JP5399304B2 - 非球面体測定方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラや光学センサ等の各種光学機器に用いられる非球面レンズや両面非球面ミラー等の非球面体における表裏２つの被検面（第１被検面および第２被検面）の相対的なずれ量（面ずれ量および面倒れ量）を測定する非球面体測定方法および装置に関する。

モールド成形により非球面レンズを作製する場合、成形用の金型同士の相対的な位置ずれによって、成形された非球面レンズに面ずれ（非球面レンズを構成する２つのレンズ面それぞれの回転軸同士の相対的な位置ずれ）や面倒れ（２つのレンズ面それぞれの回転軸同士の相対的な傾きずれ）が発生することがある。このような面ずれや面倒れは、金型の機構上、完全に無くすことは困難であるが、成形された非球面レンズの収差（特に、コマ収差等の回転非対称収差）を増大させる要因となるので、減少させる方向で金型の修正を図ることが望ましく、そのために発生している面ずれ量および面倒れ量を把握しておくことは重要となる。

従来、このような非球面レンズの面ずれ量および面倒れ量を測定する方法としては、触針方式の形状測定装置を用いて２つのレンズ面の形状をそれぞれ測定し、それらの形状情報に基づき２つのレンズ面の相対的な面ずれ量および面倒れ量を求めるものが知られているが、１回の測定に数時間以上の時間を要するという問題があった。

近年、測定時間を大幅に短縮し得る手法として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。この提案手法は、干渉計を用いて非球面レンズの透過波面測定を行い、得られた透過波面データに基づき透過波面のコマ収差を算出し、そのコマ収差の算出値に基づき、面ずれ量（面間シフト量）および面倒れ量（面間チルト量）を求めるものである。具体的には、透過波面データをツェルニケ多項式で近似し、その際に得られた、ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、３次のコマ収差量と連動して値が変化する係数Ｚ_６またはＺ_７、および５次のコマ収差量と連動して値が変化する係数Ｚ_１３またはＺ_１４の各値に基づき、面ずれ量および面倒れ量を求めている。

特開２００７−３３３４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の手法は、透過波面測定を前提とするものであるため、次のような問題がある。

すなわち、透過波面の形状は、測定対象となる非球面レンズの面ずれや面倒れだけではなく、レンズの内部屈折率分布にも大きな影響を受けるが、透過波面の形状データに基づく上記特許文献１に記載の手法では、レンズ構成材料の屈折率分布の影響を排除しつつ、面ずれや面倒れのみを高精度に測定することが難しいという問題がある。

また、干渉計の測定光を透過しないような非球面体、例えば、Ｘ線等の特殊な波長の光用として使われる非球面レンズや、回転非球面で形成された反射面を有する両面非球面ミラー等の非球面体における面ずれ量や面倒れ量を測定することは難しいという問題もある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、測定対象となる非球面体の内部屈折率分布の影響を受けることなく、また、非球面体が干渉計の測定光を透過しないものである場合でも、面ずれ量および面倒れ量を測定することが可能な非球面体測定方法および装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る非球面体測定方法および装置は、以下の特徴を備えている。

すなわち、本発明に係る非球面体測定方法は、回転非球面である第１被検面と回転非球面または球面である第２被検面とを有する非球面体において、該第１被検面と該第２被検面との相対的な面ずれ量および面倒れ量を、互いの相対位置関係が特定された第１干渉計および第２干渉計を用いて測定する非球面体測定方法であって、
前記第１干渉計の第１測定光軸に沿って第１測定光を前記第１被検面に照射し、該第１測定光の該第１被検面から反射された第１反射波面と該第１干渉計の第１参照波面との光干渉により形成される第１干渉縞の画像データを得る第１干渉縞取得ステップと、
前記第２干渉計の第２測定光軸に沿って第２測定光を前記第２被検面に照射し、該第２測定光の該第２被検面から反射された第２反射波面と該第２干渉計の第２参照波面との光干渉により形成される第２干渉縞の画像データを得る第２干渉縞取得ステップと、
前記第１干渉縞の画像データを解析して前記第１被検面の形状データを求める第１被検面形状データ取得ステップと、
前記第２干渉縞の画像データを解析して前記第２被検面の形状データを求める第２被検面形状データ取得ステップと、
前記第１被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第１被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例し、かつ、該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求める第１ツェルニケ係数値算出ステップと、
前記第２被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第２被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求める第２ツェルニケ係数値算出ステップと、
前記第１被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第１被検面の形状データに基づき、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第１測定光軸に対する該第１被検面の頂点偏芯の値を求める第１頂点偏芯値算出ステップと、
前記第２被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第２被検面の形状データに基づき、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第２測定光軸に対する該第２被検面の頂点偏芯の値を求める第２頂点偏芯値算出ステップと、
前記第１ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた前記第１ツェルニケ係数の値と、前記第１頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた前記第１被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第１測定光軸に対する前記第１被検面のシフト量およびチルト量を求める第１シフト量・チルト量算出ステップと、
前記第２ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた前記第２ツェルニケ係数の値と、前記第２頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた前記第２被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第２測定光軸に対する前記第２被検面のシフト量およびチルト量を求める第２シフト量・チルト量算出ステップと、
前記第１シフト量・チルト量算出ステップおいて求められた前記第１被検面のシフト量およびチルト量と、前記第２シフト量・チルト量算出ステップにおいて求められた前記第２被検面のシフト量およびチルト量と、前記第１干渉計および前記第２干渉計の相対位置関係の情報とに基づき、前記面ずれ量および前記面倒れ量を算出する面ずれ量・面倒れ量算出ステップと、を測定手順として含み、
前記ツェルニケ多項式は、極座標形式で表された４次以上のツェルニケ多項式Ｚ（ρ，θ）（ρは極からの距離、θは始線に対する偏角）であり、
前記第１ツェルニケ係数および前記第２ツェルニケ係数は、それぞれ下式（１）で表される項の係数Ｚ _１ および下式（２）で表される項の係数Ｚ _２ の組であることを特徴とする。
ρcosθ ・・・・・・ （１）
ρsinθ ・・・・・・ （２）

また、本発明に係る非球面体測定装置は、回転非球面である第１被検面と回転非球面または球面である第２被検面とを有する非球面体において、該第１被検面と該第２被検面との相対的な面ずれ量および面倒れ量を測定する非球面体測定装置であって、
第１測定光軸に沿って第１測定光を前記第１被検面に照射し、該第１測定光の該第１被検面から反射された第１反射波面と第１参照波面との光干渉により形成される第１干渉縞の画像データを得る第１干渉計と、
第２測定光軸に沿って第２測定光を前記第２被検面に照射し、該第２測定光の該第２被検面から反射された第２反射波面と第２参照波面との光干渉により形成される第２干渉縞の画像データを得る、前記第１干渉計との相対位置関係が特定された第２干渉計と、
前記第１干渉縞の画像データを解析して前記第１被検面の形状データを求める第１被検面形状データ取得手段と、
前記第２干渉縞の画像データを解析して前記第２被検面の形状データを求める第２被検面形状データ取得手段と、
前記第１被検面形状データ取得手段において求められた前記第１被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求める第１ツェルニケ係数値算出手段と、
前記第２被検面形状データ取得手段において求められた前記第２被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求める第２ツェルニケ係数値算出手段と、
前記第１被検面形状データ取得手段において求められた前記第１被検面の形状データに基づき、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第１測定光軸に対する該第１被検面の頂点偏芯の値を求める第１頂点偏芯値算出手段と、
前記第２被検面形状データ取得手段において求められた前記第２被検面の形状データに基づき、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第２測定光軸に対する該第２被検面の頂点偏芯の値を求める第２頂点偏芯値算出手段と、
前記第１ツェルニケ係数値算出手段において求められた前記第１ツェルニケ係数の値と、前記第１頂点偏芯値算出手段において求められた前記第１被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第１測定光軸に対する前記第１被検面のシフト量およびチルト量を求める第１シフト量・チルト量算出手段と、
前記第２ツェルニケ係数値算出手段において求められた前記第２ツェルニケ係数の値と、前記第２頂点偏芯値算出手段において求められた前記第２被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第２測定光軸に対する前記第２被検面のシフト量およびチルト量を求める第２シフト量・チルト量算出手段と、
前記第１シフト量・チルト量算出手段において求められた前記第１被検面のシフト量およびチルト量と、前記第２シフト量・チルト量算出手段において求められた前記第２被検面のシフト量およびチルト量と、前記第１干渉計および前記第２干渉計の相対位置関係の情報とに基づき、前記面ずれ量および前記面倒れ量を算出する面ずれ量・面倒れ量算出手段と、を備え、
前記ツェルニケ多項式は、極座標形式で表された４次以上のツェルニケ多項式Ｚ（ρ，θ）（ρは極からの距離、θは始線に対する偏角）であり、
前記第１ツェルニケ係数および前記第２ツェルニケ係数は、それぞれ下式（１）で表される項の係数Ｚ _１ および下式（２）で表される項の係数Ｚ _２ の組であることを特徴とする。
ρcosθ ・・・・・・ （１）
ρsinθ ・・・・・・ （２）

本発明において、第２レンズ面が球面とされている場合には、該第２レンズ面については、第２測定光軸に対するシフト量は発生するがチルト量は発生しないことになる。したがって、上述の第２シフト量・チルト量算出ステップおよび第２シフト量・チルト量算出手段における第２被検面のチルト量の算出に際しては、該チルト量が零であるとして算出を行うこととする。

