JPH05203425A - 面精度評価法および面精度評価システム - Google Patents
面精度評価法および面精度評価システムInfo
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- JPH05203425A JPH05203425A JP4012635A JP1263592A JPH05203425A JP H05203425 A JPH05203425 A JP H05203425A JP 4012635 A JP4012635 A JP 4012635A JP 1263592 A JP1263592 A JP 1263592A JP H05203425 A JPH05203425 A JP H05203425A
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コリメーティングレンズのＮＡと等しいＮＡ
の被検レンズの面形状を測定してその面精度を評価でき
るようにする。 【構成】 回転対称成分を検出してその形状評価指数を
算出する手段８１と、非回転対称成分を検出してその形
状評価指数を算出する手段８２と、真の回転対称成分を
横ずらし減算した形状パターンに対する形状評価指数の
近似値を算出する手段８３と、真の回転対称成分に対す
る形状評価指数の近似値を算出する手段８４と、第５の
算出手段８５と、干渉縞パターンを記憶するメモリ８６
と、を有する。
の被検レンズの面形状を測定してその面精度を評価でき
るようにする。 【構成】 回転対称成分を検出してその形状評価指数を
算出する手段８１と、非回転対称成分を検出してその形
状評価指数を算出する手段８２と、真の回転対称成分を
横ずらし減算した形状パターンに対する形状評価指数の
近似値を算出する手段８３と、真の回転対称成分に対す
る形状評価指数の近似値を算出する手段８４と、第５の
算出手段８５と、干渉縞パターンを記憶するメモリ８６
と、を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学レンズ等の面精度
を評価する方法、およびその時に用いられる面精度評価
システムに関するものである。
を評価する方法、およびその時に用いられる面精度評価
システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】干渉計によって光学的な面の形状誤差を
測定する場合、基準面との相対測定を行うのが一般的で
ある。基準面の面精度（以下、ＰＶという）は、ＰＶ＝
λ／10からλ／20（例えば、干渉計用として良く使われ
るＨｅ−Ｎｅレーザーの場合、λ＝633 nm）という場合
が多く、それより高精度な測定を行うには絶対形状の測
定が必要となる。
測定する場合、基準面との相対測定を行うのが一般的で
ある。基準面の面精度（以下、ＰＶという）は、ＰＶ＝
λ／10からλ／20（例えば、干渉計用として良く使われ
るＨｅ−Ｎｅレーザーの場合、λ＝633 nm）という場合
が多く、それより高精度な測定を行うには絶対形状の測
定が必要となる。
【０００３】従来のこの種の測定法としてはBruning に
よる頂点反射を利用する方法が挙げられる。また、頂点
反射が利用できない場合の測定法としては、「波面平均
化法」がある。図９は、この測定法の原理を示す図であ
る。この波面平均化法は、明るいＦナンバーの被検レン
ズ９２を使用し、コリメーティングレンズ９１は変えず
に被測定領域を変位させた状態で各々波面測定を複数回
行う。そして、この測定データを平均化することで被検
レンズ９２の形状誤差による測定への影響を減少させ、
コリメーティングレンズ９１の面形状を求める。この場
合、被検レンズ９２の平均化される形状誤差の非一様性
を仮定している。測定データＷK を平均すると式１のよ
うになる。
よる頂点反射を利用する方法が挙げられる。また、頂点
反射が利用できない場合の測定法としては、「波面平均
化法」がある。図９は、この測定法の原理を示す図であ
る。この波面平均化法は、明るいＦナンバーの被検レン
ズ９２を使用し、コリメーティングレンズ９１は変えず
に被測定領域を変位させた状態で各々波面測定を複数回
行う。そして、この測定データを平均化することで被検
レンズ９２の形状誤差による測定への影響を減少させ、
コリメーティングレンズ９１の面形状を求める。この場
合、被検レンズ９２の平均化される形状誤差の非一様性
を仮定している。測定データＷK を平均すると式１のよ
うになる。
【０００４】
【数１】
【０００５】被検レンズ９２の面形状ＷTKを変化させな
がら、測定回数ｎを増やして行くと式１の右辺第２項は
０に近づくので、コリメーティングレンズ９１の面形状
ＷR が求まる。測定に際しては、コリメーティングレン
ズ９１のＮＡより大きいＮＡの被検レンズ９２を準備
し、この被検レンズ９２を光軸に対して横ずらしさせる
ことにより、波面を平均化させ、コリメーティングレン
ズ９１が有する参照球面の形状誤差を求めていた。
がら、測定回数ｎを増やして行くと式１の右辺第２項は
０に近づくので、コリメーティングレンズ９１の面形状
ＷR が求まる。測定に際しては、コリメーティングレン
ズ９１のＮＡより大きいＮＡの被検レンズ９２を準備
し、この被検レンズ９２を光軸に対して横ずらしさせる
ことにより、波面を平均化させ、コリメーティングレン
ズ９１が有する参照球面の形状誤差を求めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の技
術においては、波面の平均化を効率良く行うために被検
レンズの形状誤差の非一様性が必要であった。例えば、
コリメーティングレンズ６１のＮＡと同じＮＡの被検レ
ンズを交換することにより、ｎ通りの波面を平均化させ
る場合、全ての被検レンズにいわゆる「中落ち」の形状
誤差が存在していると、波面の平均化後も「中落ち」の
形状誤差は平均化されないためコリメーティングレンズ
の形状誤差として計測されてしまう。そのため、精度良
く形状を測定することができなかった。
術においては、波面の平均化を効率良く行うために被検
レンズの形状誤差の非一様性が必要であった。例えば、
コリメーティングレンズ６１のＮＡと同じＮＡの被検レ
ンズを交換することにより、ｎ通りの波面を平均化させ
る場合、全ての被検レンズにいわゆる「中落ち」の形状
誤差が存在していると、波面の平均化後も「中落ち」の
形状誤差は平均化されないためコリメーティングレンズ
の形状誤差として計測されてしまう。そのため、精度良
く形状を測定することができなかった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決することを目的
とする。
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的のため、本発明
では、少なくとも、測定対象物からの反射波面とコリメ
ーティングレンズによる参照波面とを干渉させ、その際
の干渉縞パターンを記憶する記憶手段と、前記測定対象
物の略回転対称となる中心線を回転軸として、この測定
対象物を少なくとも１回転させながら測定して得られた
表面形状データを平均して回転対称成分を求める第１の
算出手段と、該回転対称成分と前記干渉縞パターンから
測定対象物単体の非回転対称成分を求める第２の算出手
段と、前記回転軸を測定光軸に対して互いに異なる少な
くとも２方向に変位させる変位手段と、該変位した状態
で測定対象物の表面形状データを測定する表面形状デー
タ測定手段と、該変位後の各表面形状データと前記干渉
縞パターンから、前記非回転対称成分および測定対象物
単体の回転対称成分である真の回転対称成分とに分解さ
れる「測定対象物単体の形状」が変位合成された形状を
各変位方向に関して求め、該「変位合成された形状」に
対する形状評価指数を平均して、「真の回転対称成分が
変位合成された形状に対する形状評価指数」の近似値を
求める第３の算出手段と、あらかじめ既知の様々な干渉
縞パターンに対して演算手段上で行った結果に基づいて
統計処理することで求めておいた、前記形状評価指数の
近似値と「真の回転対称成分に対する形状評価指数」と
の相関を表す特性曲線図に、前記形状評価指数の近似値
