JP5751886B2 - 面形状計測装置および面形状計測方法 - Google Patents
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Description
仮想点光源P1からの光束は、光学系6を介して発散光束としてセンサ11に入射する。このときのセンサ11上での波面収差W(r,θ)は、Zernike多項式を用いて級数展開することができ、次式(2)のように表わされる。
そして、解析演算部12は、センサ11からの出力を用いた波面計測結果と式(3)とから、図5に示す波面の曲率半径R2を算出する(ステップS−15)。
光学系6に対して仮想点光源Amと共役関係となる位置Bmは、結像公式から次式(7)により表わされる。
次に、解析演算部12は、光学系6に対してセンサ11と共役関係となる位置(光学系6に対するセンサ11との共役位置)を算出する(ステップS−17)。結像公式と式(7),(8)とから、主点Hから光学系6に対するセンサ11との共役位置(図2に示す被検面70)までの距離SAは、次式(9)により表わされる。
上述したように、主点Hから光学系6に対するセンサ11との共役位置までの距離SAと、主点Hから校正基準面8までの距離Sが求められたので、(SA−S)だけ校正基準面8を移動させる。これにより、校正基準面8を光学系6に対するセンサ11との共役位置に配置することができる。この後、実施例1と同様にして、被検面70を高精度に光学系6に対するセンサ11との共役位置に配置する。
6 光学系(投光光学系、結像光学系)
7 校正用原器
8 校正基準面
11 センサ
12 解析演算部
Claims (3)
- 光源からの光を被検面に照射する投光光学系と、
前記被検面で反射された光を結像させる結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を受光するセンサと、
該センサからの出力を用いて前記被検面の形状を計測する計測手段とを有し、
前記計測手段は、
前記光源からの光が前記投光光学系を介して校正基準面上の一点に収束して形成される仮想点光源の位置を、前記校正基準面を移動させる、或いは前記校正基準面の曲率を変えることで前記校正基準面とは異なる第1の位置に移動した後の、前記校正基準面から反射されて前記結像光学系を介して前記センサに入射した光の波面の第1の曲率半径を該センサからの出力を用いて算出するとともに、前記仮想点光源の位置を、前記校正基準面を移動させる、或いは前記校正基準面の曲率を変えることで前記校正基準面および前記第1の位置とは異なる第2の位置に移動した後の、前記校正基準面から反射されて前記結像光学系を介して前記センサに入射した光の波面の第2の曲率半径を該センサからの出力を用いて算出し、
前記第1の曲率半径および前記第2の曲率半径と、前記仮想点光源が前記校正基準面上の位置から前記第1の位置に移動するときの第1の移動量および前記仮想点光源が前記校正基準面上の位置から前記第2の位置に移動するときの第2の移動量と、を用いて前記結像光学系の焦点距離を算出し、
該焦点距離と前記第1の曲率半径と前記第1の移動量を用いて、前記結像光学系に対して前記センサと共役関係となる共役位置を算出し、
前記焦点距離と前記第1の曲率半径と前記第1の移動量、あるいは、前記共役位置と前記結像光学系の前記センサ側の主点から該センサまでの距離とから前記結像光学系の結像倍率を算出し、
前記共役位置に前記被検面を配置したときの前記センサからの出力と前記結像倍率とを用いて前記被検面の形状を計測することを特徴とする面形状計測装置。 - 前記校正基準面が、前記投光光学系および前記結像光学系に向かって凸の形状を有する曲面であることを特徴とする請求項1に記載の面形状計測装置。
- 光源からの光を被検面に照射する投光光学系と、前記被検面で反射された光を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により結像された光を受光するセンサとを用いて、前記被検面の形状を計測する面形状計測方法であって、
前記光源からの光が前記投光光学系を介して校正基準面上の一点に収束して形成される仮想点光源の位置を、前記校正基準面を移動させる、或いは前記校正基準面の曲率を変えることで前記校正基準面とは異なる第1の位置に移動した後の、前記校正基準面から反射されて前記結像光学系を介して前記センサに入射した光の波面の第1の曲率半径を該センサからの出力を用いて算出するとともに、前記仮想点光源の位置を、前記校正基準面を移動させる、或いは前記校正基準面の曲率を変えることで前記校正基準面および前記第1の位置とは異なる第2の位置に移動した後の、前記校正基準面から反射されて前記結像光学系を介して前記センサに入射した光の波面の第2の曲率半径を該センサからの出力を用いて算出し、
前記第1の曲率半径および前記第2の曲率半径と、前記仮想点光源が前記校正基準上の位置から前記第1の位置に移動するときの第1の移動量および前記仮想点光源が前記校正基準面上の位置から前記第2の位置に移動するときの第2の移動量と、を用いて前記結像光学系の焦点距離を算出し、
該焦点距離と前記第1の曲率半径と前記第1の移動量を用いて、前記結像光学系に対して前記センサと共役関係となる共役位置を算出し、
前記焦点距離と前記第1の曲率半径と前記第1の移動量、あるいは、前記共役位置と前記結像光学系の前記センサ側の主点から該センサまでの距離とから前記結像光学系の結像倍率を算出し、
前記共役位置に前記被検面を配置したときの前記センサからの出力と前記結像倍率とを用いて前記被検面の形状を計測することを特徴とする面形状計測方法。
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