JPH08240417A - 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 - Google Patents
形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置Info
- Publication number
- JPH08240417A JPH08240417A JP7068829A JP6882995A JPH08240417A JP H08240417 A JPH08240417 A JP H08240417A JP 7068829 A JP7068829 A JP 7068829A JP 6882995 A JP6882995 A JP 6882995A JP H08240417 A JPH08240417 A JP H08240417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- shape
- measurement
- data
- data set
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トーリック／シリンドリカル面の様な非球面
形状を分割測定法によって非接触、高速で、従来よりも
高精度に全面の形状を測定することのできる形状測定方
法及びそれを用いた形状測定装置を得ること。 【構成】 干渉計の射出光路中に、被測定面と一致する
測定波面を発生する波面変換手段を設置し、移動手段に
搭載した該被測定面を該波面変換手段の後ろに配置し、
該移動手段によって該被測定面を互いに重なり合う部分
を持つ複数の部分面に分割して、個々の部分面の形状情
報を干渉測定によって一括して得、隣り合う２つの部分
面の形状情報を繋ぎ合わせる際、重なり合う部分がベス
トフィットするように一方の部分面の形状情報を該被測
定面の形状に応じた所定のセットエラー成分によって補
正して繋ぎ合わせる接続処理を順次行って該被測定面全
面の形状情報を得る。
形状を分割測定法によって非接触、高速で、従来よりも
高精度に全面の形状を測定することのできる形状測定方
法及びそれを用いた形状測定装置を得ること。 【構成】 干渉計の射出光路中に、被測定面と一致する
測定波面を発生する波面変換手段を設置し、移動手段に
搭載した該被測定面を該波面変換手段の後ろに配置し、
該移動手段によって該被測定面を互いに重なり合う部分
を持つ複数の部分面に分割して、個々の部分面の形状情
報を干渉測定によって一括して得、隣り合う２つの部分
面の形状情報を繋ぎ合わせる際、重なり合う部分がベス
トフィットするように一方の部分面の形状情報を該被測
定面の形状に応じた所定のセットエラー成分によって補
正して繋ぎ合わせる接続処理を順次行って該被測定面全
面の形状情報を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は形状測定方法及びそれを
用いた形状測定装置に関し、特にレーザービームプリン
タ、デジタル複写機などのスキャニング光学系に用いら
れるトーリック／シリンドリカルレンズ等の非球面の形
状を高速、高精度に測定するのに好適なものである。
用いた形状測定装置に関し、特にレーザービームプリン
タ、デジタル複写機などのスキャニング光学系に用いら
れるトーリック／シリンドリカルレンズ等の非球面の形
状を高速、高精度に測定するのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トーリックレンズ、シリンドリカ
ルレンズの様な非軸対称形状を測定、評価する方法とし
ては、接触式のプローブによる３次元測定法（SPIE Vo
l.802,(1987)P.209）、非接触光プローブによる３次元
測定法（特公平2-56604 号公報）等が知られている。
ルレンズの様な非軸対称形状を測定、評価する方法とし
ては、接触式のプローブによる３次元測定法（SPIE Vo
l.802,(1987)P.209）、非接触光プローブによる３次元
測定法（特公平2-56604 号公報）等が知られている。
【０００３】また、干渉計を応用した手法としては、通
常の球面干渉計を用いてトーリック面の副径線方向にラ
イン状の測定を行い、主径線方向に機械的走査を行って
全面をつなぎ合わせる方法（特開平4-244903号公報）が
知られている。
常の球面干渉計を用いてトーリック面の副径線方向にラ
イン状の測定を行い、主径線方向に機械的走査を行って
全面をつなぎ合わせる方法（特開平4-244903号公報）が
知られている。
【０００４】また、本出願人は特開平2-259509号公報、
特開平2-259510号公報において、被測定面に略一致した
波面を発生させる光学レンズを使用し、被測定面をこの
光学レンズで測定可能な部分面に分割して測定後、全面
のデータを精度良く得る方法を開示している。
特開平2-259510号公報において、被測定面に略一致した
波面を発生させる光学レンズを使用し、被測定面をこの
光学レンズで測定可能な部分面に分割して測定後、全面
のデータを精度良く得る方法を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接触式
プローブ方式では被測定物に傷がつく恐れがあり、又前
記の非接触光プローブ方式では走査中に被測定物上のご
みや傷によってデータの欠落があると以降の測定ができ
なくなるという欠点があった。またいずれの方法も被測
定物上をライン走査するために細かいデータ密度で形状
を測定しようとすると測定時間が非常に長くなるという
問題があった。
プローブ方式では被測定物に傷がつく恐れがあり、又前
記の非接触光プローブ方式では走査中に被測定物上のご
みや傷によってデータの欠落があると以降の測定ができ
なくなるという欠点があった。またいずれの方法も被測
定物上をライン走査するために細かいデータ密度で形状