また、本発明において、第１レンズ面の頂点とは、第１レンズ面内の中心部において、第１測定光軸に対し垂直となる点（第１測定光軸に対する第１レンズ面の傾きが変化すると、それに応じて第１レンズ面内での位置も変化する）を意味する。第１測定光軸に対する第１レンズ面の頂点偏芯とは、この第１レンズ面の頂点から第１測定光軸までの該第１測定光軸と垂直な方向の距離を意味する。

同様に、第２レンズ面の頂点とは、第２レンズ面内の中心部において、第２測定光軸に対し垂直となる点（第２測定光軸に対する第２レンズ面の傾きが変化すると、それに応じて第２レンズ面内での位置も変化する）を意味する。第２測定光軸に対する第２レンズ面の頂点偏芯とは、この第２レンズ面の頂点から第２測定光軸までの該第２測定光軸と垂直な方向の距離を意味する。

本発明に係る非球面体測定方法および装置は、上述の特徴を備えていることにより、以下のような作用効果を奏する。

すなわち、本発明の非球面体測定方法および装置は、測定対象となる非球面体が有する２つの被検面（第１被検面および第２被検面）からの反射波面により形成される干渉縞に基づき２つの被検面の形状データを求め、この形状データに基づき２つの被検面の相対的な面ずれ量および面倒れ量を測定するので、透過波面測定に基づく従来技術とは異なり、非球面体の内部屈折率分布の影響を受けることなく、また、非球面体が干渉計の測定光を透過しないものである場合でも、面ずれ量および面倒れ量を測定することが可能となる。

一実施形態に係る非球面体測定装置の概略構成図である。 図１に示す非球面体測定装置の光学系の概略構成図である。 図１に示す解析制御部の構成を示すブロック図である。 測定対象となる非球面レンズの構成を示す断面図である。 第１測定座標系と第２測定座標系との相対位置関係を示す図である。 模擬第１干渉縞画像を示す図である。 模擬第２干渉縞画像を示す図である。 模擬第１レンズ面に対する係数Ｚ_１のチルト感度を示す図である。 模擬第２レンズ面に対する係数Ｚ_１のチルト感度を示す図である。 模擬第１レンズ面に対する係数Ｚ_１のシフト感度を示す図である。 模擬第２レンズ面に対する係数Ｚ_１のシフト感度を示す図である。 模擬第１レンズ面に対する頂点偏芯のシフト感度を示す図である。 模擬第２レンズ面に対する頂点偏芯のシフト感度を示す図である。 模擬第１レンズ面に対する頂点偏芯のチルト感度を示す図である。 模擬第２レンズ面に対する頂点偏芯のチルト感度を示す図である。 模擬第１レンズ面に対するシフト量の計算誤差を示す図である。 模擬第２レンズ面に対するシフト量の計算誤差を示す図である。 模擬第１レンズ面に対するチルト量の計算誤差を示す図である。 模擬第１レンズ面に対するチルト量の計算誤差を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、上述の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明に使用する各図は概略的な説明図であり、詳細な形状や構造を示すものではなく、各部材の大きさや部材間の距離等を適宜変更して示してある。

まず、図４に基づいて、本実施形態において測定対象となる非球面体としての非球面レンズ９の構成および測定対象となる項目について説明する。

図４に示すように非球面レンズ９は、設計上、第１回転軸Ａ_１を中心とする回転非球面で構成された第１レンズ面９１（本実施形態における第１被検面）と、第２回転軸Ａ_２を中心とする回転非球面で構成された第２レンズ面９２（本実施形態における第２被検面）と、円柱面状に形成された側面９３とを有してなる。

また、第１レンズ面９１と第１回転軸Ａ_１との交点となる、第１レンズ面９１の中心点Ｐ_１は、設計上、該中心点Ｐ_１における法曲率が第１レンズ面９１に接する全ての接線の方向について同じとなる臍点として設定されている。同様に、第２レンズ面９２と第２回転軸Ａ_２との交点となる、第２レンズ面９２の中心点Ｐ_２は、設計上、該中心点Ｐ_２における法曲率が第２レンズ面９２に接する全ての接線の方向について同じとなる臍点として設定されている。

上述の第１回転軸Ａ_１および第２回転軸Ａ_２は、設計上、互いに一致する（重なる）ように構成されているが、製造誤差等により、これらが互いに一致しない状態となる面ずれおよび面倒れが生じる場合がある。図では分かり易くするため、第１回転軸Ａ_１と第２回転軸Ａ_２とのずれ量を大きく表現しているが、通常は、光の波長オーダーの微小な誤差量となる。なお、本実施形態では、面ずれ量および面倒れ量を以下のように定義する。

面ずれ量：第１回転軸Ａ_１または第２回転軸Ａ_２に垂直な仮想平面を設定し、この仮想平面に、第１レンズ面９１の中心点である第１中心点Ｐ_１（第１レンズ面９１と第１回転軸Ａ_１との交点）と、第２レンズ面９２の中心点である第２中心点Ｐ_２（第２レンズ面９２と第２回転軸Ａ_２との交点）を投影したときの、該仮想平面上での第１中心点Ｐ_１および第２中心点Ｐ_２の各投影点相互間の距離を面ずれ量とする。なお、仮想平面上に直交座標系を設定して、面ずれ量を各座標軸方向の成分に分けても良い。

面倒れ量：第１回転軸Ａ_１と第２回転軸Ａ_２とのなす角度（両者が交わらない場合は第１回転軸Ａ_１の方向ベクトルと第２回転軸Ａ_２の方向ベクトルとのなす角度）を面倒れ量とする。なお、仮想平面上に直交座標系を設定して、面倒れ量を各座標軸方向の成分に分けても良い。

次に、図１〜３に基づき、本発明の一実施形態に係る非球面体測定装置の構成を説明する。図１に示す非球面体測定装置は、上述の非球面レンズ９の面ずれおよび面倒れを測定解析するものであり、非球面レンズ９の第１レンズ面９１側に配置された第１干渉計１Ａと、第２レンズ面９２側に配置された第２干渉計１Ｂと、光学定盤２上に載置された被検体アライメント部３と、第１干渉計１Ａの位置調整を行う第１干渉計位置調整部４Ａと、第２干渉計１Ｂの位置調整を行う第２干渉計位置調整部４Ｂと、非球面レンズ９の面ずれ量および面倒れ量の測定解析等を行う制御解析部５とを備えてなる。

上記第１干渉計１Ａは、図２に示すように、第１干渉光学系１０Ａ、第１干渉縞撮像系２０Ａおよび第１アライメント撮像系２５Ａを有してなる。第１干渉光学系１０Ａは、フィゾータイプの光学系配置をなすものであり、高可干渉性の光束を出力する光源部１１Ａと、該光源部１１Ａからの出力光のビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ１２Ａと、該ビーム径拡大レンズ１２Ａからの光束を図中右方に向けて反射する光束分岐光学素子１３Ａと、該光束分岐光学素子１３Ａからの光束をコリメートするコリメータレンズ１４Ａと、該コリメータレンズ１４Ａからの平面波の一部を参照基準平面１５Ａａにおいて再帰反射して第１参照光となし、その余を第１測定光軸Ｌ_１に沿って透過する平面基準板１５Ａと、該平面基準板１５Ａからの光束を球面波からなる第１測定光に変換し、第１レンズ面９１の中心部（上述の第１中心点Ｐ_１を含む領域）に照射する対物レンズ１８Ａとを備えてなり、第１レンズ面９１からの反射光を第１参照光と合波して第１干渉光を得るように構成されている。

なお、上記平面基準板１５Ａは、ピエゾ素子１６Ａを備えたフリンジスキャンアダプタ１７Ａに保持されており、フリンジスキャン計測等を実施する際に第１測定光軸Ｌ_１方向に微動せしめられるように構成されている。また、上記対物レンズ１８Ａは、第１測定光軸Ｌ_１上から退避可能に構成されている。

上記第１干渉縞撮像系２０Ａは、非球面レンズ９（第１レンズ面９１）の測定時に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子１３Ａ，２１Ａを透過して図中左方に進行する第１干渉光を集光する結像レンズ２２Ａと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２４Ａを有してなる撮像カメラ２３Ａとを備えてなり、結像レンズ２２Ａにより２次元イメージセンサ２４Ａ上に形成された干渉縞（第１干渉縞）の画像データを取得するように構成されている。

上記アライメント撮像系２５Ａは、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの相対的なアライメント調整等を行う際に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子２１Ａにより図中下方に反射された光束を集光する結像レンズ２６Ａと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２８Ａを有してなる撮像カメラ２７Ａとを備えてなる。

上記第２干渉計１Ｂは、上記第１干渉計１Ａと同様の構成を有するものであり、第２干渉光学系１０Ｂ、第２干渉縞撮像系２０Ｂおよび第２アライメント撮像系２５Ｂを有してなる。第２干渉光学系１０Ｂは、フィゾータイプの光学系配置をなすものであり、高可干渉性の光束を出力する光源部１１Ｂと、該光源部１１Ｂからの出力光のビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ１２Ｂと、該ビーム径拡大レンズ１２Ｂからの光束を図中左方に向けて反射する光束分岐光学素子１３Ｂと、該光束分岐光学素子１３Ｂからの光束をコリメートするコリメータレンズ１４Ｂと、該コリメータレンズ１４Ｂからの平面波の一部を参照基準平面１５Ｂａにおいて再帰反射して第２参照光となし、その余を第２測定光軸Ｌ_２に沿って透過する平面基準板１５Ｂと、該平面基準板１５Ｂからの光束を球面波からなる第２測定光に変換し、第２レンズ面９２の中心部（上述の第２中心点Ｐ_２を含む領域）に照射する対物レンズ１８Ｂとを備えてなり、第２レンズ面９２からの反射光を第２参照光と合波して第２干渉光を得るように構成されている。