を当てはめて前記「真の回転対称成分に対する形状評価
指数」を求める第４の算出手段と、測定対象物単体の非
回転対称成分に対する形状評価指数と前記「真の回転対
称成分に対する形状評価指数」とを合成して、測定対象
物単体の形状評価指数を求める第５の算出手段と、で面
精度評価システムを構成するようにした。
では、少なくとも、測定対象物からの反射波面とコリメ
ーティングレンズによる参照波面とを干渉させ、その際
の干渉縞パターンを記憶する記憶手段と、前記測定対象
物の略回転対称となる中心線を回転軸として、この測定
対象物を少なくとも１回転させながら測定して得られた
表面形状データを平均して回転対称成分を求める第１の
算出手段と、該回転対称成分と前記干渉縞パターンから
測定対象物単体の非回転対称成分を求める第２の算出手
段と、前記回転軸を測定光軸に対して互いに異なる少な
くとも２方向に変位させる変位手段と、該変位した状態
で測定対象物の表面形状データを測定する表面形状デー
タ測定手段と、該変位後の各表面形状データと前記干渉
縞パターンから、前記非回転対称成分および測定対象物
単体の回転対称成分である真の回転対称成分とに分解さ
れる「測定対象物単体の形状」が変位合成された形状を
各変位方向に関して求め、該「変位合成された形状」に
対する形状評価指数を平均して、「真の回転対称成分が
変位合成された形状に対する形状評価指数」の近似値を
求める第３の算出手段と、あらかじめ既知の様々な干渉
縞パターンに対して演算手段上で行った結果に基づいて
統計処理することで求めておいた、前記形状評価指数の
近似値と「真の回転対称成分に対する形状評価指数」と
の相関を表す特性曲線図に、前記形状評価指数の近似値
を当てはめて前記「真の回転対称成分に対する形状評価
指数」を求める第４の算出手段と、測定対象物単体の非
回転対称成分に対する形状評価指数と前記「真の回転対
称成分に対する形状評価指数」とを合成して、測定対象
物単体の形状評価指数を求める第５の算出手段と、で面
精度評価システムを構成するようにした。
【０００９】
【作用】本発明は、以下に定義する真の回転対称成分Ｒ
Ｓ（その形状評価指数をｒｓとする）と非回転対称成分
ＡＳ（その形状評価指数をａｓとする）から測定対象物
単体の表面形状Ｈの形状評価指数ｈを求めることで、面
精度を評価するものである。
Ｓ（その形状評価指数をｒｓとする）と非回転対称成分
ＡＳ（その形状評価指数をａｓとする）から測定対象物
単体の表面形状Ｈの形状評価指数ｈを求めることで、面
精度を評価するものである。
【００１０】図５は、真の回転対称成分ＲＳおよび非回
転対称成分ＡＳの定義を説明するための模式図である。
図５において測定対象物単体の表面形状Ｈは、求める測
定対象物の表面形状の３Ｄ図を示している。測定対象物
を回転させながら測定対象上の各点での測定値（図中の
数字は測定値の例を示す）を求め、それらを平均化した
ものが真の回転対称成分ＲＳである。この時、ＡＳで示
す非回転対称成分は、（Ｈ−ＲＳ）で定義される。
転対称成分ＡＳの定義を説明するための模式図である。
図５において測定対象物単体の表面形状Ｈは、求める測
定対象物の表面形状の３Ｄ図を示している。測定対象物
を回転させながら測定対象上の各点での測定値（図中の
数字は測定値の例を示す）を求め、それらを平均化した
ものが真の回転対称成分ＲＳである。この時、ＡＳで示
す非回転対称成分は、（Ｈ−ＲＳ）で定義される。
【００１１】本発明において、前記表面形状Ｈの形状評
価指数を求める過程は、以下の通りである。 （１）測定対象物からの反射波面とコリメーティングレ
ンズによる参照波面とを干渉させ、干渉縞パターンＯＲ
（その形状評価指数をｏｒとする）を求める。これは、
コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳと、非回転対称成分ＡＳとの和である。 （２）測定対象物をその測定対象物の略回転対称中心線
を回転軸として回転させながらその表面形状を測定し、
得られたデータを平均して回転対称成分を求める。この
成分は、コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０と真の
回転対称成分ＲＳとの和である。 （３）前記干渉縞パターンＯＲから回転対称成分を減じ
て非回転対称成分ＡＳを求め、その形状評価指数ａｓを
算出する。 （４）測定対象物の略回転対称中心線を測定光の光軸に
対して変位させて横ずらしの表面形状データを求め、こ
のデータから干渉縞パターンＯＲを減ずることにより、
コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０を含まない形状
パターン（測定対象物単体の表面形状Ｈを横ずらしして
減算したものに相当）ＹＨI を求める。そして、このＹ
ＨI の形状評価指数ｙｈi を算出する。 （５）測定対象物の略回転対称中心線の変位方向を変え
て前述のようにして形状評価指数ｙｈi を算出する。そ
して、各変位方向で得られた形状評価指数ｙｈi を平均
化してｙｈを求める（下記の式２に従う）。これは、非
回転対称成分ＡＳが平均化されることにより、真の回転
対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンに対する
形状評価指数を近似するものである。
価指数を求める過程は、以下の通りである。 （１）測定対象物からの反射波面とコリメーティングレ
ンズによる参照波面とを干渉させ、干渉縞パターンＯＲ
（その形状評価指数をｏｒとする）を求める。これは、
コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳと、非回転対称成分ＡＳとの和である。 （２）測定対象物をその測定対象物の略回転対称中心線
を回転軸として回転させながらその表面形状を測定し、
得られたデータを平均して回転対称成分を求める。この
成分は、コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０と真の
回転対称成分ＲＳとの和である。 （３）前記干渉縞パターンＯＲから回転対称成分を減じ
て非回転対称成分ＡＳを求め、その形状評価指数ａｓを
算出する。 （４）測定対象物の略回転対称中心線を測定光の光軸に
対して変位させて横ずらしの表面形状データを求め、こ
のデータから干渉縞パターンＯＲを減ずることにより、
コリメーティングレンズの形状誤差Ｆ０を含まない形状
パターン（測定対象物単体の表面形状Ｈを横ずらしして
減算したものに相当）ＹＨI を求める。そして、このＹ
ＨI の形状評価指数ｙｈi を算出する。 （５）測定対象物の略回転対称中心線の変位方向を変え
て前述のようにして形状評価指数ｙｈi を算出する。そ
して、各変位方向で得られた形状評価指数ｙｈi を平均
化してｙｈを求める（下記の式２に従う）。これは、非
回転対称成分ＡＳが平均化されることにより、真の回転
対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンに対する
形状評価指数を近似するものである。
【００１２】なお、前記中心線を変位させる際、各変位
方向における測定光の光軸からの変位量は一定にして置
く必要がある。これは、各変位方向における真の回転対
称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンを一定にす
るためである。
方向における測定光の光軸からの変位量は一定にして置
く必要がある。これは、各変位方向における真の回転対
称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンを一定にす
るためである。
【００１３】
【数２】
【００１４】（６）ここで、あらかじめ既知の様々な干
渉縞パターンについて、各パターンごとに求めておいた
ｙｈとｒｓに関する特性曲線図に対し実際の測定で得ら
れたｙｈを当てはめ、真の回転対称成分の形状評価指数
ｒｓの近似値ｒｓｄを算出する。この場合、まず、測定
して得られた前記ＹＨI のパターンからＨのパターンを
類推し、このパターンに合った特性曲線図にｙｈを当て