を測定しようとすると測定時間が非常に長くなるという
問題があった。
【０００６】一方、球面干渉計により副径線方向の一断
面の測定をおこない、主径線方向に断面測定データをつ
ないで行く従来の方法は、前記プローブ方式に比べると
比較的高速な測定が期待できるものの、主径線方向の形
状データは機械的なステージ運動精度によって限定され
るという欠点があった。また、前記特開平4-244903号公
報に開示されているような別途設けたステージ誤差検出
手段により形状データを補正する方法では、装置が複雑
になるほか、誤差検出手段（変位センサ、基準球など）
の精度が問題となってくる。
面の測定をおこない、主径線方向に断面測定データをつ
ないで行く従来の方法は、前記プローブ方式に比べると
比較的高速な測定が期待できるものの、主径線方向の形
状データは機械的なステージ運動精度によって限定され
るという欠点があった。また、前記特開平4-244903号公
報に開示されているような別途設けたステージ誤差検出
手段により形状データを補正する方法では、装置が複雑
になるほか、誤差検出手段（変位センサ、基準球など）
の精度が問題となってくる。
【０００７】又、特開平2-259509号公報、特開平2-2595
10号公報に開示された方法では、特にトーリック面等の
測定の場合、被測定面と等価な波面を発生するレンズ系
を製作することが難しいと言う課題を有していた。
10号公報に開示された方法では、特にトーリック面等の
測定の場合、被測定面と等価な波面を発生するレンズ系
を製作することが難しいと言う課題を有していた。
【０００８】本出願の目的は、トーリック／シリンドリ
カル面の様な非軸対称の非球面形状を等価波面を発生さ
せる光学レンズを使用せずに、分割測定法によって非接
触、高速で、従来よりも高精度に全面の形状を測定する
ことのできる形状測定方法及びそれを用いた形状測定装
置のを提供である。
カル面の様な非軸対称の非球面形状を等価波面を発生さ
せる光学レンズを使用せずに、分割測定法によって非接
触、高速で、従来よりも高精度に全面の形状を測定する
ことのできる形状測定方法及びそれを用いた形状測定装
置のを提供である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の形状測定方法
は、 （１−１） 干渉計より射出させた球面波または平面波
の光路中に、波面変換手段を設置して該球面波または平
面波から移動手段に搭載した被測定面と一致する測定波
面を発生させ、該移動手段によって該被測定面を互いに
重なり合う部分を持つ複数の部分面に分割して、個々の
部分面の形状情報を干渉測定によって一括して得、隣り
合う２つの部分面の形状情報を繋ぎ合わせる際、該２つ
の部分面の重なり合う部分がベストフィットするように
一方の部分面の形状情報を該被測定面の形状に応じた所
定のセットエラー成分によって補正してつなぎ合わせる
接続処理を、すべての部分面に対して行うことにより該
被測定面の全面の形状情報を得ること等を特徴としてい
る。
は、 （１−１） 干渉計より射出させた球面波または平面波
の光路中に、波面変換手段を設置して該球面波または平
面波から移動手段に搭載した被測定面と一致する測定波
面を発生させ、該移動手段によって該被測定面を互いに
重なり合う部分を持つ複数の部分面に分割して、個々の
部分面の形状情報を干渉測定によって一括して得、隣り
合う２つの部分面の形状情報を繋ぎ合わせる際、該２つ
の部分面の重なり合う部分がベストフィットするように
一方の部分面の形状情報を該被測定面の形状に応じた所
定のセットエラー成分によって補正してつなぎ合わせる
接続処理を、すべての部分面に対して行うことにより該
被測定面の全面の形状情報を得ること等を特徴としてい
る。
【００１０】特に、 （１−１−１） 前記波面変換手段はコンピュータジェ
ネレーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調
デバイスのいずれかである。 （１−１−２） 前記接続処理に際して、前記２つの部
分面の重なる部分の形状情報として、該２つの部分面の
一方の形状情報をデータセットA 、該２つの部分面が重
なる部分がベストフィットするように補正した他方の形
状情報をデータセットB'とし、該２つのデータセットA,
B'のうち互いに重なる部分を夫々データセットAB，デー
タセットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いる。 （１−１−３） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k を
トーリック面の設計形状により定まる定数として、１、
X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 である。 （１−１−４） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する
回転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の
回転軸を該回転ステージの回転軸と一致させる。 （１−１−５） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、１、X 、Y 、Y2、XYである。 （１−１−６） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
る。 こと等を特徴としている。
ネレーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調
デバイスのいずれかである。 （１−１−２） 前記接続処理に際して、前記２つの部
分面の重なる部分の形状情報として、該２つの部分面の
一方の形状情報をデータセットA 、該２つの部分面が重