なお、上記平面基準板１５Ｂは、ピエゾ素子１６Ｂを備えたフリンジスキャンアダプタ１７Ｂに保持されており、フリンジスキャン計測等を実施する際に第２測定光軸Ｌ_２方向に微動せしめられるように構成されている。また、上記対物レンズ１８Ｂは、第２測定光軸Ｌ_２上から退避可能に構成されている。

上記第２干渉縞撮像系２０Ｂは、非球面レンズ９（第２レンズ面９２）の測定時に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子１３Ｂ，２１Ｂを透過して図中右方に進行する第２干渉光を集光する結像レンズ２２Ｂと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２４Ｂを有してなる撮像カメラ２３Ｂとを備えてなり、結像レンズ２２Ｂにより２次元イメージセンサ２４Ｂ上に形成された干渉縞（第２干渉縞）の画像データを取得するように構成されている。

上記アライメント撮像系２５Ｂは、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの相対的なアライメント調整等を行う際に撮像を行うものであり、光束分岐光学素子２１Ｂにより図中下方に反射された光束を集光する結像レンズ２６Ｂと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる２次元イメージセンサ２８Ｂを有してなる撮像カメラ２７Ｂとを備えてなる。

一方、図１に示すように、上記被検体アライメント部３は、非球面レンズ９を保持する保持ステージ３１と、該保持ステージ３１に保持された非球面レンズ９（第１レンズ面９１、第２レンズ面９２）の、第１測定光軸Ｌ_１および第２測定光軸Ｌ_２に対する傾き調整を行うレンズ傾き調整ステージ３２と、第１測定光軸Ｌ_１および第２測定光軸Ｌ_２に対する非球面レンズ９の、図中左右方向および紙面に垂直な方向への位置調整を行うレンズ位置調整ステージ３３とを備えてなる。

また、上記第１干渉計位置調整部４Ａは、図１に示すように、第１干渉計１Ａを図中上下方向に移動可能に保持する第１Ｚステージ４１Ａと、該第１Ｚステージ４１Ａを介して第１干渉計１Ａを図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめる第１ＸＹステージ４２Ａと、該第１ＸＹステージ４２Ａおよび該第１Ｚステージ４１Ａを介して第１干渉計１Ａの傾き調整を行う第１干渉計傾き調整ステージ４３Ａとを備えてなる。

同様に、上記第２干渉計位置調整部４Ｂは、第２干渉計１Ｂを図中上下方向に移動可能に保持する第２Ｚステージ４１Ｂと、該第２Ｚステージ４１Ｂを介して第２干渉計１Ｂを図中左右方向および紙面に垂直な方向に移動せしめる第２ＸＹステージ４２Ｂと、該第２ＸＹステージ４２Ｂおよび該第２Ｚステージ４１Ｂを介して第２干渉計１Ｂの傾き調整を行う第２干渉計傾き調整ステージ４３Ｂとを備えてなる。

また、上記制御解析部５は、第１レンズ面９１および第２レンズ面９２の各中心部の形状データ（第１被検面形状データおよび第２被検面形状データ）を求めたり、上述の被検体アライメント部３、第１干渉計位置調整部４Ａおよび第２干渉計位置調整部４Ｂの各ステージの駆動を制御したりするコンピュータ装置等から構成されており、図３に示すように、該コンピュータ装置内に搭載されるＣＰＵやハードディスク等の記憶部および該記憶部に格納されたプログラム等により構成される第１被検面形状データ取得手段５１Ａ、第２被検面形状データ取得手段５１Ｂ、第１ツェルニケ係数値算出手段５２Ａ、第２ツェルニケ係数値算出手段５２Ｂ、第１頂点偏芯値算出手段５３Ａ、第２頂点偏芯値算出手段５３Ｂ、第１シフト量・チルト量算出手段５４Ａ、第２シフト量・チルト量算出手段５４Ｂ、および面ずれ量・面倒れ量算出手段５５を備えてなる。

上記第１被検面形状データ取得手段５１Ａは、上記第１干渉縞の画像データに基づき、第１レンズ面９１の中心部の形状データである第１被検面形状データを、第１干渉計１Ａにおいて設定された第１測定座標系において求めるものである。

上記第２被検面形状データ取得手段５１Ｂは、上記第２干渉縞の画像データに基づき、第２レンズ面９２の中心部の形状データである第２被検面形状データを、第２干渉計１Ｂにおいて設定された第２測定座標系において求めるものである。

上記第１ツェルニケ係数値算出手段５２Ａは、上記第１被検面形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、上記第１レンズ面９１の、上記第１測定光軸Ｌ_１と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第１被検面９１の該第１測定光軸Ｌ_１に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求めるものである。

上記第２ツェルニケ係数値算出手段５２Ｂは、上記第２被検面形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、上記第２レンズ面９２の、上記第２測定光軸Ｌ_２と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第２被検面９２の該第２測定光軸Ｌ_２に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求めるものである。

上記第１頂点偏芯値算出手段５３Ａは、上記第１被検面形状データ取得手段５２Ａにおいて求められた第１被検面９１の形状データに基づき、第１被検面９１の、上記第１測定光軸Ｌ_１と垂直な方向のシフト量および第１被検面９１の第１測定光軸Ｌ_１に対するチルト量に比例して値が変化する、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１被検面９１の頂点偏芯の値（以下「第１頂点偏芯値」と称することがある）を求めるものである。

上記第２頂点偏芯値算出手段５３Ｂは、上記第２被検面形状データ取得手段５２Ｂにおいて求められた第２被検面９２の形状データに基づき、第２被検面９２の、上記第２測定光軸Ｌ_２と垂直な方向のシフト量および第２被検面９２の第２測定光軸Ｌ_２に対するチルト量に比例して値が変化する、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２被検面９２の頂点偏芯の値（以下「第２頂点偏芯値」と称することがある）を求めるものである。

上記第１シフト量・チルト量算出手段５４Ａは、上記第１ツェルニケ係数値算出手段５２Ａにおいて求められた第１ツェルニケ係数の値と、上記第１頂点偏芯値算出手段５３Ａにおいて求められた第１頂点偏芯値とに基づき、上記第１測定光軸Ｌ_１に対する上記第１レンズ面９１のシフト量およびチルト量を求めるものである。

上記第２シフト量・チルト量算出手段５４Ｂは、上記第２ツェルニケ係数値算出手段５２Ｂにおいて求められた第２ツェルニケ係数の値と、上記第２頂点偏芯値算出手段５３Ｂにおいて求められた第２頂点偏芯値とに基づき、上記第２測定光軸Ｌ_２に対する上記第２レンズ面９２のシフト量およびチルト量を求めるものである。

上記面ずれ量・面倒れ量算出手段５５は、上記第１シフト量・チルト量算出手段５４Ａにおいて求められた第１被検面９１のシフト量およびチルト量と、上記第２シフト量・チルト量算出手段５４Ｂにおいて求められた第２被検面９２のシフト量およびチルト量と、上記第１干渉計１Ａおよび上記第２干渉計１Ｂの相対位置関係（上記第１測定座標系と上記第２測定座標系との相対位置関係）の情報とに基づき、面ずれ量および面倒れ量を算出するものである。

以下、本発明の一実施形態に係る非球面体測定方法について説明する。本実施形態の非球面体測定方法は、上述の非球面体測定装置を用いて行うものである。

［１］まず、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの相対的なアライメント調整を行う。このアライメント調整は、第１干渉計１Ａの第１測定光軸Ｌ_１と第２干渉計１Ｂの第２測定光軸Ｌ_２とを互いに一致させるためのものであり、オペレータが、第１干渉計位置調整部４Ａおよび第２干渉計位置調整部４Ｂを用いて手動操作で行う。その手順の概要は以下のとおりである。

〈ａ〉第１干渉計１Ａの対物レンズ１８Ａおよび第２干渉計１Ｂの対物レンズ１８Ｂを第１測定光軸Ｌ_１上および第２測定光軸Ｌ_２上からそれぞれ退避させ、互いに平行な２つの光学平面（オプティカルフラット）を有する平行平板治具（図示略）を、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの間に配置する（平行平板治具を保持ステージ３１に保持せしめることも可）。なお、この配置段階で、平行平板治具の２つの光学平面が、第１測定光軸Ｌ_１および第２測定光軸Ｌ_２に対してなるべく垂直になるように粗調整を行う。

〈ｂ〉第１干渉計１Ａから平行平板治具の一方の光学平面（第１干渉計１Ａ側の光学平面）に平行光束を照射し、該一方の光学平面から反射された反射光により形成されるスポット像と、参照基準平面１５Ａａからの反射光により形成されるスポット像とを、アライメント撮像系２５Ａの撮像カメラ２７Ａにより撮像し、これら２つのスポット像が互いに重なるように、第１干渉計傾き調整ステージ４３Ａを用いて、第１干渉計１Ａの傾きを調整する。この傾き調整により、第１干渉計１Ａの第１測定光軸Ｌ_１が平行平板治具の一方の光学平面に対して垂直となる。なお、このような手法に替えて、一方の光学平面から反射された反射光と参照基準平面１５Ａａからの反射光とにより形成される干渉縞を撮像カメラ２３Ａにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように第１干渉計１Ａの傾き調整を行うようにしてもよい。

