率中心から被検球面の最大外径を見込む角度）θ１の大きな凸形状の被検球面であったとしても、その見込み角θ１以上の集束角θ２で集束する球面波光束を形成し、その被検球面の全体に亘って面精度を高精度に測定することが可能なものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、本出願人は、先に、十分に大きな開口数ＮＡ（例えば、ＮＡ≒０．８３３）を確保しつつ、レンズ外径が最大でも１３０．０ｍｍと小さく非常にコンパクトな干渉計用基準レンズを提案した（特許文献２参照）。なお、開口数ＮＡと集束角θ２との関係は、
ＮＡ＝ｓｉｎ（θ２／２）
と表される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３４６６１３号公報
【特許文献２】
特願２００２−０２９１９５号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１または特許文献２に記載された基準レンズは、より大きな曲率半径と共により大きな外径を有する被検球面を測定するのに好適に用いられ、構成するレンズ枚数も多く、サイズおよび重量も共に比較的大きなものである。したがって、曲率半径および外径がそれほど大きくない被検球面を測定対象とした場合には、コンパクトさに欠け、扱いづらいものとなっていた。また、上記の基準レンズはその構成上、高価である。このため、よりコンパクトであり安価な基準レンズが望まれていた。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な収差性能を確保しつつ、集束角を小さくすることなく、よりコンパクトな構成を有する干渉計用基準レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による干渉計用基準レンズは、入射光束の一部を基準球面で反射させることにより得られる参照光と、基準球面を通過した光束を基準球面の曲率中心と一致する焦点に向かうように集光させたのち、その焦点と一致する曲率中心を有する被検球面で反射させることによって得られる被検光とを干渉させることにより、被検球面の形状を計測し得るように構成された干渉計に用いられる干渉計用基準レンズであって、入射光束の入射側から順に、入射側に凸面を向けた正の第１レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第２レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第３レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第４レンズとが、配設されて構成されると共に、以下の条件式（１）および（２）を満足するようにしたものである。
２．２≦ｆ３／ｆ≦２．８ ……（１）
０．７５≦Ｒ５／ｆ≦０．８３……（２）
但し、ｆは干渉計用基準レンズ全系の焦点距離を示し、ｆ３は第３レンズの焦点距離を示し、Ｒ５は第３レンズの入射側の面における曲率半径を示す。なお、「正の…レンズ」とは、正の屈折力（パワー）を有するレンズを意味する。
【０００９】
本発明の干渉計用基準レンズでは、第１レンズが入射光束を集束し、その光束径を縮小するように機能する。後続の第２および第３レンズが、第１レンズを透過した入射光束を、その集束角を徐々に大きくするように段階的に集光させる機能を発揮する。さらに、第４レンズが、第３レンズから射出された入射光束を焦点に向かうように集束させるように機能する。これに加え、条件式（１）によって第３レンズの適正な正のパワー範囲が規定される。これにより、測定可能な被検球面の最大曲率半径と外径とが規定されると共に後続の第４レンズにおける良好な範囲の曲率半径が規定される。さらに、条件式（２）によって第３レンズの射出側の面における適正な曲率半径が規定され、これにより収差補正が可能となる。
【００１０】
本発明による干渉計用基準レンズは、さらに、以下の条件式（３）を満足するように構成されていることが望ましい。
３．６≦ｆ２／ｆ≦５．４ ……（３）
但し、ｆ２は第２レンズの焦点距離を示す。
【００１１】
本発明による干渉計用基準レンズは、さらに、以下の条件式（４）を満足するように構成されていることが望ましい。
０．８≦ＮＡ ……（４）
但し、ＮＡは干渉計用基準レンズ全系の被検球面側における開口数を示す。
【００１２】