なる部分がベストフィットするように補正した他方の形
状情報をデータセットB'とし、該２つのデータセットA,
B'のうち互いに重なる部分を夫々データセットAB，デー
タセットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いる。 （１−１−３） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k を
トーリック面の設計形状により定まる定数として、１、
X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 である。 （１−１−４） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する
回転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の
回転軸を該回転ステージの回転軸と一致させる。 （１−１−５） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、１、X 、Y 、Y2、XYである。 （１−１−６） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
る。 こと等を特徴としている。
【００１１】本発明の形状測定装置は、 （１−２） 球面波または平面波を射出する干渉計、該
干渉計の射出光路中に設置し、該球面波または平面波か
ら被測定面と一致する測定波面を発生する波面変換手
段、該被測定面を搭載し、その測定部位を該波面変換手
段に対し相対的に移動する移動手段、該干渉計中の参照
面で反射して形成される参照光と該被測定面で反射して
形成される測定光との干渉縞を撮像する撮像装置、該撮
像装置で得た干渉縞と該移動手段からの該被測定面の部
位情報より該測定部位の形状情報を演算する解析装置、
該形状情報を記憶する記憶手段を有し、該移動手段によ
って該被測定面を互いに重なり合う部分を持つ複数の部
分面に分割して、干渉測定により一括して得た個々の部
分面の形状情報を該解析装置が接続処理をする際、隣り
合う２つの部分面の重なり合う部分がベストフィットす
るように一方の部分面の形状情報を該被測定面の形状に
応じた所定のセットエラー成分によって補正してつなぎ
合わせる処理を、すべての部分面に対して行うことによ
り該被測定面の全面の形状情報を得ること等を特徴とし
ている。
干渉計の射出光路中に設置し、該球面波または平面波か
ら被測定面と一致する測定波面を発生する波面変換手
段、該被測定面を搭載し、その測定部位を該波面変換手
段に対し相対的に移動する移動手段、該干渉計中の参照
面で反射して形成される参照光と該被測定面で反射して
形成される測定光との干渉縞を撮像する撮像装置、該撮
像装置で得た干渉縞と該移動手段からの該被測定面の部
位情報より該測定部位の形状情報を演算する解析装置、
該形状情報を記憶する記憶手段を有し、該移動手段によ
って該被測定面を互いに重なり合う部分を持つ複数の部
分面に分割して、干渉測定により一括して得た個々の部
分面の形状情報を該解析装置が接続処理をする際、隣り
合う２つの部分面の重なり合う部分がベストフィットす
るように一方の部分面の形状情報を該被測定面の形状に
応じた所定のセットエラー成分によって補正してつなぎ
合わせる処理を、すべての部分面に対して行うことによ
り該被測定面の全面の形状情報を得ること等を特徴とし
ている。
【００１２】特に、 （１−２−１） 前記波面変換手段がコンピュータジェ
ネレーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調
デバイスのいずれかである。 （１−２−２） 前記接続処理に際して、前記２つの部
分面の重なる部分の形状情報として、該２つの部分面の
一方の形状情報をデータセットA 、該２つの部分面が重
なる部分がベストフィットするように補正した他方の形
状情報をデータセットB'とし、該２つデータセットA,B'
のうち互いに重なる部分を夫々データセットAB，データ
セットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いる。 （１−２−３） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k を
トーリック面の設計形状により定まる定数として、１、
X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 である。 （１−２−４） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する
回転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の
回転軸を該回転ステージの回転軸と一致させるトーリッ
クレンズ調整手段を有する。 （１−２−５） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、１、X 、Y 、Y2、XYである。 （１−２−６） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
るシリンドリカルレンズ調整手段を有する。 （１−２−７） 前記移動手段は、少なくとも１つの回
転軸と２つの直動軸を含む３自由度以上のステージの組
み合わせである。 こと等を特徴としている。
ネレーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調
デバイスのいずれかである。 （１−２−２） 前記接続処理に際して、前記２つの部
分面の重なる部分の形状情報として、該２つの部分面の
一方の形状情報をデータセットA 、該２つの部分面が重
なる部分がベストフィットするように補正した他方の形