〈ｃ〉同様に、第２干渉計１Ｂから平行平板治具の他方の光学平面（第２干渉計１Ｂ側の光学平面）に平行光束を照射し、該他方の光学平面から反射された反射光により形成されるスポット像と、参照基準平面１５Ｂａからの反射光により形成されるスポット像とを、アライメント撮像系２５Ｂの撮像カメラ２７Ｂにより撮像し、これら２つのスポット像が互いに重なるように、第２干渉計傾き調整ステージ４３Ｂを用いて、第２干渉計１Ｂの傾きを調整する。この傾き調整により、第２干渉計１Ｂの測定光軸Ｌ_２が平行平板治具の他方の光学平面に対して垂直となり、これにより第１測定光軸Ｌ_１上および第２測定光軸Ｌ_２が互いに平行となる。なお、このような手法に替えて、他方の光学平面から反射された反射光と参照基準平面１５Ｂａからの反射光とにより形成される干渉縞を撮像カメラ２３Ｂにより撮像し、この干渉縞がヌル縞状態となるように第２干渉計１Ｂの傾き調整を行うようにしてもよい。

〈ｄ〉上記平行平板治具に替えて、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの間に、光学的に真球とみなせる真球治具（図示略）を配置する。

〈ｅ〉第１干渉計１Ａから真球治具に平面波を照射し、該真球治具から反射された反射光と、参照基準平面１５Ａａからの反射光とにより形成される干渉縞（同心のリング状となる）を、第１干渉縞撮像系２０Ａの撮像カメラ２３Ａにより撮像し、この干渉縞の中心に第１測定光軸Ｌ_１が位置するように、第１Ｚステージ４１Ａおよび第１ＸＹステージ４２Ａを用いて、第１干渉計１Ａの位置を調整する。

〈ｆ〉同様に、第２干渉計１Ｂから真球治具に平面波を照射し、該真球治具から反射された反射光と、参照基準平面１５Ｂａからの参照光とにより形成される干渉縞（同心のリング状となる）を、第２干渉縞撮像系２０Ｂの撮像カメラ２３Ｂにより撮像し、この干渉縞の中心に第２測定光軸Ｌ_２が位置するように、第２Ｚステージ４１Ｂおよび第２ＸＹステージ４２Ｂを用いて、第２干渉計１Ｂの位置を調整する。この位置調整により、第１測定光軸Ｌ_１上および第２測定光軸Ｌ_２が互いに一致する。

なお、このようなアライメント調整を行っても、各ステージの機械的な精度等が原因となって、第１干渉計１Ａの第１測定光軸Ｌ_１と第２干渉計１Ｂの第２測定光軸Ｌ_２とを完全に一致させることができない場合がある。このような場合には、第１測定光軸Ｌ_１と第２測定光軸Ｌ_２との相対的な位置や傾きのずれ量を求め、それらのデータを記憶しておく。

［２］次に、上記真球治具を取り除き、第１干渉計１Ａの対物レンズ１８Ａおよび第２干渉計１Ｂの対物レンズ１８Ｂを第１測定光軸Ｌ_１上および第２測定光軸Ｌ_２上にそれぞれ設置するとともに、非球面レンズ９を保持ステージ３１に保持せしめ、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂに対する非球面レンズ９のアライメント調整を行う。このアライメント調整は、上述の第１中心点Ｐ_１および第２中心点Ｐ_２が、第１干渉計１Ａの第１測定光軸Ｌ_１の近傍および第２干渉計１Ｂの第２測定光軸Ｌ_２の近傍にそれぞれ位置するようにするためのものであり、オペレータが、レンズ傾き調整ステージ３２およびレンズ傾き調整ステージ３３を用いて手動操作で行う。

［３］次いで、第１干渉計１Ａから、第１レンズ面９１の中心部に第１測定光を照射し、該第１測定光の第１レンズ面９１からの戻り光と第１参照光との光干渉により形成される第１干渉縞の画像データを撮像カメラ２３Ａにより得る（第１干渉縞取得ステップ）。

［４］同様に、第２干渉計１Ｂから、第２レンズ面９２の中心部に第２測定光を照射し、該第２測定光の第２レンズ面９２からの戻り光と第２参照光との光干渉により形成される第２干渉縞の画像データを撮像カメラ２３Ｂにより得る（第２干渉縞取得ステップ）。

［５］次に、上記第１干渉縞の画像データを解析して（一般的な縞解析法を用いることができる）、第１レンズ面９１の中心部の形状データである第１被検面形状データを、第１干渉計１Ａにおいて設定された第１測定座標系において求める（第１被検面形状データ取得ステップ）。この処理は、図３に示す第１被検面形状データ取得手段５１Ａにおいて行われる。

［６］同様に、上記第２干渉縞の画像データを解析して、第２レンズ面９２の中心部の形状データである第２被検面形状データを、第２干渉計１Ｂにおいて設定された第２測定座標系において求める（第２被検面形状データ取得ステップ）。この処理は、図３に示す第２形状データ取得手段５１Ｂにおいて行われる。

ここで、上述の第１測定座標系および第２測定座標系について説明する。図５に示すように、第１測定座標系は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を有する右手系の３次元直交座標系であり、Ｚ軸が第１干渉計１Ａの第１測定光軸Ｌ_１と一致するように設定されている。一方、第２測定座標系は、互いに直交するＵ軸、Ｖ軸、Ｗ軸を有する右手系の３次元直交座標系であり、Ｗ軸が第２干渉計１Ｂの第２測定光軸Ｌ_２と一致するように設定されている。また、第１測定座標系と第２測定座標系との相対的な位置関係は、第１測定光軸Ｌ_１と第２測定光軸Ｌ_２とが完全に一致するようにアライメント調整された場合において、Ｚ軸とＷ軸とが同一直線上に互いに同じ向きに位置するように、Ｘ軸とＵ軸およびＹ軸とＶ軸がそれぞれ互いに平行で同じ向きとなるように設定されている。なお、第１測定光軸Ｌ_１と第２測定光軸Ｌ_２とが互いに一致せず、これらの間に相対的なずれが生じている場合には、これに応じて、第１測定座標系と第２測定座標系との相対的な位置関係のずれが生じる。すなわち、第１測定光軸Ｌ_１と第２測定光軸Ｌ_２との相対的なずれがある場合には、これらのずれ量が上記（１）の手順において、第１干渉計１Ａと第２干渉計１Ｂとの相対位置情報として求められ、それに基づいて、第１測定座標系と第２測定座標系との相対位置関係が特定され記憶される。

［７］次いで、上記第１被検面形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、第１レンズ面９１の、第１測定光軸Ｌ１と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、第１レンズ面９１の第１測定光軸Ｌ１に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求める（第１ツェルニケ係数値算出ステップ）。この処理は、図３に示す第１ツェルニケ係数値算出手段５２Ａにおいて行われる。

［８］同様に、上記第２被検面形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、第２レンズ面９２の、第２測定光軸Ｌ２と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、第２レンズ面９２の第２測定光軸Ｌ２に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求める（第２ツェルニケ係数値算出ステップ）。この処理は、図３に示す第２ツェルニケ係数値算出手段５２Ｂにおいて行われる。

なお、本実施形態では、ツェルニケ多項式として、極座標形式で表された１０次のツェルニケ多項式Ｚ（ρ，θ）（ρは極からの距離、θは始線に対する偏角）を用いる（下式（Ａ）に、全部で３５個ある項のうち４次までの９個の項を示す。Ｚ_０は定数項）。
Ｚ（ρ，θ）＝Ｚ_０＋Ｚ_１ρcosθ＋Ｚ_２ρsinθ＋Ｚ_３（２ρ^２−１）
＋Ｚ_４ρ^２cos２θ＋Ｚ_５ρ^２sin２θ
＋Ｚ_６（３ρ^２−２）ρcosθ＋Ｚ_７（３ρ^２−２）ρsinθ
＋Ｚ_８（６ρ^４−６ρ^２＋１） ・・・・・・ （Ａ）

また、上述の第１ツェルニケ係数および第２ツェルニケ係数として、それぞれ上式（Ａ）で表されるツェルニケ多項式の第２項の係数Ｚ_１および第３項の係数Ｚ_２ の組を用いる。

すなわち、上記第１ツェルニケ係数値算出ステップでは、上記第１被検面形状データを上記ツェルニケ多項式で近似し、そのときの係数Ｚ_１，Ｚ_２の各値を第１ツェルニケ係数の値として求める。

同様に、上記第２ツェルニケ係数値算出ステップでは、上記第２被検面形状データを上記ツェルニケ多項式で近似し、そのときの係数Ｚ_１，Ｚ_２の各値を第２ツェルニケ係数の値として求める。

［９］次に、上記第１被検面形状データ取得ステップにおいて求められた第１被検面９１の形状データに基づき、第１被検面９１の、第１測定光軸Ｌ_１と垂直な方向のシフト量および第１被検面９１の第１測定光軸Ｌ_１に対するチルト量に比例して値が変化する、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１被検面９１の頂点偏芯の値（第１頂点偏芯値）を求める（第１頂点偏芯値算出ステップ）。この処理は、図３に示す第１頂点偏芯値算出手段５３Ａにおいて、以下の手順で行われる。