はめるようにする。
渉縞パターンについて、各パターンごとに求めておいた
ｙｈとｒｓに関する特性曲線図に対し実際の測定で得ら
れたｙｈを当てはめ、真の回転対称成分の形状評価指数
ｒｓの近似値ｒｓｄを算出する。この場合、まず、測定
して得られた前記ＹＨI のパターンからＨのパターンを
類推し、このパターンに合った特性曲線図にｙｈを当て
はめるようにする。
【００１５】前記特性曲線図は、様々な干渉縞パターン
に対して上記（１）〜（５）の処理を演算手段上で行な
い、最小２乗法によって最適近似することで求めておい
たものである。この場合、コリメーティングレンズの形
状誤差Ｆ０の値は０と仮定できるので、下記の式３から
ｒｓが求められる（形状評価指数は２乗加算性を有する
ため）。
に対して上記（１）〜（５）の処理を演算手段上で行な
い、最小２乗法によって最適近似することで求めておい
たものである。この場合、コリメーティングレンズの形
状誤差Ｆ０の値は０と仮定できるので、下記の式３から
ｒｓが求められる（形状評価指数は２乗加算性を有する
ため）。
【００１６】
【数３】
【００１７】（７）前記ｒｓｄとａｓを下記の式４をあ
てはめてｈを算出する。
てはめてｈを算出する。
【００１８】
【数４】
【００１９】そして、この表面形状の形状評価指数ｈに
より測定対象物の形状の精度を評価することが可能とな
る。
より測定対象物の形状の精度を評価することが可能とな
る。
【００２０】
【実施例１】図１は、本発明の第１の実施例を示す面精
度評価システムの概略構成図である。本実施例では、フ
ィゾー型干渉計システムを用いて測定対象物の表面形状
データを測定するようにしている。本実施例の面精度評
価システムは、制御部８と、処理部１５と、レーザ光源
１と、撮像素子２と、半透鏡３と、コリメーティングレ
ンズ（フィゾーレンズ）ＬおよびＭ１と、測定対象物で
ある被検レンズ１０の３軸方向の位置決めを行うＸステ
ージ４、Ｙステージ５およびＺステージ６と、回転手段
であるベアリング１４と、移動手段であるαステージ７
と、を有している。
度評価システムの概略構成図である。本実施例では、フ
ィゾー型干渉計システムを用いて測定対象物の表面形状
データを測定するようにしている。本実施例の面精度評
価システムは、制御部８と、処理部１５と、レーザ光源
１と、撮像素子２と、半透鏡３と、コリメーティングレ
ンズ（フィゾーレンズ）ＬおよびＭ１と、測定対象物で
ある被検レンズ１０の３軸方向の位置決めを行うＸステ
ージ４、Ｙステージ５およびＺステージ６と、回転手段
であるベアリング１４と、移動手段であるαステージ７
と、を有している。
【００２１】制御部８は、撮像素子２とレーザ光源１の
制御および処理部１５との間で測定データのやり取りを
行う。処理部１５は、図２に示すように、回転対称成分
を検出してその形状評価指数を算出する第１の算出手段
８１と、非回転対称成分を検出してその形状評価指数を
算出する第２の算出手段８２と、真の回転対称成分ＲＳ
を横ずらし減算した形状パターンに対する形状評価指数
の近似値を算出する第３の算出手段８３と、真の回転対
称成分ＲＳに対する形状評価指数の近似値を算出する第
４の算出手段８４と、第５の算出手段８５と、干渉縞パ
ターンを記憶するメモリ８６と、を有する。
制御および処理部１５との間で測定データのやり取りを
行う。処理部１５は、図２に示すように、回転対称成分
を検出してその形状評価指数を算出する第１の算出手段
８１と、非回転対称成分を検出してその形状評価指数を
算出する第２の算出手段８２と、真の回転対称成分ＲＳ
を横ずらし減算した形状パターンに対する形状評価指数
の近似値を算出する第３の算出手段８３と、真の回転対
称成分ＲＳに対する形状評価指数の近似値を算出する第
４の算出手段８４と、第５の算出手段８５と、干渉縞パ
ターンを記憶するメモリ８６と、を有する。
【００２２】ベアリング１４は、被検レンズ１０を干渉
計の測定光の光軸回りに回転させる機能を有する。ま
た、αステージ７は、被検レンズ１０の光軸を回転中心
９の回りに回転させる機能を有する。なお、被検レンズ
１０は、コリメーティングレンズＭ１の測定ＮＡと同等
であっても、以下に述べる測定には何ら支障はない。本
実施例では以上のような構成において、被検レンズ１０
による反射波面とコリメーティングレンズＭ１による参
照波面とを干渉させ、その際の干渉縞パターンから被検
レンズ１０の形状評価指数を求めるものである。
計の測定光の光軸回りに回転させる機能を有する。ま
た、αステージ７は、被検レンズ１０の光軸を回転中心
９の回りに回転させる機能を有する。なお、被検レンズ
１０は、コリメーティングレンズＭ１の測定ＮＡと同等
であっても、以下に述べる測定には何ら支障はない。本
実施例では以上のような構成において、被検レンズ１０
による反射波面とコリメーティングレンズＭ１による参
照波面とを干渉させ、その際の干渉縞パターンから被検
レンズ１０の形状評価指数を求めるものである。
【００２３】以下に測定の過程を説明する。 （１）コリメーティングレンズＬ、Ｍ１から出射される
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。第１の算出手段８１は、得られた表面
形状データを平均して回転対称成分を算出する。この成
分は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０
と真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記回転対称成分とメモ
リ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差から非回
転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算出す
る。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。この
状態で被検レンズ１０の表面形状データを測定する。こ
こで測定された「横ずらしデータ」は、コリメーティン
グレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称成分ＲＳ２
と非回転対称成分ＡＳ２との和である。
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。第１の算出手段８１は、得られた表面
形状データを平均して回転対称成分を算出する。この成
分は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０
と真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記回転対称成分とメモ
リ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差から非回
転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算出す
る。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。この
状態で被検レンズ１０の表面形状データを測定する。こ
こで測定された「横ずらしデータ」は、コリメーティン
グレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称成分ＲＳ２
と非回転対称成分ＡＳ２との和である。
【００２４】この時、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の光軸と被検レンズ１０の光中心軸とがずれているた
め、測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出
手段８３は、図８に示すような変位方向（例えば、Ｘ、
Ｙ方向に対しそれぞれ±の２方向とし、最低４方向）ご
とに得られる前記横ずらしデータとメモリ８６に記憶さ
れた干渉縞パターンＯＲとの差分データＹＨI （これ
は、コリメーティングレンズＭ１の形状誤差を含まな
い）を求め、このデータＹＨI に対する形状評価指数ｙ
ｈi の平均値ｙｈ（これは、真の回転対称成分ＲＳを横