状情報をデータセットB'とし、該２つデータセットA,B'
のうち互いに重なる部分を夫々データセットAB，データ
セットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いる。 （１−２−３） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k を
トーリック面の設計形状により定まる定数として、１、
X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 である。 （１−２−４） 前記被測定面はトーリック面であり、
前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する
回転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の
回転軸を該回転ステージの回転軸と一致させるトーリッ
クレンズ調整手段を有する。 （１−２−５） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、１、X 、Y 、Y2、XYである。 （１−２−６） 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
るシリンドリカルレンズ調整手段を有する。 （１−２−７） 前記移動手段は、少なくとも１つの回
転軸と２つの直動軸を含む３自由度以上のステージの組
み合わせである。 こと等を特徴としている。
【００１３】又、本発明の形状測定方法は、 （１−３） 干渉計から射出させた球面波又は平面波を
波面変換手段により移動手段に搭載した被測定面と略一
致する測定波面に変換して該被測定面に導光し、該被測
定面からの測定光を利用して該被測定面の形状を測定す
る際、該移動手段を移動させることにより、該被測定面
を一括測定できる複数の領域に互いに一部が重なり合う
重複領域を設けて分割して順次測定し、該分割した複数
の領域の形状を重複領域がベストフィットするように一
方の重複領域の形状情報を該被測定面の形状に応じた所
定のセットエラー成分で補正して順次つなぎ合わせる接
続処理を行って、該被測定面の全面の形状を求めている
こと等を特徴としている。
波面変換手段により移動手段に搭載した被測定面と略一
致する測定波面に変換して該被測定面に導光し、該被測
定面からの測定光を利用して該被測定面の形状を測定す
る際、該移動手段を移動させることにより、該被測定面
を一括測定できる複数の領域に互いに一部が重なり合う
重複領域を設けて分割して順次測定し、該分割した複数
の領域の形状を重複領域がベストフィットするように一
方の重複領域の形状情報を該被測定面の形状に応じた所
定のセットエラー成分で補正して順次つなぎ合わせる接
続処理を行って、該被測定面の全面の形状を求めている
こと等を特徴としている。
【００１４】特に、 （１−３−１） 前記被測定面はトーリック面又はシリ
ンドリカル面であること等を特徴としている。
ンドリカル面であること等を特徴としている。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。本実施例は本発明に係る非球面形状測定方法をトー
リック面の測定に応用した実施例である。図中、１は光
源であり、可干渉性の高いレーザーより構成している。
２は入力レンズであり、レーザーから射出する細いレー
ザービームを収斂する。３は空間フィルターであり、適
当な大きさのピンホールを有していて、入力レンズ２の
後側焦点に配置して収斂した光からノイズ成分を除去す
る。４はハーフミラーである。５はコリメータレンズで
あり、拡散してきた光を口径の大きな平行光束に変換す
る。
る。本実施例は本発明に係る非球面形状測定方法をトー
リック面の測定に応用した実施例である。図中、１は光
源であり、可干渉性の高いレーザーより構成している。
２は入力レンズであり、レーザーから射出する細いレー
ザービームを収斂する。３は空間フィルターであり、適
当な大きさのピンホールを有していて、入力レンズ２の
後側焦点に配置して収斂した光からノイズ成分を除去す
る。４はハーフミラーである。５はコリメータレンズで
あり、拡散してきた光を口径の大きな平行光束に変換す
る。
【００１６】６はTSレンズであり、コリメータレンズ５
からの平行光を再び収斂させる。なお、６ａはTSレンズ
６の最終面であり、その曲率半径はTSレンズ６から射出
する収斂光の波面曲率半径に一致し、且つ高い球面精度
を有しており、さらにこの面は反射防止処理を施してい
ないので入射光の一部を反射する。
からの平行光を再び収斂させる。なお、６ａはTSレンズ
６の最終面であり、その曲率半径はTSレンズ６から射出
する収斂光の波面曲率半径に一致し、且つ高い球面精度
を有しており、さらにこの面は反射防止処理を施してい
ないので入射光の一部を反射する。
【００１７】７はCGH(Computer Generated Hologram)を
有する基板であり、７ａはガラス基板、７ｂはCGH （波
面変換手段）である。CGH はコンピュータにより設計
し、レーザーや電子ビームによってガラス基板７ａ上に
高精度に描画していて、光の回折現象を利用して可逆的
に球面波を所定の非球面波に変換する。
有する基板であり、７ａはガラス基板、７ｂはCGH （波
面変換手段）である。CGH はコンピュータにより設計
し、レーザーや電子ビームによってガラス基板７ａ上に
高精度に描画していて、光の回折現象を利用して可逆的
に球面波を所定の非球面波に変換する。
【００１８】８は被測定物であるところのトーリックレ
ンズまたはミラーである。８ａは被測定面であり、トー
リック面である。９は回転ステージ（移動手段）であ
り、干渉計の光軸と直交する回転軸９ａを持つている。
１０はXYステージであり、被測定面であるトーリック面