〈ａ〉まず、第１被検面９１の形状データに基づき、第１被検面９１の頂点（以下「第１頂点」と称する）の座標値を第１測定座標系において求める。

〈ｂ〉次に、求められた第１頂点の座標値に基づき、第１頂点から第１測定光軸Ｌ_１（第１測定座標系のＺ軸）までの第１測定光軸Ｌ_１と垂直な方向の距離値を算出し、この距離値を第１頂点偏芯値とする。

［１０］同様に、上記第２被検面形状データ取得ステップにおいて求められた第２被検面９２の形状データに基づき、第２被検面９２の、第２測定光軸Ｌ_２と垂直な方向のシフト量および第２被検面９２の第２測定光軸Ｌ_２に対するチルト量に比例して値が変化する、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２被検面９２の頂点偏芯の値（第２頂点偏芯値）を求める（第２頂点偏芯値算出ステップ）。この処理は、図３に示す第２頂点偏芯値算出手段５３Ｂにおいて、以下の手順で行われる。

〈ａ〉まず、第２被検面９２の形状データに基づき、第２被検面９１の頂点（以下「第２頂点」と称する）の座標値を第２測定座標系において求める。

〈ｂ〉次に、求められた第２頂点の座標値に基づき、第２頂点から第２測定光軸Ｌ_２（第２測定座標系のＷ軸）までの第２測定光軸Ｌ_２と垂直な方向の距離値を算出し、この距離値を第２頂点偏芯値とする。

［１１］次いで、上記第１ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた係数Ｚ_１，Ｚ_２の各値と、上記第１頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた第１頂点偏芯値とに基づき、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１レンズ面９１のシフト量およびチルト量の各値を、上記第１測定座標系において求める（第１シフト量・チルト量算出ステップ）。この処理は、図３に示す第１シフト量・チルト量算出手段５４Ａにおいて、下式（３）〜（６）を用いて行われる。

ここで、ｓ_ｘおよびｓ_ｙは、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１レンズ面９１のＸ軸方向（Ｘ方向）およびＹ軸方向（Ｙ方向）の各シフト量を示しており、ｔ_ｘおよびｔ_ｙは、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１レンズ面９１のＸ軸方向およびＹ軸方向の各チルト量を示している。また、Ｚ_{１（１−ｓ，ｔ）}およびＺ_{２（１−ｓ，ｔ）}は、第１ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた係数Ｚ_１およびＺ_２の各値を示している。また、Ｃ_{Ｘ（１−ｓ，ｔ）}およびＣ_{Ｙ（１−ｓ，ｔ）}は、第１測定光軸Ｌ_１に対する第１レンズ面９１のＸ軸方向（Ｘ方向）およびＹ軸方向（Ｙ方向）の各頂点偏芯の値（上記第１頂点偏芯値のＸ方向成分値およびＹ方向成分値）を示している。さらに、ａ_{１（１−ｓ）}，ａ_{２（１−ｓ）}，ａ_{１（１−ｔ）}，ａ_{２（１−ｔ）}，ｃ_ｓｘ，ｃ_ｓｙ，ｃ_ｔｘ，ｃ_ｔｘは、後述するコンピュータシミュレーションにおいて求められた各比例定数を示している。

［１２］同様に、上記第２ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた係数Ｚ_１，Ｚ_２の各値と、上記第２頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた第２頂点偏芯値とに基づき、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２レンズ面９２のシフト量およびチルト量を、上記第２測定座標系において求める（第２シフト量・チルト量算出ステップ）。この処理は、図３に示す第２シフト量・チルト量算出手段５４Ｂにおいて、下式（７）〜（１０）を用いて行われる。

ここで、ｓ_ｕおよびｓ_ｖは、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２レンズ面９２のＵ軸方向（Ｕ方向）およびＶ軸方向（Ｖ方向）の各シフト量を示しており、ｔ_ｕおよびｔ_ｖは、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２レンズ面９２のＵ軸方向およびＶ軸方向の各チルト量を示している。また、Ｚ_{１（２−ｓ，ｔ）}およびＺ_{２（２−ｓ，ｔ）}は、第２ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた係数Ｚ_１およびＺ_２の各値を示している。また、Ｃ_{Ｕ（２−ｓ，ｔ）}およびＣ_{Ｖ（２−ｓ，ｔ）}は、第２測定光軸Ｌ_２に対する第２レンズ面９２のＵ軸方向（Ｕ方向）およびＶ軸方向（Ｖ方向）の各頂点偏芯の値（上記第２頂点偏芯値のＵ方向成分値およびＶ方向成分値）を示している。さらに、ａ_{１（２−ｓ）}，ａ_{２（２−ｓ）}，ａ_{１（２−ｔ）}，ａ_{２（２−ｔ）}，ｃ_ｓｕ，ｃ_ｓｖ，ｃ_ｔｕ，ｃ_ｔｖは、後述するコンピュータシミュレーションにおいて求められた各比例定数を示している。

［１３］次に、上記第１シフト量・チルト量算出ステップおいて求められた各シフト量ｓ_ｘ，ｓ_ｙおよび各チルト量ｔ_ｘ，ｔ_ｙと、上記第２シフト量・チルト量算出ステップおいて求められた各シフト量ｓ_ｕ，ｓ_ｖおよび各チルト量ｔ_ｕ，ｔ_ｖと、上記手順［１］で求められた第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの相対位置関係（第１測定座標系と第２測定座標系との相対位置関係）とに基づき、上述した面ずれ量および面倒れ量を算出する（面ずれ量・面倒れ量算出ステップ）。この処理は、図３に示す面ずれ量・面倒れ量算出手段５５において、以下の手順で行われる。

〈ａ〉まず、第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂの実際の相対位置関係の影響により第１測定座標系との相対的なずれが生じている第２測定座標系を、図５に示す適正状態、すなわち、Ｗ軸が第１測定座標系のＺ軸と同一直線上に互いに同じ向きに位置し、Ｕ軸およびＶ軸が第１測定座標系のＸ軸およびＹ軸とそれぞれ互いに平行で同じ向きとなる状態に補正する。

〈ｂ〉次に、補正前の第２測定座標系において求められた各シフト量ｓ_ｕ，ｓ_ｖおよび各チルト量ｔ_ｕ，ｔ_ｖを、補正後の第２測定座標系における各シフト量ｓ_ｕ´，ｓ_ｖ´および各チルト量ｔ_ｕ´，ｔ_ｖ´に補正する。

〈ｃ〉そして、第１測定座標系におけるシフト量ｓ_ｘおよびｓ_ｙと補正後の第２測定座標系における各シフト量ｓ_ｕ´およびｓ_ｖ´との各々の差（ｓ_ｘ−ｓ_ｕ´，ｓ_ｙ−ｓ_ｖ´）を、第１レンズ面９１と第２レンズ面９２とのＸ軸方向およびＹ軸方向の各面ずれ量として算出する。

〈ｄ〉同様に、第１測定座標系におけるチルト量ｔ_ｘおよびｔ_ｙと補正後の第２測定座標系における各チルト量ｔ_ｕ´およびｔ_ｖ´との各々の差（ｔ_ｘ−ｔ_ｕ´，ｔ_ｙ−ｔ_ｖ´）を、第１レンズ面９１と第２レンズ面９２とのＸ軸方向およびＹ軸方向の各面倒れ量として算出する。

ここで、上述したコンピュータシミュレーションについて、具体的な数値を例示しながら説明する。

このコンピュータシミュレーションでは、まず、第１レンズ面９１および第２レンズ面９２の設計データに基づき、第１レンズ面９１に対応した模擬第１レンズ面および第２レンズ面９２に対応した模擬第２レンズ面をコンピュータ上に設定する。本実施例では、模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面の非球面係数を下記表１に示す値のものとしている。なお、非球面式は、下式（Ｂ）で表されるものを用いている。

次に、模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面に対し、上述の第１干渉計１Ａおよび第２干渉計１Ｂによる光干渉計測を実施した場合に得られる、上記第１干渉縞画像に対応した模擬第１干渉縞画像（図６参照）および上記第２干渉縞画像に対応した模擬第２干渉縞画像（図７参照）を作成する。なお、作成された干渉縞の縞密度に応じて、縞解析に用いる干渉縞の領域を制限するためのマスクを適宜設定する。

次いで、模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面に対し、１（分）ずつ変化するチルト量を順次与えながら、その都度、模擬第１干渉縞画像および模擬第２干渉縞画像を作成する。そして、各チルト量における模擬第１干渉縞画像および模擬第２干渉縞画像を解析して各チルト量における模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面の形状データを取得し、それらを上述したツェルニケ多項式で近似したときの、係数Ｚ_１およびＺ_２の各値を求めるとともに、模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面の各頂点偏芯の値を求める。なお、模擬第１レンズ面にチルト量を与えるときには、模擬第１レンズ面の中心点（模擬第１レンズ面の回転軸と模擬第１レンズ面との交点）を傾動中心とする。同様に、模擬第２レンズ面にチルト量を与えるときには、模擬第２レンズ面の中心点（模擬第２レンズ面の回転軸と模擬第２レンズ面との交点）を傾動中心とする。