ずらし減算した形状パターン、即ち、〔ＲＳ１−ＲＳ
２〕に対する形状評価指数の近似値である）を算出す
る。 （５）第４の算出手段８４は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて各パターンごとに求めておいた
ｙｈとｒｓに関する特性曲線図に、第３の算出手段８３
で得られたｙｈを当てはめ、真の回転対称成分の形状評
価指数ｒｓの近似値ｒｓｄを算出する。
の光軸と被検レンズ１０の光中心軸とがずれているた
め、測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出
手段８３は、図８に示すような変位方向（例えば、Ｘ、
Ｙ方向に対しそれぞれ±の２方向とし、最低４方向）ご
とに得られる前記横ずらしデータとメモリ８６に記憶さ
れた干渉縞パターンＯＲとの差分データＹＨI （これ
は、コリメーティングレンズＭ１の形状誤差を含まな
い）を求め、このデータＹＨI に対する形状評価指数ｙ
ｈi の平均値ｙｈ（これは、真の回転対称成分ＲＳを横
ずらし減算した形状パターン、即ち、〔ＲＳ１−ＲＳ
２〕に対する形状評価指数の近似値である）を算出す
る。 （５）第４の算出手段８４は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて各パターンごとに求めておいた
ｙｈとｒｓに関する特性曲線図に、第３の算出手段８３
で得られたｙｈを当てはめ、真の回転対称成分の形状評
価指数ｒｓの近似値ｒｓｄを算出する。
【００２５】この場合、まず、測定して得られた前記差
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｈを当てはめるよ
うにしておく。前記特性曲線図は、様々な干渉縞パター
ンに対して上記（１）〜（４）の処理（但し、変位方向
に関しては、例えばＸ、Ｙ方向の＋方向とし、最低２方
向で良い）を演算手段上で行ない、最小２乗法によって
最適近似することで求めておいたものである。
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｈを当てはめるよ
うにしておく。前記特性曲線図は、様々な干渉縞パター
ンに対して上記（１）〜（４）の処理（但し、変位方向
に関しては、例えばＸ、Ｙ方向の＋方向とし、最低２方
向で良い）を演算手段上で行ない、最小２乗法によって
最適近似することで求めておいたものである。
【００２６】なお、特性曲線図は、図示していない演算
手段によって求めておいたものを各干渉縞パターンごと
に第４の算出手段８４に記憶しておいてもよいし、第４
の算出手段８４自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段８２で得
られたａｓと第４の算出手段８４で得られたｒｓｄから
形状評価指数の２乗加算性（これは、加算される形状パ
ターンが互いに相関性を有しない場合に成立する）を利
用して被検レンズ１０の真の表面形状Ｈに対する形状評
価指数ｈを算出する。
手段によって求めておいたものを各干渉縞パターンごと
に第４の算出手段８４に記憶しておいてもよいし、第４
の算出手段８４自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段８２で得
られたａｓと第４の算出手段８４で得られたｒｓｄから
形状評価指数の２乗加算性（これは、加算される形状パ
ターンが互いに相関性を有しない場合に成立する）を利
用して被検レンズ１０の真の表面形状Ｈに対する形状評
価指数ｈを算出する。
【００２７】
【実施例２】本実施例は、実施例１の（４）で得られた
差分データＹＨI から非回転対称成分ＡＳのみを分離
（これは、ＡＳが絶対形状誤差であることから可能とな
る）して、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形
状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）をより正確に求めるよう
にしたものである。
差分データＹＨI から非回転対称成分ＡＳのみを分離
（これは、ＡＳが絶対形状誤差であることから可能とな
る）して、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形
状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）をより正確に求めるよう
にしたものである。
【００２８】本実施例の面精度評価システムは、実施例
１と同様フィゾー型干渉計を用いて表面形状データを測
定するようにしている。そして、図１に示した実施例１
における処理部１５を処理部１５１に置き換えた構成と
なっている。従って、図１と同一機能を有する構成部品
についてはその説明を省略する。処理部１５１は、図３
に示すように、回転対称成分を検出してその形状評価指
数を算出する第１の算出手段８１と、非回転対称成分を
検出してその形状評価指数を算出する第２の算出手段８
２と、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パ
ターンに対する形状評価指数を算出する第３の算出手段
８７と、真の回転対称成分ＲＳに対する形状評価指数を
算出する第４の算出手段８８と、第５の算出手段８５
と、干渉縞パターンを記憶するメモリ８６と、を有す
る。
１と同様フィゾー型干渉計を用いて表面形状データを測
定するようにしている。そして、図１に示した実施例１
における処理部１５を処理部１５１に置き換えた構成と
なっている。従って、図１と同一機能を有する構成部品
についてはその説明を省略する。処理部１５１は、図３
に示すように、回転対称成分を検出してその形状評価指
数を算出する第１の算出手段８１と、非回転対称成分を
検出してその形状評価指数を算出する第２の算出手段８
２と、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状パ
ターンに対する形状評価指数を算出する第３の算出手段
８７と、真の回転対称成分ＲＳに対する形状評価指数を
算出する第４の算出手段８８と、第５の算出手段８５
と、干渉縞パターンを記憶するメモリ８６と、を有す
る。
【００２９】以下に測定の過程を説明する。 （１）コリメーティングレンズＬ、Ｍ１から出射される
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。
【００３０】第１の算出手段８１は、得られた表面形状
データを平均して回転対称成分を算出する。この成分
は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と
真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記回転対称成分とメモ
リ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差から非回
転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算出す
る。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。この
状態で被検レンズ１０の表面形状データを測定する。こ
こで測定された「横ずらしデータ」は、コリメーティン
グレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称成分ＲＳ２
と非回転対称成分ＡＳ２との和である。
データを平均して回転対称成分を算出する。この成分
は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と
真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記回転対称成分とメモ
リ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差から非回
転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算出す