本発明による干渉計用基準レンズは、さらに、第１ないし第４レンズの屈折率は、全て１．７５以上であることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る干渉計用基準レンズ（以下、単に基準レンズという。）が適用されるフィゾー干渉計１について説明する。図１は、本実施の形態に係るフィゾー干渉計１の一構成例を示したものである。フィゾー干渉計１は、レーザ光源２と、レーザ光束発散レンズ３と、ハーフミラー４と、コリメータレンズ５と、基準レンズ６（６Ａ〜６Ｇ）と、結像用レンズ８と、撮像素子９とを備えて構成されている。なお、基準レンズ６（６Ａ〜６Ｇ）は、後述する異なる７種類の断面構成例のうちのいずれか１つから選択されるが、特に区別が不要な場合はまとめて「基準レンズ６」と記載する。光軸Ｚ１上には、撮像素子９，結像用レンズ８，ハーフミラー４，コリメータレンズ５、基準レンズ６が順に配設される。一方、ハーフミラー４を通り、光軸Ｚ１に直交する軸方向にレーザ光束発散レンズ３およびレーザ光源２が順に配設される。レーザ光束発散レンズ３は、レーザ光源２から射出されたレーザ光束の光束径を拡大する機能を有する。ハーフミラー４は、光軸Ｚ１に対して４５°の傾斜をなし、照射される光束の一部を反射させ、残りの光束を透過させるようになっている。コリメータレンズ５は、入射光束を平行な光束に変換する機能を有する。基準レンズ６は、後述する基準球面Ｆを除く全ての面に反射防止膜が施されたレンズ群であり、入射光束を集光し、焦点Ｐに向かうように集光させるものである。測定の対象物である被検球面７は、その曲率中心が焦点Ｐに一致するように配設される。なお、図１の例では、被検球面７は凸球面であるものとして説明する。ここで、基準レンズ６のうち被検球面７に対向する面（最も被検球面７側の面）を基準球面Ｆと呼ぶ。基準球面Ｆの曲率中心も焦点Ｐに一致する。結像用レンズ８は、基準球面Ｆにおいて反射された光と被検球面７において反射された光とを集光し、撮像素子９上に干渉縞を投影するものである。撮像素子９は、投影された干渉縞を画像データとして取り込む機能を有する。
【００１５】
このような構成のフィゾー干渉計１では、次のようにして被検球面７の面精度を測定する。まず、レーザ光源２から所望の波長のレーザ光束を射出する。このレーザ光束は、レーザ光束発散レンズ３によりその光束径が拡大される。拡大されたレーザ光束の一部はハーフミラー４により直角方向、すなわち、光軸Ｚ１に沿う方向に反射する。反射したレーザ光束はさらに光束径を広げながらコリメータレンズ５に入射する。コリメータレンズ５を透過することで平行なレーザ光束に変換され、そのまま基準レンズ６に入射する。基準レンズ６に入射した光束は基準球面Ｆに入射し、大部分の入射光束は屈折することなく透過する。ところが、基準球面Ｆには、例えば反射防止膜等は施さない、あるいは増反射膜を施す等の方法により若干の反射率があえて残されている。このため、一部の入射光束は基準球面Ｆを通過せずにここで垂直に反射する。この反射光束が参照光となる。一方、基準球面Ｆを透過した光束は、焦点Ｐに向かって集束される。図１の例では、基準球面Ｆと焦点Ｐとの間に被検球面７が存在するため、被検球面７からの垂直反射光束、すなわち被検光が発生する。但し、被検球面７が凹面の場合には、基準球面Ｆからの射出光束は一旦、焦点Ｐに集束したのち再び拡がりながら被検球面７に照射され、被検光が発生する。参照光および被検光は、入射光の経路を逆に辿って進行する。基準レンズ６とコリメータレンズ５とを順に辿り、ハーフミラー４を通過して直進し、結像用レンズ８に到達する。被検光および参照光は結像用レンズ８によって集光され、撮像素子９上に干渉縞を形成する。この干渉縞は、被検球面７の面形状を表すものであり、この干渉縞を観察あるいは解析することで被検球面７の面精度を測定することが可能となる。
【００１６】
次に、図２〜図８を参照して、本実施の形態に係る基準レンズ６について、より詳細に説明する。図２〜図８は、基準レンズ６Ａ〜６Ｇにおける断面の構成例を表すものであり、後述の数値実施例１〜７（図９〜図１５）にそれぞれ対応している。
【００１７】
まず、基準レンズ６の構成について説明する。
【００１８】
図２〜図８において、符号Ｚinc で示す側が入射側（光源側）であり、一方、符号Ｚemitで示す側が射出側（被検球面側）である。符号Ｒｉは、最も入射側の面（入射光束入射面）を１番目として、射出側に向かって順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜８）の光学面（Ｓｉ）における曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の光学面（Ｓｉ）とｉ＋１番目の光学面（Ｓｉ＋１）との光軸Ｚ１上における面間隔を示す。但し、Ｄ８は面Ｓ８と焦点Ｐとの距離を示し、この場合、曲率半径Ｒ８と一致する。符号Ｌｊは、最も入射側のレンズを１番目として、射出側に向かって順次増加するｊ番目（ｊ＝１〜４）のレンズを示す。さらに、符号θ２は、焦点Ｐに向かって集光される入射光束の集束角θ２を示す。