図８は、模擬第１レンズ面に与えられたチルト量ｔ_ｘ（ｘは上記第１測定座標系のＸ軸方向のチルト量であることを示す）と、係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（１−ｔ）}（チルト量が０のときの値が０となるように補正している）との関係を示すものである。図８に示すように、Ｚ_{１（１−ｔ）}とｔ_ｘとの間には下式（１１）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{１（１−ｔ）}の値は0.059であると求められた。
Ｚ_{１（１−ｔ）}＝ａ_{１（１−ｔ）}・ｔ_ｘ ・・・・・・ （１１）

また、グラフは図示していないが、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｙ（ｙは上記第１測定座標系のＹ軸方向のチルト量であることを示す）を与えたときの、係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（１−ｔ）}（チルト量が０のときの値が０となるように補正している）とチルト量ｔ_ｙとの間にも、同様に下式（１２）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{２（１−ｔ）}の値は、模擬第１レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ａ_{１（１−ｔ）}の値と同じ0.059であると求められた。
Ｚ_{２（１−ｔ）}＝ａ_{２（１−ｔ）}・ｔ_Ｙ ・・・・・・ （１２）

一方、図９は、模擬第２レンズ面に与えられたチルト量ｔ_ｕ（ｕは上記第２測定座標系のＵ軸方向のチルト量であることを示す）と、係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（２−ｔ）}（チルト量が０のときの値が０となるように補正している）との関係を示すものである。図９に示すように、Ｚ_{１（２−ｔ）}とｔ_ｕとの間には下式（１３）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{１（２−ｔ）}の値は0.0721であると求められた。
Ｚ_{１（２−ｔ）}＝ａ_{１（２−ｔ）}・ｔ_Ｕ ・・・・・・ （１３）

また、グラフは図示していないが、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｖ（ｖは上記第２測定座標系のＶ軸方向のチルト量であることを示す）を与えたときの、係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（２−ｔ）}（チルト量が０のときの値が０となるように補正している）とチルト量ｔ_ｖとの間にも、同様に下式（１４）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{２（２−ｔ）}の値は、模擬第２レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ａ_{１（２−ｔ）}の値と同じ0.0721であると求められた。
Ｚ_{２（１−ｔ）}＝ａ_{２（１−ｔ）}・ｔ_ｙ ・・・・・・ （１４）

次に、模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面に対し、１（μm）ずつ変化するシフト量を順次与えながら（チルト量は０とする）、その都度、模擬第１干渉縞画像および模擬第２干渉縞画像を作成する。そして、各シフト量における模擬第１干渉縞画像および模擬第２干渉縞画像を解析して各シフト量における模擬第１レンズ面および模擬第２レンズ面の形状データを取得し、それらを上述したツェルニケ多項式で近似したときの、係数Ｚ_１およびＺ_２の各値を求める。

図１０は、模擬第１レンズ面に与えられたシフト量ｓ_ｘ（ｘは上記第１測定座標系のＸ軸方向のシフト量であることを示す）と、係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（１−ｓ）}（シフト量が０のときの値が０となるように補正している）との関係を示すものである。図１０に示すように、Ｚ_{１（１−ｓ）}とｓ_ｘとの間には下式（１５）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{１（１−ｓ）}の値は0.102であると求められた。
Ｚ_{１（１−ｓ）}＝ａ_{１（１−ｓ）}・ｓ_ｘ ・・・・・・ （１５）

また、グラフは図示していないが、模擬第１レンズ面にシフト量ｓ_ｙ（ｙは上記第１測定座標系のＹ軸方向のシフト量であることを示す）を与えたときの、係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（１−ｓ）}（シフト量が０のときの値が０となるように補正している）とシフト量ｓ_ｙとの間にも、同様に下式（１６）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{２（１−ｓ）}の値は、模擬第１レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ａ_{１（１−ｓ）}と同じ0.102であると求められた。
Ｚ_{２（１−ｓ）}＝ａ_{２（１−ｓ）}・ｓ_ｙ ・・・・・・ （１６）

一方、図１１は、模擬第２レンズ面に与えられたシフト量ｓ_ｕ（ｕは上記第２測定座標系のＵ軸方向のシフト量であることを示す）と、係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（２−ｓ）}（シフト量が０のときの値が０となるように補正している）との関係を示すものである。図１１に示すように、Ｚ_{１（２−ｓ）}とｓ_Ｕとの間には下式（１７）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{１（２−ｓ）}の値は-0.0263であると求められた。
Ｚ_{１（２−ｓ）}＝ａ_{１（２−ｓ）}・ｓ_ｕ ・・・・・・ （１７）

また、グラフは図示していないが、模擬第２レンズ面にシフト量ｓ_ｖ（ｖは上記第２測定座標系のＶ軸方向のシフト量であることを示す）を与えたときの、係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（２−ｓ）}（シフト量が０のときの値が０となるように補正している）とシフト量ｓ_ｖとの間にも、同様に下式（１８）の比例関係が成立し、その比例定数ａ_{２（２−ｓ）}の値は、模擬第２レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ａ_{１（２−ｓ）}と同じ-0.0263であると求められた。
Ｚ_{２（２−ｓ）}＝ａ_{２（２−ｓ）}・ｓ_ｖ ・・・・・・ （１８）

図１２は、模擬第１レンズ面に与えられたチルト量ｔ_ｘと、模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｘ（１−ｔ）}（Ｘは上記第１測定座標系のＸ軸方向の頂点偏芯であることを示す）との関係を示すものである。図１２に示すように、Ｃ_{Ｘ（１−ｔ）}とｔ_ｘとの間には下式（１９）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｔｘの値は0.5813であると求められた。比例定数ｃ_ｔｘが正値となるのは、模擬第１レンズ面の中心部が凹面状であることによる。
Ｃ_{Ｘ（１−ｔ）}＝ｃ_ｔｘ・ｔ_ｘ ・・・・・・ （１９）

また、グラフは図示していないが、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｙを与えたときの、模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｙ（１−ｔ）}（Ｙは上記第１測定座標系のＹ軸方向の頂点偏芯であることを示す）とチルト量ｔ_ｙとの間にも、同様に下式（２０）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｔｙの値は、模擬第１レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ｃ_ｔｘの値と同じ0.5813であると求められた。
Ｃ_{Ｙ（１−ｔ）}＝ｃ_ｔｙ・ｔ_ｙ ・・・・・・ （２０）

同様に、図１３は、模擬第１レンズ面に与えられたシフト量ｓ_ｘと、模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｘ（１−ｓ）}との関係を示すものである。図１３に示すように、Ｃ_{ｘ（１−ｓ）}とｓ_ｘとの間には下式（２１）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｓｘの値は1.000であると求められた。
Ｃ_{ｘ（１−ｓ）}＝ｃ_ｓｘ・ｓ_ｘ ・・・・・・ （２１）

また、グラフは図示していないが、模擬第１レンズ面にシフト量ｓ_ｙを与えたときの、模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｙ（１−ｓ）}とシフト量ｓ_ｙとの間にも、同様に下式（２２）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｓｙの値は、1.000であると求められた。
Ｃ_{ｙ（１−ｓ）}＝ｃ_ｓｙ・ｓ_ｙ ・・・・・・ （２２）

一方、図１４は、模擬第２レンズ面に与えられたチルト量ｔ_ｕと、模擬第２レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｕ（１−ｔ）}（Ｕは上記第２測定座標系のＵ軸方向の頂点偏芯であることを示す）との関係を示すものである。図１４に示すように、Ｃ_{Ｕ（１−ｔ）}とｔ_ｕとの間には下式（２３）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｔｕの値は-2.9346であると求められた。比例定数ｃ_ｔｕが負値となるのは、模擬第２レンズ面の中心部が凸面状であることによる。
Ｃ_{Ｕ（１−ｔ）}＝ｃ_ｔｕ・ｔ_ｕ ・・・・・・ （２３）

また、グラフは図示していないが、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｖを与えたときの、模擬第２レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｖ（１−ｔ）}（Ｖは上記第２測定座標系のＶ軸方向の頂点偏芯であることを示す）とチルト量ｔ_ｖとの間にも、同様に下式（２４）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｔｖの値は、模擬第２レンズ面が回転対称面であることから上記比例定数ｃ_ｔｕの値と同じ2.9346であると求められた。
Ｃ_{Ｖ（１−ｔ）}＝ｃ_ｔｖ・ｔ_ｖ ・・・・・・ （２４）

同様に、図１５は、模擬第２レンズ面に与えられたシフト量ｓ_ｕと、模擬第２レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｕ（１−ｓ）}との関係を示すものである。図１５に示すように、Ｃ_{Ｕ（１−ｓ）}とｓ_ｕとの間には下式（２５）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｓｕの値は1.000であると求められた。
Ｃ_{Ｕ（１−ｓ）}＝ｃ_ｓｕ・ｓ_ｕ ・・・・・・ （２５）

また、グラフは図示していないが、模擬第２レンズ面にシフト量ｓ_ｖを与えたときの、模擬第２レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｖ（１−ｓ）}とシフト量ｓ_ｖとの間にも、同様に下式（２６）の比例関係が成立し、その比例定数ｃ_ｓｖの値は、1.000であると求められた。
Ｃ_{Ｖ（１−ｓ）}＝ｃ_ｓｖ・ｓ_ｖ ・・・・・・ （２６）