る。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。この
状態で被検レンズ１０の表面形状データを測定する。こ
こで測定された「横ずらしデータ」は、コリメーティン
グレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称成分ＲＳ２
と非回転対称成分ＡＳ２との和である。
【００３１】この時、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の光軸と被検レンズ１０の中心軸とがずれているため、
測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出手段
８７は、前述のように図８のように変位させることで得
られた横ずらしデータとメモリ８６に記憶された干渉縞
パターンＯＲとの差分データＹＨI （これは、コリメー
ティングレンズＭ１の形状誤差を含まない）から、第２
の算出手段８２で求めた非回転対称成分ＡＳ（これをＡ
Ｓ１とする）を横ずらし減算したパターン（ＡＳ１−Ａ
Ｓ２）を減ずることにより、真の回転対称成分ＲＳを横
ずらし減算した形状パターン、即ち、（ＲＳ１−ＲＳ
２）およびその形状評価指数ｙｒｓを算出する。 （５）第４の算出手段８８は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて各パターンごとに求めておいた
ｙｒｓとｒｓに関する特性曲線図に第３の算出手段８７
で得られたｙｒｓを当てはめ、真の回転対称成分の形状
評価指数ｒｓを算出する。
の光軸と被検レンズ１０の中心軸とがずれているため、
測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出手段
８７は、前述のように図８のように変位させることで得
られた横ずらしデータとメモリ８６に記憶された干渉縞
パターンＯＲとの差分データＹＨI （これは、コリメー
ティングレンズＭ１の形状誤差を含まない）から、第２
の算出手段８２で求めた非回転対称成分ＡＳ（これをＡ
Ｓ１とする）を横ずらし減算したパターン（ＡＳ１−Ａ
Ｓ２）を減ずることにより、真の回転対称成分ＲＳを横
ずらし減算した形状パターン、即ち、（ＲＳ１−ＲＳ
２）およびその形状評価指数ｙｒｓを算出する。 （５）第４の算出手段８８は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて各パターンごとに求めておいた
ｙｒｓとｒｓに関する特性曲線図に第３の算出手段８７
で得られたｙｒｓを当てはめ、真の回転対称成分の形状
評価指数ｒｓを算出する。
【００３２】この場合、まず、測定して得られた前記差
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｒｓを当てはめる
ようにしておく。前記特性曲線図は、実施例１と同様、
様々な干渉縞パターンに対して上記（１）〜（４）の処
理を演算手段上で行ない、最小２乗法によって最適近似
することで求めておいたものである。
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｒｓを当てはめる
ようにしておく。前記特性曲線図は、実施例１と同様、
様々な干渉縞パターンに対して上記（１）〜（４）の処
理を演算手段上で行ない、最小２乗法によって最適近似
することで求めておいたものである。
【００３３】なお、特性曲線図は、図示していない演算
手段によって求めておいたものを各干渉縞パターンごと
に第４の算出手段８８に記憶しておいてもよいし、第４
の算出手段８８自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段で得られ
たａｓと第４の算出手段８８で得られたｒｓから、形状
評価指数の２乗加算性を利用して被検レンズの真の表面
形状Ｈに対する形状評価指数ｈを算出する。
手段によって求めておいたものを各干渉縞パターンごと
に第４の算出手段８８に記憶しておいてもよいし、第４
の算出手段８８自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段で得られ
たａｓと第４の算出手段８８で得られたｒｓから、形状
評価指数の２乗加算性を利用して被検レンズの真の表面
形状Ｈに対する形状評価指数ｈを算出する。
【００３４】
【実施例３】本実施例は、前述の実施例２の（４）で得
られた、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状
パターン、即ち、（ＲＳ１−ＲＳ２）を別の手法によっ
てより正確に求めるようにしたものである。本実施例の
面精度評価システムは、実施例１と同様フィゾー型干渉
計を用いて表面形状データを測定するようにしている。
そして、図１に示した実施例１における処理部１５を処
理部１５２に置き換えた構成になっている。従って、図
１と同一機能を有する構成部品についてはその説明を省
略する。
られた、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した形状
パターン、即ち、（ＲＳ１−ＲＳ２）を別の手法によっ
てより正確に求めるようにしたものである。本実施例の
面精度評価システムは、実施例１と同様フィゾー型干渉
計を用いて表面形状データを測定するようにしている。
そして、図１に示した実施例１における処理部１５を処
理部１５２に置き換えた構成になっている。従って、図
１と同一機能を有する構成部品についてはその説明を省
略する。
【００３５】処理部１５２は、図４に示すように、回転
対称成分を検出してその形状評価指数を算出する第１の
算出手段８１と、非回転対称成分を検出してその形状評
価指数を算出する第２の算出手段８２と、真の回転対称
成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンに対する形状
評価指数を算出する第３の算出手段８９と、真の回転対
称成分ＲＳに対する形状評価指数を算出する第４の算出
手段９０と、第５の算出手段８５と、干渉縞パターンを
記憶するメモリ８６と、を有する。
対称成分を検出してその形状評価指数を算出する第１の
算出手段８１と、非回転対称成分を検出してその形状評
価指数を算出する第２の算出手段８２と、真の回転対称
成分ＲＳを横ずらし減算した形状パターンに対する形状
評価指数を算出する第３の算出手段８９と、真の回転対
称成分ＲＳに対する形状評価指数を算出する第４の算出
手段９０と、第５の算出手段８５と、干渉縞パターンを
記憶するメモリ８６と、を有する。
【００３６】以下に測定の過程を説明する。 （１）コリメーティングレンズＬ、Ｍ１から出射される
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。
測定光の光軸と被検レンズ１０の中心軸とを一致させた
状態で干渉縞パターンＯＲを求める。これは、コリメー
ティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ０と、真の回転対
称成分ＲＳ１と、非回転対称成分ＡＳとの和である。こ
の干渉縞パターンＯＲは、メモリ８６に記憶される。 （２）ベアリング１４によって被検レンズ１０を干渉計
の測定光の光軸回りに１回転させながらこの被検レンズ
１０の表面形状データを測定する。この時のデータの一
例を図６に示す。
【００３７】第１の算出手段８１は、得られた表面形状
データを平均して第１の回転対称成分を算出する。この
成分は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ
０と真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記第１の回転対称成分
とメモリ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差か
ら非回転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算