【００１９】
この基準レンズ６は、光軸Ｚ１に沿って、入射光束の入射側から順に、入射側に凸面を向けた正の第１レンズＬ１と、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第２レンズＬ２と、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第３レンズＬ３と、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第４レンズＬ４とが配設されたものである。第４レンズＬ４の射出側の凹面、すなわち、入射光束射出面Ｓ８が基準球面Ｆである。
【００２０】
図２では、第１レンズＬ１が両凸形状をなすようにしたが、図３〜図８のようにメニスカス形状をなすようにしてもよいし、あるいは平凸形状をなすようにしてもよい。また、第４レンズＬ４は正の屈折力に限定されず、負の屈折力を有するようにしてもよい。
【００２１】
基準レンズ６は、良好な収差性能と共にコンパクト性を確保するために、以下の条件式（１）および（２）を満たすように構成されている。ここで、ｆは基準レンズ６Ａ全系の焦点距離を示し、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離を示し、Ｒ５は第３レンズＬ３の入射側の面Ｓ５における曲率半径を示す。
２．２≦ｆ３／ｆ≦２．８ ……（１）
０．７５≦Ｒ５／ｆ≦０．８３……（２）
【００２２】
基準レンズ６は、より良好な収差性能と共に製造上の容易さを確保するために、さらに、以下の条件式（３）を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離を示す。
３．６≦ｆ２／ｆ≦５．４ ……（３）
【００２３】
基準レンズ６は、さらに、より大きな見込み角θ１を有する被検球面７の測定を行うため以下の条件式（４）を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、ＮＡは基準レンズ６Ａ全系の被検球面側における開口数である。
０．８≦ＮＡ ……（４）
【００２４】
さらに、基準レンズ６は、より容易に製造可能とするために、第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４が、全て１．７５以上の屈折率Ｎｊ（ｊ＝１〜４）を有するように構成することが望ましい。
【００２５】
次に、基準レンズ６の光学的な作用および効果について説明する。
【００２６】
基準レンズ６に入射した光束は、第１〜第４レンズＬ１〜Ｌ４を順次透過し、焦点Ｐに向かって集光する。
【００２７】
ここで、第１レンズＬ１は、主として光束集束機能を発揮する。光束集束機能は、入射光束の光束径を集束する機能である。仮に入射光束入射面Ｓ１が入射側に向けて凹面をなしていたとすると、基準レンズ６における基準球面Ｆ（面Ｓ８）の曲率半径Ｒ８は大きくなる反面、基準レンズ６全体のサイズが大きくなってしまう。さらに、後続のレンズが分担するパワーが増加するので、少ない枚数での収差補正が困難となる。これに対し、本実施の形態では、第１レンズＬ１が凸面（入射光束入射面Ｓ１）を入射側に向けた正のレンズであるので、入射光束は第１レンズＬ１を透過することにより集束して光束径が縮小する。この結果、基準レンズ６を少ないレンズ枚数で構成することができ、かつ、その最大径を小さく抑えることができる。
【００２８】
第２および第３レンズＬ２，Ｌ３は、それぞれ、入射側に凸面を向けた正のメニスカス形状をなしているので、光束が各面を通過する際に急激に屈曲するのを回避することができる。すなわち、徐々に入射光束の開口数ＮＡが大きくなるように集光しつつ、各レンズでの球面収差の発生を低減することができる。但し、集束角θ２（開口数ＮＡ）の増大に伴って光束径は次第に小さくなる。
【００２９】
第４レンズＬ４は、凸球面の被検球面７を測定可能とするために面Ｓ８（基準球面Ｆ）が射出側に向かって凹面となり、第３レンズＬ３から射出した光束を透過させることによって、焦点Ｐを曲率中心とし面Ｓ８と同じ曲率半径を有する球面波を形成するように機能する。面Ｓ８から射出した球面波は、次第に曲率半径を縮小しながら焦点Ｐに向かって進行し、被検球面７に垂直入射（被検球面７の法線方向と波面の法線方向とが一致するように入射）する。したがって、被検球面７が凸球面の場合には、面Ｓ８の曲率半径Ｒ８は測定可能な最大曲率半径を規定する。なお、凹球面の場合には、当然ながら曲率半径Ｒ８の制限はない。また、入射側の面Ｓ７が入射側に向かって凸形状を有するようになっているので、球面収差の補正を効率的に行うことができる。
【００３０】