８ａの回転軸８ｂと回転ステージ９の回転軸９ａを一致
させるべく主径線を含む面内（図では紙面内）に被測定
物８を自在に移動させる。
ンズまたはミラーである。８ａは被測定面であり、トー
リック面である。９は回転ステージ（移動手段）であ
り、干渉計の光軸と直交する回転軸９ａを持つている。
１０はXYステージであり、被測定面であるトーリック面
８ａの回転軸８ｂと回転ステージ９の回転軸９ａを一致
させるべく主径線を含む面内（図では紙面内）に被測定
物８を自在に移動させる。
【００１９】１１は撮像装置であり、CCD カメラ等から
構成し干渉縞を撮影する。１２はコンピュータ（解析装
置）であり、撮像装置１１からの映像信号を解析する。
１３はドライバー（駆動装置）であり、コンピュータ１
２の指令もしくは測定者の操作により回転ステージ９を
所定量回転させる。１４は副記憶装置（記憶手段）であ
り、コンピュータ１２に接続され、大量のデータを自在
に保存、呼出可能とする。XYステージ１０はトーリック
面の回転軸を回転ステージ９の回転軸９ａと一致させる
トーリックレンズ調整手段の一要素を構成している。
構成し干渉縞を撮影する。１２はコンピュータ（解析装
置）であり、撮像装置１１からの映像信号を解析する。
１３はドライバー（駆動装置）であり、コンピュータ１
２の指令もしくは測定者の操作により回転ステージ９を
所定量回転させる。１４は副記憶装置（記憶手段）であ
り、コンピュータ１２に接続され、大量のデータを自在
に保存、呼出可能とする。XYステージ１０はトーリック
面の回転軸を回転ステージ９の回転軸９ａと一致させる
トーリックレンズ調整手段の一要素を構成している。
【００２０】図中点線で囲んだ部分、即ち光源１、入力
レンズ２、空間フィルター３、ハーフミラー４、コリメ
ータレンズ５、TSレンズ６、撮像装置１１等は、一般的
なフィゾー型干渉計１０１の一要素を構成している。
レンズ２、空間フィルター３、ハーフミラー４、コリメ
ータレンズ５、TSレンズ６、撮像装置１１等は、一般的
なフィゾー型干渉計１０１の一要素を構成している。
【００２１】なお、図示するように干渉計の光軸方向を
Z 軸方向、紙面内でZ 軸と直交する方向をX 軸とするXY
Z 座標を設定する。
Z 軸方向、紙面内でZ 軸と直交する方向をX 軸とするXY
Z 座標を設定する。
【００２２】図２は実施例１の測定対象（被測定物）と
しているトーリックレンズ８の一般的形状の説明図であ
る。トーリック面８ａは直交する２方向の曲率半径が異
なる三次元曲面であり、レーザー走査光学系に多用され
る。その形状は、レーザー走査光学系の光の走査方向
（主走査方向）に大きい曲率半径Ｒ１を持ち、それと直
交する方向（副走査方向）に小さい曲率半径Ｒ２を持っ
ている。つまりトーリック面８ａは曲率半径Ｒ２の円弧
を回転軸８ｂを回転軸として半径Ｒ１の主径線に沿って
回転して得られる面である。
しているトーリックレンズ８の一般的形状の説明図であ
る。トーリック面８ａは直交する２方向の曲率半径が異
なる三次元曲面であり、レーザー走査光学系に多用され
る。その形状は、レーザー走査光学系の光の走査方向
（主走査方向）に大きい曲率半径Ｒ１を持ち、それと直
交する方向（副走査方向）に小さい曲率半径Ｒ２を持っ
ている。つまりトーリック面８ａは曲率半径Ｒ２の円弧
を回転軸８ｂを回転軸として半径Ｒ１の主径線に沿って
回転して得られる面である。
【００２３】トーリック面８ａの光の通過する有効領域
は主走査方向に長く、副走査方向に短いためトーリック
レンズ８としては図に示すような細長い形状をしている
場合が多い。以降の説明では、便宜的に主走査方向を主
径線方向、副走査方向を副径線方向と呼ぶことにする。
は主走査方向に長く、副走査方向に短いためトーリック
レンズ８としては図に示すような細長い形状をしている
場合が多い。以降の説明では、便宜的に主走査方向を主
径線方向、副走査方向を副径線方向と呼ぶことにする。
【００２４】図３は実施例１のCGH ７ｂの一例図であ
る。CGH ７ｂは入射球面波を回折作用によってトーリッ
ク波面に変換して射出する作用を持っており、光軸近傍
は粗く、光軸から離れるにしたがって密となる不透明な
パターンが透明なガラス基板７ａ上に精密に描画されて
いる。
る。CGH ７ｂは入射球面波を回折作用によってトーリッ
ク波面に変換して射出する作用を持っており、光軸近傍
は粗く、光軸から離れるにしたがって密となる不透明な
パターンが透明なガラス基板７ａ上に精密に描画されて
いる。
【００２５】なお本発明で使用可能なCGH としては、本
図で示したような透過型CGH といわれるもののほかに、
反射型CGH （この場合は入射光を斜入射させる）、ブレ
ーズド型CGH （回折効率を上昇させる目的で、基板７ａ
上に透明層を形成し、白黒パターンのかわりにその透明
層の表面に鋸歯状に凹凸形状を付与したもの）等があ
る。
図で示したような透過型CGH といわれるもののほかに、
反射型CGH （この場合は入射光を斜入射させる）、ブレ
ーズド型CGH （回折効率を上昇させる目的で、基板７ａ
上に透明層を形成し、白黒パターンのかわりにその透明
層の表面に鋸歯状に凹凸形状を付与したもの）等があ
る。
【００２６】また、液晶マトリックスを利用して表示し
たホログラムパターンを自在に変更出来る液晶空間光変
調デバイスと呼ばれるものも使用可能である。
たホログラムパターンを自在に変更出来る液晶空間光変
調デバイスと呼ばれるものも使用可能である。
【００２７】即ち、本発明で言うCGH とは、回折現象を
利用して球面波、平面波などの一般的光波面を持つ光束
をトーリック、シリンドリカルなどの特殊な波面形状の
光束に変換する機能部品を指すものである。
利用して球面波、平面波などの一般的光波面を持つ光束
をトーリック、シリンドリカルなどの特殊な波面形状の
光束に変換する機能部品を指すものである。
【００２８】実施例１の作用について説明する。光源１