出する。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。そし
て、被検レンズ１０を移動後の中心軸回りに少なくとも
１回転させながら表面形状データを測定し、このデータ
を平均して第２の回転対称成分を求める。これは、コリ
メーティングレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称
成分ＲＳ２との和である。
データを平均して第１の回転対称成分を算出する。この
成分は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の形状誤差Ｆ
０と真の回転対称成分ＲＳ１との和である。 （３）第２の算出手段８２は、前記第１の回転対称成分
とメモリ８６に記憶された干渉縞パターンＯＲとの差か
ら非回転対称成分ＡＳおよびその形状評価指数ａｓを算
出する。 （４）αステージ７により被検レンズ１０の中心軸を前
記測定光の光軸から移動（横ずらし）させる。同時にＸ
ステージ４、Ｙステージ５、Ｚステージ６により被検レ
ンズ１０の焦点位置とコリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の焦点位置とが一致するように３次元移動を行う。そし
て、被検レンズ１０を移動後の中心軸回りに少なくとも
１回転させながら表面形状データを測定し、このデータ
を平均して第２の回転対称成分を求める。これは、コリ
メーティングレンズＭ１の形状誤差Ｆ０と真の回転対称
成分ＲＳ２との和である。
【００３８】この時、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１
の光軸と被検レンズ１０の中心軸とがずれているため、
測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出手段
８９は、前記第１の回転対称成分と第２の回転対称成分
の差分より、図８に示すようなコリメーティングレンズ
Ｍ１の形状誤差Ｆ０を含まない真の回転対称成分ＲＳを
横ずらし減算した形状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）とそ
の形状評価指数ｙｒｓを求める。 （５）第４の算出手段９０は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて、各パターンごとに求めておい
たｙｒｓとｒｓに関する特性曲線図に第３の算出手段８
９で得られたｙｒｓを当てはめ、真の回転対称成分の形
状評価指数ｒｓを求める。
の光軸と被検レンズ１０の中心軸とがずれているため、
測定される干渉縞は図７のようになる。第３の算出手段
８９は、前記第１の回転対称成分と第２の回転対称成分
の差分より、図８に示すようなコリメーティングレンズ
Ｍ１の形状誤差Ｆ０を含まない真の回転対称成分ＲＳを
横ずらし減算した形状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）とそ
の形状評価指数ｙｒｓを求める。 （５）第４の算出手段９０は、あらかじめ既知の様々な
干渉縞パターンについて、各パターンごとに求めておい
たｙｒｓとｒｓに関する特性曲線図に第３の算出手段８
９で得られたｙｒｓを当てはめ、真の回転対称成分の形
状評価指数ｒｓを求める。
【００３９】この場合、まず、測定して得られた前記差
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｒｓを当てはめる
ようにする。前記特性曲線図は、実施例１と同様、様々
な干渉縞パターンに対して上記（１）〜（４）の処理を
演算手段上で行ない、最小２乗法によって最適近似する
ことで求めておいたものである。
分データＹＨI のパターンからＨのパターンを類推し、
このパターンに合った特性曲線図にｙｒｓを当てはめる
ようにする。前記特性曲線図は、実施例１と同様、様々
な干渉縞パターンに対して上記（１）〜（４）の処理を
演算手段上で行ない、最小２乗法によって最適近似する
ことで求めておいたものである。
【００４０】特性曲線図は、図示していない演算手段に
よって求めておいたものを各干渉縞パターンごとに第４
の算出手段９０に記憶しておいてもよいし、第４の算出
手段９０自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段で得られ
たａｓと第４の算出手段で得られたｒｓから形状評価指
数の２乗加算性（これは、加算される形状パターンが互
いに相関性を有しない場合に成立する）を利用して、被
検レンズ１０の真の表面形状Ｈに対する評価指数ｈを算
出する。
よって求めておいたものを各干渉縞パターンごとに第４
の算出手段９０に記憶しておいてもよいし、第４の算出
手段９０自身で演算して記憶しておいてもよい。 （６）第５の算出手段８５は、第２の算出手段で得られ
たａｓと第４の算出手段で得られたｒｓから形状評価指
数の２乗加算性（これは、加算される形状パターンが互
いに相関性を有しない場合に成立する）を利用して、被
検レンズ１０の真の表面形状Ｈに対する評価指数ｈを算
出する。
【００４１】なお、演算手段上での測定対象物の面精度
が非常に良く、ＲＭＳ値でλ／200以下の真球度を有す
る場合、この測定対象物の真の回転対象成分のパターン
ごとに得られた特性曲線図（実際は、ほぼ直線で近似で
きる）は前記各干渉縞パターン間に大きな差異が無い。
そのため、パターンごとに分類する必要がなくなる。ま
た、測定対象物の変位量に関しては、直線で近似する目
的に対しては、最適なずらし量が存在し得る。例えば、
実施例１においては約20％のずらしを採用した。ただ
し、このずらし量を２倍にすると相関性が悪くなる。
が非常に良く、ＲＭＳ値でλ／200以下の真球度を有す
る場合、この測定対象物の真の回転対象成分のパターン
ごとに得られた特性曲線図（実際は、ほぼ直線で近似で
きる）は前記各干渉縞パターン間に大きな差異が無い。
そのため、パターンごとに分類する必要がなくなる。ま
た、測定対象物の変位量に関しては、直線で近似する目
的に対しては、最適なずらし量が存在し得る。例えば、
実施例１においては約20％のずらしを採用した。ただ
し、このずらし量を２倍にすると相関性が悪くなる。
【００４２】さらに、回転対称成分を求める際の角度分
割数を多くする程、特性曲線図および測定精度の向上が
期待できる。測定に際し、撮像素子による時間積分を用
いれば被回転対称成分ＡＳの算出における誤差がほぼ０
となり、さらに精度が向上する。実施例１においては、
横ずらしの回数を増やすとＡＳ２の平均化が進むためｒ
ｓｄの値がｒｓに近づき精度が向上する。
割数を多くする程、特性曲線図および測定精度の向上が
期待できる。測定に際し、撮像素子による時間積分を用
いれば被回転対称成分ＡＳの算出における誤差がほぼ０
となり、さらに精度が向上する。実施例１においては、
横ずらしの回数を増やすとＡＳ２の平均化が進むためｒ
ｓｄの値がｒｓに近づき精度が向上する。
【００４３】なお、上記各実施例は、フィゾー型干渉計
システムを使用するものであるが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、その他の振幅分割型と呼ばれる干渉
計、即ち、マイケルソン干渉計およびトワイマングリー
ン干渉計についても同様に適用することができる。ま
た、測定対象物を球面レンズとしているが、平面レンズ
に対しても同様に適用できることは言うまでもない。
システムを使用するものであるが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、その他の振幅分割型と呼ばれる干渉
計、即ち、マイケルソン干渉計およびトワイマングリー
ン干渉計についても同様に適用することができる。ま
た、測定対象物を球面レンズとしているが、平面レンズ
に対しても同様に適用できることは言うまでもない。
【００４４】さらに、形状評価指数として面精度を評価
するのに広く用いられているＲＭＳ値を採用した（従っ
て、作用で述べた２乗加算性が成立する）が、これに限
られるものでは無い。
するのに広く用いられているＲＭＳ値を採用した（従っ