条件式（１）は、第３レンズＬ３の適正な正のパワー範囲を規定している。条件式（１）の下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなり過ぎ、第３レンズＬ３の周縁部における厚みが薄くなってしまい、製造することが困難となる。あるいは、面Ｓ８（基準球面Ｆ）の曲率半径Ｒ８が小さくなってしまい、比較的大きな曲率半径を有する凸球面が測定不可能となる。さらに、球面収差を十分に補正できなくなる。一方、条件式（１）の上限を上回ると第３レンズＬ３のパワーが弱くなるので、後続の第４レンズＬ４の入射面Ｓ７における曲率半径Ｒ７が大きくなり過ぎてしまう。このため、面Ｓ７の寸法誤差に対して、高次の球面収差が高感度で発生することとなり、製造する上で、極めて高い寸法精度が要求される。
【００３１】
条件式（２）は、第３レンズＬ３の射出側の面Ｓ５における適正な曲率半径Ｒ５を規定している。条件式（２）の下限を下回ると、第２レンズＬ２からの光束が急激に屈曲されることになり、球面収差が発生しやすくなる。さらに、面Ｓ５を見込む角度が大きくなるので、均一な研磨加工が困難となる。一方、条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズＬ２からの光束を十分に集光できなくなるため、その分、後続の第４レンズＬ４における曲率半径Ｒ７を小さくせざるを得なくなる。このため、第４レンズＬ４において球面収差が発生しやすい。
【００３２】
条件式（３）は、第２レンズＬ２の適正な正のパワー範囲を規定している。条件式（３）の下限を下回ると第２レンズＬ２のパワーが強くなり過ぎてしまう。このため、第２レンズＬ２の面Ｓ４と第３レンズＬ３の面Ｓ５との間隔Ｄ４の変化によって発生する球面収差に対する感度が、後続の第４レンズＬ４の中心厚Ｄ７の変化によって発生する球面収差に対する感度よりも高くなってしまうので、面間隔調整などによる補正が困難となる。一方、条件式（３）の上限を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが不足するので、後続の第３レンズＬ３が負担するパワー配分を極端に大きくする必要が生じる。このため、第３レンズＬ３の面Ｓ５を見込む角度が大きくなり過ぎ、面Ｓ５の均一な研磨加工が困難となる。また、第３レンズＬ３ではなく第１レンズＬ１がパワーを負担するようにすると、基準レンズ６に入射した直後の段階、すなわち、第１レンズＬ１を透過した時点において集束角が大きくなり過ぎ、光束径が小さくなってしまう。その結果、面Ｓ８（基準球面Ｆ）の曲率半径Ｒ８が小さくなってしまい、凸球面（被検球面７）における測定可能な最大曲率半径が小さくなってしまう。
【００３３】
また、第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４が、全て１．７５以上の屈折率Ｎｊ（ｊ＝１〜４）を有することにより、第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４における適正なパワー配分がなされる。第１ないし第４レンズＬ１〜Ｌ４のいずれかにおける屈折率Ｎｊが１．７５未満の場合、第３レンズＬ３の曲率半径Ｒ５または第４レンズＬ４の曲率半径Ｒ７が小さくなり過ぎ、面Ｓ５または面Ｓ７の均一な研磨加工が困難となる。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、上述の構成を有して各条件式を満たすことにより、フィゾー干渉計に適し、光学的な性能面と実用面とのバランスに優れた基準レンズを得ることができる。具体的には、入射光束径を拡大することなく球面収差等の諸収差を抑制すると共に、４枚という少ないレンズ枚数であっても、比較的大きな集束角θ２を確保できる。これにより、全体として軽量かつコンパクトでありながら、比較的大きな見込み角θ１の凸球面（被検球面７）の測定が可能となる。
【００３５】
【実施例】
次に、上記実施の形態に係る基準レンズにおける、いくつかの実施例について説明する。以下では、第１〜第７の数値実施例（実施例１〜７）についてまとめて説明する。
【００３６】
＜実施例１〜７＞
図９〜図１５は、それぞれ、基準レンズ６Ａ〜６Ｇ（図２〜図８）の構成に対応する実施例１〜７としてのレンズデータを示すものである。各図の面番号Ｓｉの欄には、最も入射側の面（すなわち、第１レンズＬ１の入射面）を１番目として射出側に向かって順次増加する光学面の番号を示す。曲率半径Ｒｉの欄には図２〜図８に付した符号Ｒｉに対応した値を示し、面間隔Ｄｉの欄には図２〜図８に付した符号Ｄｉに対応した値を示す。これら曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。さらに、屈折率Ｎｊの欄には、入射側からｊ番目（ｊ＝１〜４）のレンズＬｊのＨｅ−Ｎｅレーザ光線（波長λ＝６３２．８ｎｍ）における屈折率の値を示す。実施例１〜７では、屈折率Ｎｊは全て１．７９８８５（＞１．７５）であり、条件式（４）を満たしている。なお、各実施例のレンズデータは、入射光束径Φinが１００ｍｍとなるように規格化したものである。