から射出した可干渉光ビームはレンズ２により一旦集光
され、集光位置に配置した空間フィルター３により光学
ノイズを除去した後、拡散光となってハーフミラー４を
透過し、コリメータレンズ５により、ビーム口径の大き
な平行光束に変換され、TSレンズ６に入射し、再び収斂
光へと変換され，該TSレンズの最終面６ａに到達する。
から射出した可干渉光ビームはレンズ２により一旦集光
され、集光位置に配置した空間フィルター３により光学
ノイズを除去した後、拡散光となってハーフミラー４を
透過し、コリメータレンズ５により、ビーム口径の大き
な平行光束に変換され、TSレンズ６に入射し、再び収斂
光へと変換され，該TSレンズの最終面６ａに到達する。
【００２９】最終面６ａに到達した光の一部は、この面
で正反射してハーフミラー４に戻り、ここで反射されて
撮像装置１１へ向かう。この光を参照光と呼ぶこととす
る。
で正反射してハーフミラー４に戻り、ここで反射されて
撮像装置１１へ向かう。この光を参照光と呼ぶこととす
る。
【００３０】一方、前記TSレンズ６の最終面６ａを透過
した光はガラス基板７ａ上のCGH ７ｂに入射し、この入
射光はCGH ７ｂによる回折作用を受けていろいろな回折
光束を発生する。そのうち所定次数の回折光束は所定の
トーリック波面（測定波面）を形成して被測定物８の被
測定面８ａへ入射する。この入射光は被測定面８ａの各
部に垂直に入射するように被測定面８ａの位置が設定さ
れているので入射光はこの面で正反射されて、たどって
来た光路をハーフミラー４まで戻り、ここで反射されて
撮像装置１１に向かう。この光を測定光と呼ぶこととす
る。
した光はガラス基板７ａ上のCGH ７ｂに入射し、この入
射光はCGH ７ｂによる回折作用を受けていろいろな回折
光束を発生する。そのうち所定次数の回折光束は所定の
トーリック波面（測定波面）を形成して被測定物８の被
測定面８ａへ入射する。この入射光は被測定面８ａの各
部に垂直に入射するように被測定面８ａの位置が設定さ
れているので入射光はこの面で正反射されて、たどって
来た光路をハーフミラー４まで戻り、ここで反射されて
撮像装置１１に向かう。この光を測定光と呼ぶこととす
る。
【００３１】撮像装置１１の付近では、参照光と測定光
とが干渉して干渉縞を形成し、撮像装置１１にて撮影さ
れ、解析コンピュータ１２により被測定物の形状誤差が
算出される。
とが干渉して干渉縞を形成し、撮像装置１１にて撮影さ
れ、解析コンピュータ１２により被測定物の形状誤差が
算出される。
【００３２】以上の構成により、形状測定が困難なトー
リックなどの非球面形状の非接触、高速測定が可能とな
る。しかしながら、CGH ７ｂの製造上の制約により、精
度よくCGH ７ｂが描画できる大きさに限度があり、これ
によって通常図２に示す被測定面８ａ全面を一括で測定
することは非常に困難となる。
リックなどの非球面形状の非接触、高速測定が可能とな
る。しかしながら、CGH ７ｂの製造上の制約により、精
度よくCGH ７ｂが描画できる大きさに限度があり、これ
によって通常図２に示す被測定面８ａ全面を一括で測定
することは非常に困難となる。
【００３３】そこで、本実施例では被測定面８ａをこの
CGH ７ｂで一括測定出来る大きさの部分面（領域）８ａ
i に分割して測定する。その際、各部分面８ａi は隣り
合う部分面と一部重複する部分（重複領域）を設けて設
定する。本実施例の測定のシーケンスを図５のフローチ
ャートを用いて説明する。
CGH ７ｂで一括測定出来る大きさの部分面（領域）８ａ
i に分割して測定する。その際、各部分面８ａi は隣り
合う部分面と一部重複する部分（重複領域）を設けて設
定する。本実施例の測定のシーケンスを図５のフローチ
ャートを用いて説明する。
【００３４】先ず、被測定物（ワーク）８の設計形状、
ワーク名、測定条件等を測定装置に入力する（ステッフ゜51)
。次いでワークを回転ステージ９上のXYステージ上に
セットする(ステッフ゜52)。
ワーク名、測定条件等を測定装置に入力する（ステッフ゜51)
。次いでワークを回転ステージ９上のXYステージ上に
セットする(ステッフ゜52)。
【００３５】XYステージ１０等のトーリックレンズ調整
手段によって被測定物８を調整して被測定面８ａの回転
軸８ｂを回転ステージ９の回転軸９ａと一致させる(ステッ
フ゜53)。
手段によって被測定物８を調整して被測定面８ａの回転
軸８ｂを回転ステージ９の回転軸９ａと一致させる(ステッ
フ゜53)。
【００３６】コンピュータ１２の指令もしくは測定者の
操作により回転ステージ９をドライバー１３を用いて駆
動し、被測定面８ａの測定開始部分面８ａ1 を測定位置
にセットする(ステッフ゜54)。
操作により回転ステージ９をドライバー１３を用いて駆
動し、被測定面８ａの測定開始部分面８ａ1 を測定位置
にセットする(ステッフ゜54)。
【００３７】部分面８ａi を測定する(ステッフ゜55)。
【００３８】測定したデータは必要に応じて(ステッフ゜56)
本出願人が特開平6-66537 号公報において開示した方法
または原器トーリックなどを用いてシステムエラー（測
定値に残留している干渉計に固有の誤差成分）の除去を
行う(ステッフ゜57)。
本出願人が特開平6-66537 号公報において開示した方法
または原器トーリックなどを用いてシステムエラー（測
定値に残留している干渉計に固有の誤差成分）の除去を
行う(ステッフ゜57)。
【００３９】測定して得た形状データ（部分面８ａi の
座標とその位置の形状誤差のデータ群）もしくはシステ
ムエラーを除去した形状データを部分面８ａi の位置デ
ータと共に保存する(ステッフ゜58)。一般に２次元の面形状
データは情報量が多いため、必要に応じて副記憶装置１
４などに形状データを記憶させておいてもよい。
座標とその位置の形状誤差のデータ群）もしくはシステ
ムエラーを除去した形状データを部分面８ａi の位置デ