て、作用で述べた２乗加算性が成立する）が、これに限
られるものでは無い。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、コリメーティングレン
ズのＮＡと等しいＮＡの被検レンズの面形状を測定で
き、その面精度を評価することができる。
ズのＮＡと等しいＮＡの被検レンズの面形状を測定で
き、その面精度を評価することができる。
【図１】は、本発明の面精度評価システムの概略構成図
である。
である。
【図２】は、実施例１における処理部のブロック図であ
る。
る。
【図３】は、実施例２における処理部のブロック図であ
る。
る。
【図４】は、実施例３における処理部のブロック図であ
る。
る。
【図５】は、真の回転対称成分ＲＳおよび非回転対称成
分ＡＳの定義を説明するための模式図である。
分ＡＳの定義を説明するための模式図である。
【図６】は、第１の算出手段によって測定された表面形
状データの一例を示す図である。
状データの一例を示す図である。
【図７】は、コリメーティングレンズＬ、Ｍ１の光軸と
被検レンズ１０の中心軸とをずらした時に測定される干
渉縞を示す図である。
被検レンズ１０の中心軸とをずらした時に測定される干
渉縞を示す図である。
【図８】は、真の回転対称成分ＲＳを横ずらし減算した
形状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）を求める過程を示す説
明図である。
形状パターン（ＲＳ１−ＲＳ２）を求める過程を示す説
明図である。
【図９】は、波面平均化法の原理を示す図である。
１ レーザ光源 ２ 撮像素子 ３ 半透鏡 ４ Ｘステージ ５ Ｙステージ ６ Ｚステージ ７ αステージ ８ 制御部 １０ 被検レンズ １４ ベアリング １５ 処理部 １５１ 処理部 １５２ 処理部 Ｌ、Ｍ１ コリメーティングレンズ（フィゾーレンズ）
Claims (6)
- 【請求項１】 （１）測定対象物からの反射波面とコリ
メーティングレンズによる参照波面とを干渉させ、その
際の干渉縞パターンを求めて記憶しておくこと、 （２）前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転
軸として、この測定対象物を少なくとも１回転させなが
ら測定して得られた表面形状データを平均して回転対称
成分を求めること、 （３）前記回転対称成分と前記干渉縞パターンから測定
対象物単体の非回転対称成分を求めること、 （４）前記回転軸を測定光軸に対して互いに異なる少な
くとも２方向に変位させ、この変位した状態ごとに測定
対象物の表面形状データを求めること、 （５）前記変位した状態で測定された表面形状データと
前記干渉縞パターンから、前記非回転対称成分および測
定対象物単体の回転対称成分である真の回転対称成分と
に分解される「測定対象物単体の形状」が変位合成され
た形状を変位方向に関して各々求めること、 （６）前記「測定対象物単体の形状が変位合成された形
状」に対する形状評価指数を求めてこれを平均し、「真
の回転対称成分が変位合成された形状に対する形状評価
指数」の近似値を求めること、 （７）あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対して
演算手段上で行った結果に基づいて統計処理することで
求めておいた、前記形状評価指数の近似値と「真の回転
対称成分に対する形状評価指数」との相関を表す特性曲
線図に、前記形状評価指数の近似値を当てはめて前記
「真の回転対称成分に対する形状評価指数」を求めるこ
と、 （８）測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評
価指数と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指
数」とを合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求
めること、からなることを特徴とする面精度評価法。 - 【請求項２】 少なくとも、測定対象物からの反射波面
とコリメーティングレンズによる参照波面とを干渉さ
せ、その際の干渉縞パターンを記憶する記憶手段と、 前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転軸とし
て、この測定対象物を少なくとも１回転させながら測定
して得られた表面形状データを平均して回転対称成分を
求める第１の算出手段と、 該回転対称成分と前記干渉縞パターンから測定対象物単
体の非回転対称成分を求める第２の算出手段と、 前記回転軸を測定光軸に対して互いに異なる少なくとも
２方向に変位させる変位手段と、 該変位した状態で測定対象物の表面形状データを測定す
る表面形状データ測定手段と、 該変位後の各表面形状データと前記干渉縞パターンか
ら、前記非回転対称成分および測定対象物単体の回転対
称成分である真の回転対称成分とに分解される「測定対
象物単体の形状」が変位合成された形状を各変位方向に
関して求め、該変位合成された形状に対する形状評価指
数を平均して、「真の回転対称成分が変位合成された形
状に対する形状評価指数」の近似値を求める第３の算出
手段と、あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対し
て演算手段上で行った結果に基づいて統計処理すること
で求めておいた、前記形状評価指数の近似値と「真の回
転対称成分に対する形状評価指数」との相関を表す特性
曲線図に、前記形状評価指数の近似値を当てはめて前記
「真の回転対称成分に対する形状評価指数」を求める第
４の算出手段と、 測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評価指数
と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指数」とを
合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求める第５
の算出手段と、を有することを特徴とする面精度評価シ
ステム。 - 【請求項３】 （１）測定対象物からの反射波面とコリ
メーティングレンズによる参照波面とを干渉させ、その
際の干渉縞パターンを求めて記憶しておくこと、 （２）前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転
軸として、この測定対象物を少なくとも１回転させなが
ら測定して得られた表面形状データを平均して回転対称
成分を求めること、 （３）前記回転対称成分と前記干渉縞パターンから測定
対象物単体の非回転対称成分を求めること、 （４）前記回転軸を測定光軸に対して変位させて、この
変位した状態で測定対象物の表面形状データを求めるこ
と、 （５）前記変位した状態で測定された表面形状データと
前記干渉縞パターンから、前記非回転対称成分および測
定対象物単体の回転対称成分である真の回転対称成分と
に分解される「測定対象物単体の形状」が変位合成され
た形状を変位方向に関して求めること、 （６）前記「測定対象物単体の形状が変位合成された形
状」から前記非回転対称成分を抽出して「真の回転対称
成分が変位合成された形状」を求めること、 （７）あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対して
演算手段上で行った結果に基づいて統計処理することで
求めておいた、「真の回転対称成分が変位合成された形
状に対する形状評価指数」と「真の回転対称成分に対す
る形状評価指数」との相関を表す特性曲線図に、前記
「真の回転対称成分が変位合成された形状に対する形状
評価指数」を当てはめて前記「真の回転対称成分に対す
る形状評価指数」を求めること、 （８）測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評
価指数と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指
数」とを合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求