さらに、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｘおよびシフト量ｓ_ｘが同時に与えられたときの係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＺ_{１（１−ｓ）}，Ｚ_{１（１−ｔ）}との間には、下式（２７）の関係が成立し、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｙおよびシフト量ｓ_ｙが同時に与えられたときの係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＺ_{２（１−ｓ）}，Ｚ_{２（１−ｔ）}との間には、下式（２８）の関係が成立することが確認された。
Ｚ_{１（１−ｓ，ｔ）}＝Ｚ_{１（１−ｓ）}＋Ｚ_{１（１−ｔ）} ・・・・・・ （２７）
Ｚ_{２（１−ｓ，ｔ）}＝Ｚ_{２（１−ｓ）}＋Ｚ_{２（１−ｔ）} ・・・・・・ （２８）

同様に、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｕおよびシフト量ｓ_ｖが同時に与えられたときの係数Ｚ_１の値Ｚ_{１（２−ｓ，ｔ）}と、上述のＺ_{１（２−ｓ）}，Ｚ_{１（２−ｔ）}との間には、下式（２９）の関係が成立し、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｖおよびシフト量ｓ_ｖが同時に与えられたときの係数Ｚ_２の値Ｚ_{２（２−ｓ，ｔ）}と、上述のＺ_{２（２−ｓ）}，Ｚ_{２（２−ｔ）}との間には、下式（３０）の関係が成立することが確認された。
Ｚ_{１（２−ｓ，ｔ）}＝Ｚ_{１（２−ｓ）}＋Ｚ_{１（２−ｔ）} ・・・・・・ （２９）
Ｚ_{２（２−ｓ，ｔ）}＝Ｚ_{２（２−ｓ）}＋Ｚ_{２（２−ｔ）} ・・・・・・ （３０）

また、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｘおよびシフト量ｓ_ｘが同時に与えられたときの模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｘ（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＣ_{Ｘ（１−ｔ）}，Ｃ_{Ｘ（１−ｓ）}との間には、下式（３１）の関係が成立し、模擬第１レンズ面にチルト量ｔ_ｙおよびシフト量ｓ_ｙが同時に与えられたときの模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｙ（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＣ_{Ｙ（１−ｔ）}，Ｃ_{Ｙ（１−ｓ）}との間には、下式（３２）の関係が成立することが確認された。
Ｃ_{Ｘ（１−ｓ，ｔ）}＝Ｃ_{Ｘ（１−ｓ）}＋Ｃ_{Ｘ（１−ｔ）} ・・・・・・ （３１）
Ｃ_{Ｙ（１−ｓ，ｔ）}＝Ｃ_{Ｙ（１−ｓ）}＋Ｃ_{Ｙ（１−ｔ）} ・・・・・・ （３２）

同様に、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｕおよびシフト量ｓ_ｖが同時に与えられたときの模擬第２レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｕ（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＣ_{Ｕ（１−ｔ）}，Ｃ_{Ｖ（１−ｓ）}との間には、下式（３３）の関係が成立し、模擬第２レンズ面にチルト量ｔ_ｖおよびシフト量ｓ_ｖが同時に与えられたときの模擬第１レンズ面の頂点偏芯の値Ｃ_{Ｖ（１−ｓ，ｔ）}と、上述のＣ_{Ｖ（１−ｔ）}，Ｃ_{Ｖ（１−ｓ）}との間には、下式（３４）の関係が成立することが確認された。
Ｃ_{Ｕ（１−ｓ，ｔ）}＝Ｃ_{Ｕ（１−ｓ）}＋Ｃ_{Ｕ（１−ｔ）} ・・・・・・ （３３）
Ｃ_{Ｖ（１−ｓ，ｔ）}＝Ｃ_{Ｖ（１−ｓ）}＋Ｃ_{Ｖ（１−ｔ）} ・・・・・・ （３４）

さらに、このコンピュータシミュレーションにより得られた各式より、上述した式（３）〜（１０）が導き出される。

以下、本発明を適用した場合の測定誤差（計算誤差）について、コンピュータシミュレーションを行った結果について説明する。

図１６は、模擬第１レンズ面に対し、Ｘ方向およびＹ方向に各々所定のシフト量（Ｘ方向には１μｍずつ、Ｙ方向には0.5μｍずつ）を与えながら、本発明を適用して各々のシフト量を測定した場合の結果を示している。横軸に入力Ｐとしてのシフト量を、縦軸に出力Ｑとして本発明の測定方法により算出されたシフト量をとっている。また、Ｘ方向およびＹ方向の結果を同時に示すため、Ｘ方向の結果はグラフの負の領域に、Ｙ方向の結果はグラフの正の領域にそれぞれ示している。グラフ内に記している数式は、入力Ｐと出力Ｑとの関係を１次式で近似したものである。測定誤差が無ければ、Ｑ＝Ｐとなるところ、略0.9％の微小な誤差が確認されただけであり、本発明による測定が高精度であることが確かめられた。

図１７は、模擬第２レンズ面に対し、Ｕ方向およびＶ方向に各々所定のシフト量（Ｕ方向には１μｍずつ、Ｖ方向には0.5μｍずつ）を与えながら、本発明を適用して各々のシフト量を測定した場合の結果を示している。横軸に入力Ｐとしてのシフト量を、縦軸に出力Ｑとして本発明の測定方法により算出されたシフト量をとっている。また、Ｕ方向およびＶ方向の結果を同時に示すため、Ｕ方向の結果はグラフの負の領域に、Ｖ方向の結果はグラフの正の領域にそれぞれ示している。グラフ内に記している数式は、入力Ｐと出力Ｑとの関係を１次式で近似したものである。測定誤差が無ければ、Ｑ＝Ｐとなるところ、略2.8％の微小な誤差が確認されただけであり、本発明による測定が高精度であることが確かめられた。

図１８は、模擬第１レンズ面に対し、Ｘ方向およびＹ方向に各々所定のチルト量（Ｘ方向には0.5分ずつ、Ｙ方向には１分ずつ）を与えながら、本発明を適用して各々のチルト量を測定した場合の結果を示している。横軸に入力Ｋとしてのチルト量を、縦軸に出力Ｊとして本発明の測定方法により算出されたチルト量をとっている。また、Ｘ方向およびＹ方向の結果を同時に示すため、Ｘ方向の結果はグラフの正の領域に、Ｙ方向の結果はグラフの負の領域にそれぞれ示している。グラフ内に記している数式は、入力Ｋと出力Ｊとの関係を１次式で近似したものである。測定誤差が無ければ、Ｊ＝Ｋとなるところ、略0.8％の微小な誤差が確認されただけであり、本発明による測定が高精度であることが確かめられた。

図１９は、模擬第２レンズ面に対し、Ｕ方向およびＶ方向に各々所定のチルト量（Ｕ方向には0.5分ずつ、Ｖ方向には１分ずつ）を与えながら、本発明を適用して各々のチルト量を測定した場合の結果を示している。横軸に入力Ｋとしてのチルト量を、縦軸に出力Ｊとして本発明の測定方法により算出されたチルト量をとっている。また、Ｕ方向およびＶ方向の結果を同時に示すため、Ｕ方向の結果はグラフの正の領域に、Ｖ方向の結果はグラフの負の領域にそれぞれ示している。グラフ内に記している数式は、入力Ｋと出力Ｊとの関係を１次式で近似したものである。測定誤差が無ければ、Ｊ＝Ｋとなるところ、略1.9％の微小な誤差が確認されただけであり、本発明による測定が高精度であることが確かめられた。

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

例えば、上述の実施形態では、第１レンズ面９１および第２レンズ面９２が共に回転非球面とされているが、第２レンズ面９２が球面とされている場合でも本発明を適用することが可能である。第２レンズ面９２が球面とされている場合には、第２レンズ面９２については、第２測定光軸Ｌ_２に対するシフト量は発生するがチルト量は発生しない。そこで、上述した測定手順におけるチルト量の算出では、該チルト量が零であるとして算出を行えばよい。なお、第１レンズ面９１と第２レンズ面９２との関係は相対的なものであり、第１レンズ面９１を第２被検面とし、第２レンズ面９２を第１被検面としてもよい。この場合、第２レンズ面９２が回転非球面で第１レンズ面９１が球面とされている場合でも、同様に本発明を適用することが可能である。

また、上述の実施形態では、図２に示すように、第１干渉計１Ａから第１レンズ面９１に照射される第１測定光と、第２干渉計１Ｂから第２レンズ面９２に照射される第２測定光が球面波とされているが、対物レンズ１８Ａ，１８Ｂを外して、平行光束（平面波）を第１測定光および第１測定光として用いるようにしてもよい。

また、ミロー型やマイケルソン型の対物光学系を備えた顕微干渉計を、第１干渉計および第２干渉計として用いることも可能である。この態様は、測定対象となる非球面レンズが小さい場合に有効となる。

さらに、上述の実施形態では、測定対象としての非球面体が非球面レンズとされているが、本発明は、回転非球面で構成された第１のミラー面と回転非球面または球面で構成された第２のミラー面を有する非球面ミラーを測定対象とすることもできる。この場合、各ミラー面の反射率が高くなることが予想されるので、それに応じて、参照基準平面１５Ａａ，１５Ｂａの反射・透過率を調整することが望ましい。例えば、各ミラー面の反射率が１００％である場合には、参照基準平面１５Ａａ，１５Ｂａを反射率５０％（透過率５０％）程度に設定すればよい。

なお、本発明は、２つの干渉計を用いて測定を行うものであるが、本発明の技術思想を利用すれば、干渉計に替えて他の測定装置（例えば、接触式あるいは非接触式のプローブを用いた形状測定装置や、モアレ縞形状測定装置）を用いた測定方法や装置を想起することも容易である。