【００３７】
図１６は、実施例１〜７について、開口数ＮＡ，基準レンズの全長ＴＬ（ｍｍ），基準レンズ全系の焦点距離ｆおよび上記の各条件式（１）〜（３）に対応する数値を示したものである。図１６に示したように、実施例１〜７では、開口数ＮＡは全て０．８を上回る値であり、実施例１から順に大きくなるように構成されている。これに伴い、面Ｓ８（基準球面Ｆ）の曲率半径Ｒ８は、実施例１から順に小さくなるように構成されている。実施例１〜７では、いずれも、各条件式（１）〜（３）を全て満たしていることが明らかである。
【００３８】
図１７〜図２３は、実施例１〜７の基準レンズ６Ａ〜６Ｇについての球面収差を表す収差図である。図１７〜図２３の球面収差は、いずれもＨｅ−Ｎｅレーザ光線（波長λ＝６３２．８ｎｍ）に対する収差である。
【００３９】
以上の各レンズデータおよび各収差図からわかるように、実施例１〜７の基準レンズ６Ａ〜６Ｇでは、球面収差が良好に補正されている。これに加え、ある程度大きな集束角θ２を確保しつつ、軽量かつコンパクトな構造を実現している。具体的には、レンズ全長ＴＬが４９．４５７ｍｍ〜５６．７８３ｍｍである４枚構成をなし、集束角θ２＝１０７．５０°〜１５１．８６°を確保している。
なお、本実施例１〜７は、いずれも入射光束径Φinを１００ｍｍとして規格化しているので、片側１ｍｍずつの枠当たりしろを確保したとしても最大レンズ外径φmax は１０２ｍｍ程度である。
【００４０】
以上、実施の形態およびいくつかの実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態および実施例に限定されず、種々変形可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよび屈折率Ｎの値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の数値を取ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の干渉計用基準レンズによれば、入射光束の入射側から順に、入射側に凸面を向けた正の第１レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第２レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第３レンズと、入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第４レンズとを配設して構成すると共に、条件式（１）および（２）を満足するようにしたので、基準レンズの小型軽量化を図り、かつ、球面収差の増大を抑制しつつ、比較的大きな見込み角の凸球面を測定することが可能となる。すなわち、要求される性能と大きさとのバランスが良好に保たれた干渉計用基準レンズを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基準レンズが適用されるフィゾー干渉計の概略を示す構成図である。
【図２】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第１の数値実施例（実施例１）に対応する断面図である。
【図３】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第２の数値実施例（実施例２）に対応する断面図である。
【図４】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第３の数値実施例（実施例３）に対応する断面図である。
【図５】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第４の数値実施例（実施例４）に対応する断面図である。
【図６】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第５の数値実施例（実施例５）に対応する断面図である。
【図７】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第６の数値実施例（実施例６）に対応する断面図である。
【図８】図１に示した基準レンズの一構成例を示すものであり、第７の数値実施例（実施例７）に対応する断面図である。