めること、からなることを特徴とする面精度評価法。 - 【請求項４】 少なくとも、測定対象物からの反射波面
とコリメーティングレンズによる参照波面とを干渉さ
せ、その際の干渉縞パターンを記憶する記憶手段と、 前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転軸とし
て、この測定対象物を少なくとも１回転させながら測定
して得られた表面形状データを平均して回転対称成分を
求める第１の算出手段と、 該回転対称成分と前記干渉縞パターンから測定対象物単
体の非回転対称成分を求める第２の算出手段と、 前記回転軸を測定光軸に対して変位させる変位手段と、 該変位した状態で測定対象物の表面形状データを測定す
る表面形状データ測定手段と、 該変位後の表面形状データと前記干渉縞パターンから、
前記非回転対称成分および測定対象物単体の回転対称成
分である真の回転対称成分とに分解される「測定対象物
単体の形状」が変位合成された形状を求め、該変位合成
された形状から前記非回転対称成分を抽出して「真の回
転対称成分が変位合成された形状」を求める第３の算出
手段と、 あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対して演算手
段上で行った結果に基づいて統計処理することで求めて
おいた、前記「真の回転対称成分が変位合成された形状
に対する形状評価指数」と「真の回転対称成分に対する
形状評価指数」との相関を表す特性曲線図に、前記「真
の回転対称成分が変位合成された形状に対する形状評価
指数」を当てはめて前記「真の回転対称成分に対する形
状評価指数」を求める第４の算出手段と、 測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評価指数
と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指数」とを
合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求める第５
の算出手段と、 を有することを特徴とする面精度評価システム。 - 【請求項５】 （１）測定対象物からの反射波面とコリ
メーティングレンズによる参照波面とを干渉させ、その
際の干渉縞パターンを求めて記憶しておくこと、 （２）前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転
軸としてこの測定対象物を少なくとも１回転させながら
測定して得られた表面形状データを平均して第１の回転
対称成分を求めること、 （３）前記第１の回転対称成分と前記干渉縞パターンか
ら測定対象物単体の非回転対称成分を求めること、 （４）前記回転軸と測定対象物との位置関係を維持した
まま、この回転軸と測定対象物を変位させること、 （５）前記測定対象物を変位後の回転軸回りに少なくと
も１回転させながら測定し、得られた表面形状データを
平均して第２の回転対称成分を求めること、 （６）前記第１の回転対称成分と第２の回転対称成分か
ら、測定対象物単体の回転対称成分である「真の回転対
称成分」が変位合成された形状を求めること、 （７）あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対して
演算手段上で行った結果に基づいて統計処理することで
求めておいた「真の回転対称成分が変位合成された形状
に対する形状評価指数」と「真の回転対称成分に対する
形状評価指数」との相関を表す特性曲線図に、前記「真
の回転対称成分が変位合成された形状に対する形状評価
指数」を当てはめて前記「真の回転対称成分に対する形
状評価指数」を求めること、 （８）測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評
価指数と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指
数」とを合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求
めること、 からなることを特徴とする面精度評価法。 - 【請求項６】 少なくとも、測定対象物からの反射波面
とコリメーティングレンズによる参照波面とを干渉さ
せ、その際の干渉縞パターンを記憶する記憶手段と、 前記測定対象物の略回転対称となる中心線を回転軸とし
て、この測定対象物を少なくとも１回転させながら測定
して得られた表面形状データを平均して第１の回転対称
成分を求める第１の算出手段と、 前記第１の回転対称成分と前記干渉縞パターンから測定
対象物単体の非回転対称成分を求める第２の算出手段
と、 前記回転軸と測定対象物との位置関係を維持したまま、
該回転軸と測定対象物を変位させる変位手段と、 前記測定対象物を変位後の回転軸回りに少なくとも１回
転させながら測定して得られた表面形状データを平均し
て第２の回転対称成分を求め、前記第１の回転対称成分
と第２の回転対称成分から、測定対象物単体の回転対称
成分である「真の回転対称成分」が変位合成された形状
を求める第３の算出手段と、 あらかじめ既知の様々な干渉縞パターンに対して演算手
段上で行った結果に基づいて統計処理することで求めて
おいた、「真の回転対称成分が変位合成された形状に対
する形状評価指数」と「真の回転対称成分に対する形状
評価指数」との相関を表す特性曲線図に、前記「真の回
転対称成分が変位合成された形状に対する形状評価指
数」を当てはめて前記「真の回転対称成分に対する形状
評価指数」を求める第４の算出手段と、 測定対象物単体の非回転対称成分に対する形状評価指数
と前記「真の回転対称成分に対する形状評価指数」とを
合成して、測定対象物単体の形状評価指数を求める第５
の算出手段と、を有することを特徴とする面精度評価シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012635A JPH05203425A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 面精度評価法および面精度評価システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4012635A JPH05203425A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 面精度評価法および面精度評価システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203425A true JPH05203425A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=11810843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4012635A Pending JPH05203425A (ja) | 1992-01-28 | 1992-01-28 | 面精度評価法および面精度評価システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203425A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520818A (ja) * | 2013-04-17 | 2016-07-14 | コーニング インコーポレイテッド | 非球面の波面及び形状に基づく測定を行うための装置及び方法 |
-
1992
- 1992-01-28 JP JP4012635A patent/JPH05203425A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016520818A (ja) * | 2013-04-17 | 2016-07-14 | コーニング インコーポレイテッド | 非球面の波面及び形状に基づく測定を行うための装置及び方法 |
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