ータと共に保存する(ステッフ゜58)。一般に２次元の面形状
データは情報量が多いため、必要に応じて副記憶装置１
４などに形状データを記憶させておいてもよい。
【００４０】次に全ての部分面の測定が終了したか否か
の判定を行い(ステッフ゜59)、もしNoであればコンピュータ
１２の指令もしくは測定者の操作により回転ステージ９
をドライバー１３を用いて駆動し、次の部分面８ａi+1
を測定位置にセットする(ステッフ゜60)。
の判定を行い(ステッフ゜59)、もしNoであればコンピュータ
１２の指令もしくは測定者の操作により回転ステージ９
をドライバー１３を用いて駆動し、次の部分面８ａi+1
を測定位置にセットする(ステッフ゜60)。
【００４１】以上のようにして順次部分面を変えてその
部分の一括測定を行ってゆく。この時、図４に示すよう
に、各部分面が互いに重なり合うように、部分面を設定
しては測定し、これを繰り返して全部分面の測定を完了
すれば測定は終了する。
部分の一括測定を行ってゆく。この時、図４に示すよう
に、各部分面が互いに重なり合うように、部分面を設定
しては測定し、これを繰り返して全部分面の測定を完了
すれば測定は終了する。
【００４２】尚、このステージの動きは異なる複数のス
テージ構成でも実現可能であり、例えば干渉計の光軸に
直交する１つの回転ステージと該回転ステージの回転軸
に直交する２つの直動ステージの組み合わせが考えら
れ、機構は複雑になるが、主径線曲率半径が大きいとき
はスペース的に有利となる。
テージ構成でも実現可能であり、例えば干渉計の光軸に
直交する１つの回転ステージと該回転ステージの回転軸
に直交する２つの直動ステージの組み合わせが考えら
れ、機構は複雑になるが、主径線曲率半径が大きいとき
はスペース的に有利となる。
【００４３】このように測定して得た、互いに重なり合
う部分を持つ部分面８ａi のデータ群を演算処理によっ
て接続し、全面形状のデータを得る。その演算処理（接
続処理）のアルゴリズムについて図６を用いて説明す
る。
う部分を持つ部分面８ａi のデータ群を演算処理によっ
て接続し、全面形状のデータを得る。その演算処理（接
続処理）のアルゴリズムについて図６を用いて説明す
る。
【００４４】まず第１の部分面８ａ1 の形状データを副
記憶装置１４から呼び出し、これを基準部分面とし、そ
の形状データをデータセットA とする(ステッフ゜61)。
記憶装置１４から呼び出し、これを基準部分面とし、そ
の形状データをデータセットA とする(ステッフ゜61)。
【００４５】基準部分面８ａi-1 に隣接する部分面８ａ
i の形状データを呼び出し、これをデータセットB とす
る(ステッフ゜62)。夫々のデータセットは測定位置と部分面
の大きさが分かっているから、それを元に互いに重なり
合う部分の形状データを抽出し、これを夫々データセッ
トAB、BAとする。
i の形状データを呼び出し、これをデータセットB とす
る(ステッフ゜62)。夫々のデータセットは測定位置と部分面
の大きさが分かっているから、それを元に互いに重なり
合う部分の形状データを抽出し、これを夫々データセッ
トAB、BAとする。
【００４６】データセットAB、BAのデータは被測定物の
同じところを測定したわけであるから、本来なら同じデ
ータであるはずであるが、前述のシステムエラー、セッ
トエラー、検出系のノイズ等が重畳されているために通
常は異なったデータのように見える。
同じところを測定したわけであるから、本来なら同じデ
ータであるはずであるが、前述のシステムエラー、セッ
トエラー、検出系のノイズ等が重畳されているために通
常は異なったデータのように見える。
【００４７】このうち、セットエラーとは、被測定物８
のミスアライメントに起因する誤差のことであり、被測
定面８ａの形状によって発生の仕方が異なる。
のミスアライメントに起因する誤差のことであり、被測
定面８ａの形状によって発生の仕方が異なる。
【００４８】例えば平面ではPiston、Tilt-X、Tilt-Yの
３つのセットエラー成分が存在し、干渉計の光軸をZ 方
向にとると、セットエラーは数学的に１、X 、Y と言う
単項式に比例する成分として定義できる。
３つのセットエラー成分が存在し、干渉計の光軸をZ 方
向にとると、セットエラーは数学的に１、X 、Y と言う
単項式に比例する成分として定義できる。
【００４９】また球面ではさらに光軸方向の成分が加わ
り、セットエラーは１、X 、Y 、X2＋Y2という多項式に
比例する成分として定義される。
り、セットエラーは１、X 、Y 、X2＋Y2という多項式に
比例する成分として定義される。
【００５０】同様に、シリンドリカル面では母線方向を
X 方向として１、X 、Y 、Y2、XY、トーリック面では
１、X 、Y 、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 （但しk は設計
形状によって決まる定数）という成分として定義され
る。
X 方向として１、X 、Y 、Y2、XY、トーリック面では
１、X 、Y 、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 （但しk は設計
形状によって決まる定数）という成分として定義され
る。
【００５１】セットエラーを除去するには、測定された
形状データからこれらの項の線形和を引いたものが最小
となるように、各項の係数を最小二乗法で求め、元の測
定データから減ずればよい。
形状データからこれらの項の線形和を引いたものが最小
となるように、各項の係数を最小二乗法で求め、元の測
定データから減ずればよい。
【００５２】上記のシステムエラー、セットエラー、検
出系のノイズのうち、システムエラーは先述のようにデ
ータ測定段階で除去しており、検出系のノイズはランダ
ムであると考えると最小二乗法により影響が最小化され