【図９】図２に示した基準レンズの実施例１としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１０】図３に示した基準レンズの実施例２としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１１】図４に示した基準レンズの実施例３としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１２】図５に示した基準レンズの実施例４としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１３】図６に示した基準レンズの実施例５としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１４】図７に示した基準レンズの実施例６としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１５】図８に示した基準レンズの実施例７としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１６】第１ないし第７の数値実施例に係る基準レンズが満たす条件式のデータを示す説明図である。
【図１７】実施例１の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図１８】実施例２の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図１９】実施例３の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図２０】実施例４の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図２１】実施例５の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図２２】実施例６の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【図２３】実施例７の基準レンズにおける球面収差を示す収差図である。
【符号の説明】
Ｒ１〜Ｒ８…曲率半径、Ｄ１〜Ｄ８…面間隔、Ｎ１〜Ｎ４…屈折率、Ｌ１〜Ｌ４…レンズ成分、Ｆ…基準球面、Ｐ…焦点、Ｚ１…光軸、１…フィゾー干渉計、２…レーザ光源、３…レーザ光束発散レンズ、４…ハーフミラー、５…コリメータレンズ、６（６Ａ〜６Ｇ）…干渉計用基準レンズ（基準レンズ）、７…被検球面、８…結像用レンズ、９…撮像素子。

Claims

入射光束の一部を基準球面で反射させることにより得られる参照光と、前記基準球面を通過した光束を前記基準球面の曲率中心と一致する焦点に向かうように集光させたのち、その焦点と一致する曲率中心を有する被検球面で反射させることによって得られる被検光とを干渉させることにより、前記被検球面の形状を計測し得るように構成された干渉計に用いられる干渉計用基準レンズであって、
前記入射光束の入射側から順に、
入射側に凸面を向けた正の第１レンズと、
入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第２レンズと、
入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正の第３レンズと、
入射側に凸面を向けたメニスカス形状を有する第４レンズと
が、配設されて構成されると共に、以下の条件式（１）および（２）を満足する
ことを特徴とする干渉計用基準レンズ。
２．２≦ｆ３／ｆ≦２．８ ……（１）
０．７５≦Ｒ５／ｆ≦０．８３……（２）
但し、
ｆ：干渉計用基準レンズ全系の焦点距離
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離
Ｒ５：前記第３レンズの入射側の面における曲率半径
とする。
さらに、以下の条件式（３）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の干渉計用基準レンズ。
３．６≦ｆ２／ｆ≦５．４ ……（３）
但し、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
とする。
さらに、以下の条件式（４）を満足するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の干渉計用基準レンズ。
０．８≦ＮＡ ……（４）
但し、
ＮＡ：干渉計用基準レンズ全系の前記被検球面側における開口数
とする。
さらに、前記第１ないし第４レンズの屈折率は、全て１．７５以上である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の干渉計用基準レンズ。