１Ａ 第１干渉計
１Ｂ 第２干渉計
２ 光学定盤
３ 被検体アライメント部
４Ａ 第１干渉計位置調整部
４Ｂ 第２干渉計位置調整部
５ 制御解析部
９ 非球面レンズ（非球面体）
１０Ａ 第１干渉光学系
１０Ｂ 第２干渉光学系
１１Ａ，１１Ｂ 光源部
１２Ａ，１２Ｂ ビーム径拡大レンズ
１３Ａ，２１Ａ，１３Ｂ，２１Ｂ 光束分岐光学素子
１４Ａ，１４Ｂ コリメータレンズ
１５Ａ，１５Ｂ 平面基準板
１５Ａａ，１５Ｂａ 参照基準平面
１６Ａ，１６Ｂ ピエゾ素子
１７Ａ，１７Ｂ フリンジスキャンアダプタ
１８Ａ，１８Ｂ 対物レンズ
２０Ａ 第１干渉縞撮像系
２０Ｂ 第２干渉縞撮像系
２２Ａ，２６Ａ，２２Ｂ，２６Ｂ 結像レンズ
２３Ａ，２７Ａ，２３Ｂ，２７Ｂ 撮像カメラ
２４Ａ，２４Ｂ，２８Ａ，２８Ｂ ２次元イメージセンサ
２５Ａ，２５Ｂ アライメント撮像系
３１ 保持ステージ
３２ レンズ傾き調整ステージ
３３ レンズ位置調整ステージ
４１Ａ 第１Ｚステージ
４１Ｂ 第２Ｚステージ
４２Ａ 第１ＸＹステージ
４２Ｂ 第２ＸＹステージ
４３Ａ 第１干渉計傾き調整ステージ
４３Ｂ 第２干渉計傾き調整ステージ
５１Ａ 第１形状データ取得手段
５１Ｂ 第２形状データ取得手段
５２Ａ 第１ツェルニケ係数値算出手段
５２Ｂ 第２ツェルニケ係数値算出手段
５３Ａ 第１頂点偏芯値算出手段
５３Ｂ 第２頂点偏芯値算出手段
５４Ａ 第１シフト量・チルト量算出手段
５４Ｂ 第２シフト量・チルト量算出手段
５５ 面ずれ・面倒れ解析手段
９１ 第１レンズ面
９２ 第２レンズ面
９３ 側面
Ｌ_１ 第１測定光軸
Ｌ_２ 第２測定光軸
Ｐ_１ 第１頂点
Ｐ_２ 第２頂点
Ａ_１ 第１回転軸
Ａ_２ 第２回転軸

Claims (2)

1. 回転非球面である第１被検面と回転非球面または球面である第２被検面とを有する非球面体において、該第１被検面と該第２被検面との相対的な面ずれ量および面倒れ量を、互いの相対位置関係が特定された第１干渉計および第２干渉計を用いて測定する非球面体測定方法であって、
   前記第１干渉計の第１測定光軸に沿って第１測定光を前記第１被検面に照射し、該第１測定光の該第１被検面から反射された第１反射波面と該第１干渉計の第１参照波面との光干渉により形成される第１干渉縞の画像データを得る第１干渉縞取得ステップと、
   前記第２干渉計の第２測定光軸に沿って第２測定光を前記第２被検面に照射し、該第２測定光の該第２被検面から反射された第２反射波面と該第２干渉計の第２参照波面との光干渉により形成される第２干渉縞の画像データを得る第２干渉縞取得ステップと、
   前記第１干渉縞の画像データを解析して前記第１被検面の形状データを求める第１被検面形状データ取得ステップと、
   前記第２干渉縞の画像データを解析して前記第２被検面の形状データを求める第２被検面形状データ取得ステップと、
   前記第１被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第１被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求める第１ツェルニケ係数値算出ステップと、
   前記第２被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第２被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求める第２ツェルニケ係数値算出ステップと、
   前記第１被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第１被検面の形状データに基づき、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第１測定光軸に対する該第１被検面の頂点偏芯の値を求める第１頂点偏芯値算出ステップと、
   前記第２被検面形状データ取得ステップにおいて求められた前記第２被検面の形状データに基づき、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第２測定光軸に対する該第２被検面の頂点偏芯の値を求める第２頂点偏芯値算出ステップと、
   前記第１ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた前記第１ツェルニケ係数の値と、前記第１頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた前記第１被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第１測定光軸に対する前記第１被検面のシフト量およびチルト量を求める第１シフト量・チルト量算出ステップと、
   前記第２ツェルニケ係数値算出ステップにおいて求められた前記第２ツェルニケ係数の値と、前記第２頂点偏芯値算出ステップにおいて求められた前記第２被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第２測定光軸に対する前記第２被検面のシフト量およびチルト量を求める第２シフト量・チルト量算出ステップと、
   前記第１シフト量・チルト量算出ステップおいて求められた前記第１被検面のシフト量およびチルト量と、前記第２シフト量・チルト量算出ステップにおいて求められた前記第２被検面のシフト量およびチルト量と、前記第１干渉計および前記第２干渉計の相対位置関係の情報とに基づき、前記面ずれ量および前記面倒れ量を算出する面ずれ量・面倒れ量算出ステップと、を測定手順として含み、
   前記ツェルニケ多項式は、極座標形式で表された４次以上のツェルニケ多項式Ｚ（ρ，θ）（ρは極からの距離、θは始線に対する偏角）であり、
   前記第１ツェルニケ係数および前記第２ツェルニケ係数は、それぞれ下式（１）で表される項の係数Ｚ _１ および下式（２）で表される項の係数Ｚ _２ の組であることを特徴とする非球面体測定方法。
   ρcosθ ・・・・・・ （１）
   ρsinθ ・・・・・・ （２）
2. 回転非球面である第１被検面と回転非球面または球面である第２被検面とを有する非球面体において、該第１被検面と該第２被検面との相対的な面ずれ量および面倒れ量を測定する非球面体測定装置であって、
   第１測定光軸に沿って第１測定光を前記第１被検面に照射し、該第１測定光の該第１被検面から反射された第１反射波面と第１参照波面との光干渉により形成される第１干渉縞の画像データを得る第１干渉計と、
   第２測定光軸に沿って第２測定光を前記第２被検面に照射し、該第２測定光の該第２被検面から反射された第２反射波面と第２参照波面との光干渉により形成される第２干渉縞の画像データを得る、前記第１干渉計との相対位置関係が特定された第２干渉計と、
   前記第１干渉縞の画像データを解析して前記第１被検面の形状データを求める第１被検面形状データ取得手段と、
   前記第２干渉縞の画像データを解析して前記第２被検面の形状データを求める第２被検面形状データ取得手段と、
   前記第１被検面形状データ取得手段において求められた前記第１被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第１ツェルニケ係数の値を求める第１ツェルニケ係数値算出手段と、
   前記第２被検面形状データ取得手段において求められた前記第２被検面の形状データをツェルニケ多項式で近似し、該ツェルニケ多項式の各項の係数のうち、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量に比例して値が変化し、かつ、該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する第２ツェルニケ係数の値を求める第２ツェルニケ係数値算出手段と、
   前記第１被検面形状データ取得手段において求められた前記第１被検面の形状データに基づき、前記第１被検面の、前記第１測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第１被検面の該第１測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第１測定光軸に対する該第１被検面の頂点偏芯の値を求める第１頂点偏芯値算出手段と、
   前記第２被検面形状データ取得手段において求められた前記第２被検面の形状データに基づき、前記第２被検面の、前記第２測定光軸と垂直な方向のシフト量および該第２被検面の該第２測定光軸に対するチルト量に比例して値が変化する、該第２測定光軸に対する該第２被検面の頂点偏芯の値を求める第２頂点偏芯値算出手段と、
   前記第１ツェルニケ係数値算出手段において求められた前記第１ツェルニケ係数の値と、前記第１頂点偏芯値算出手段において求められた前記第１被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第１測定光軸に対する前記第１被検面のシフト量およびチルト量を求める第１シフト量・チルト量算出手段と、
   前記第２ツェルニケ係数値算出手段において求められた前記第２ツェルニケ係数の値と、前記第２頂点偏芯値算出手段において求められた前記第２被検面の頂点偏芯の値とに基づき、前記第２測定光軸に対する前記第２被検面のシフト量およびチルト量を求める第２シフト量・チルト量算出手段と、
   前記第１シフト量・チルト量算出手段において求められた前記第１被検面のシフト量およびチルト量と、前記第２シフト量・チルト量算出手段において求められた前記第２被検面のシフト量およびチルト量と、前記第１干渉計および前記第２干渉計の相対位置関係の情報とに基づき、前記面ずれ量および前記面倒れ量を算出する面ずれ量・面倒れ量算出手段と、を備え、
   前記ツェルニケ多項式は、極座標形式で表された４次以上のツェルニケ多項式Ｚ（ρ，θ）（ρは極からの距離、θは始線に対する偏角）であり、
   前記第１ツェルニケ係数および前記第２ツェルニケ係数は、それぞれ下式（１）で表される項の係数Ｚ _１ および下式（２）で表される項の係数Ｚ _２ の組であることを特徴とする非球面体測定装置。
   ρcosθ ・・・・・・ （１）
   ρsinθ ・・・・・・ （２）

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