るため、結局セットエラーを最小二乗法で決めてやれば
よいことになる。したがって、データセットABに対し、
データセットBAを１、X 、Y 、X2+kY2、XY、X2Y 、XY2
でBest Fitさせればよい。すなわち Σ［AB-BA-{a1+a2X+a3Y+a4(X2+kY2)+a5XY+a6X2Y+a7XY2}］2 → min. となるように、最小二乗法を用いて係数a1〜a7を決める
(ステッフ゜64)。最小二乗法の計算については説明を省略す
る。
出系のノイズのうち、システムエラーは先述のようにデ
ータ測定段階で除去しており、検出系のノイズはランダ
ムであると考えると最小二乗法により影響が最小化され
るため、結局セットエラーを最小二乗法で決めてやれば
よいことになる。したがって、データセットABに対し、
データセットBAを１、X 、Y 、X2+kY2、XY、X2Y 、XY2
でBest Fitさせればよい。すなわち Σ［AB-BA-{a1+a2X+a3Y+a4(X2+kY2)+a5XY+a6X2Y+a7XY2}］2 → min. となるように、最小二乗法を用いて係数a1〜a7を決める
(ステッフ゜64)。最小二乗法の計算については説明を省略す
る。
【００５３】求まった係数a1〜a7を用いてデータセット
B 全体を変換してデータセットB'とする。なお、データ
セットB'中のデータセットA と重なり合う部分をデータ
セットBA' とする(ステッフ゜65)。
B 全体を変換してデータセットB'とする。なお、データ
セットB'中のデータセットA と重なり合う部分をデータ
セットBA' とする(ステッフ゜65)。
【００５４】次に、互いに重なり合う部分（データセッ
トAB及びデータセットBA' ）をのりしろと考えてデータ
セットA に貼り付けることでデータセットA とデータセ
ットB'のつなぎ合わせが完了する。
トAB及びデータセットBA' ）をのりしろと考えてデータ
セットA に貼り付けることでデータセットA とデータセ
ットB'のつなぎ合わせが完了する。
【００５５】このとき重なり合う部分のデータは次の処
理の中から任意に決めればよい。
理の中から任意に決めればよい。
【００５６】（１）データセットABのデータを用いる （２）データセットBA' のデータを用いる （３）データセットABとデータセットBA' の平均値を用
いる ただし、上記１、２、３いずれかの処理をしていると
き、データセットAB又はデータセットBA' のどちらかの
データに欠落のような異常がある箇所では、異常のない
ほうのデータを用いて埋める。
いる ただし、上記１、２、３いずれかの処理をしていると
き、データセットAB又はデータセットBA' のどちらかの
データに欠落のような異常がある箇所では、異常のない
ほうのデータを用いて埋める。
【００５７】本実施例のように透過型のCGH を用いてい
るときは、図３に示すようにCGH の中心部分に測定不能
な領域が存在するが、部分面の設定に際して部分面の重
なり方が互いの中心近傍を含むようにしておき、上記４
の処理を行えば、データの欠落をカバーできるという効
果が現われる。
るときは、図３に示すようにCGH の中心部分に測定不能
な領域が存在するが、部分面の設定に際して部分面の重
なり方が互いの中心近傍を含むようにしておき、上記４
の処理を行えば、データの欠落をカバーできるという効
果が現われる。
【００５８】つなぎ終わったデータセットを新たなデー
タセットA と置く(ステッフ゜66)。
タセットA と置く(ステッフ゜66)。
【００５９】次いで全部分面の貼合わせが終了したか否
かを判別し(ステッフ゜67)、もしNoならばステッフ゜62へ返り次の
部分面の貼合わせを開始する。
かを判別し(ステッフ゜67)、もしNoならばステッフ゜62へ返り次の
部分面の貼合わせを開始する。
【００６０】以上の演算処理を、全部分面の貼り合わせ
が完了するまで次々と隣接する部分面のデータセットB
について実行し、部分面を繋いで行く。
が完了するまで次々と隣接する部分面のデータセットB
について実行し、部分面を繋いで行く。
【００６１】全面の貼り合わせが完了したならば、この
全面のデータセットに対し再度セットエラーの除去を行
う(ステッフ゜68)。この処理は、最初の基準データセットA
に低次のセットエラーが存在した場合に、つないだデー
タ全体にTiltや、Defocus が重畳されるのを補正するた
めである。
全面のデータセットに対し再度セットエラーの除去を行
う(ステッフ゜68)。この処理は、最初の基準データセットA
に低次のセットエラーが存在した場合に、つないだデー
タ全体にTiltや、Defocus が重畳されるのを補正するた
めである。
【００６２】尚、このセットエラー除去処理の際にDefo
cus 項として前述のX2+kY2の項を用いれば、得られるデ
ータは設計形状からのずれを表すが、これを分離し、
X2、Y2の２つの単項式として処理をすれば、得られるデ
ータはBest Fit Toricからのずれとなる。
cus 項として前述のX2+kY2の項を用いれば、得られるデ
ータは設計形状からのずれを表すが、これを分離し、
X2、Y2の２つの単項式として処理をすれば、得られるデ
ータはBest Fit Toricからのずれとなる。
【００６３】最後に、必要に応じて表示、印刷、保存等
の操作を行い(ステッフ゜69)、処理を終了する。
の操作を行い(ステッフ゜69)、処理を終了する。
【００６４】以上が本実施例の演算処理の手順である。
【００６５】本実施例は通常のフィゾー型干渉計の光出
射部に、該干渉計から射出する球面波または平面波を所
定の非球面波面に変換する作用をもつCGH を持つガラス
基板を設け、被測定面を移動手段によって分割測定を行
っている。その際、被測定面を互いに重なり合う部分を
持つ部分面に分割して順次測定し、得られた各部分面の
形状データを繋ぐ際、各部分面の形状データから高次の
セットエラーを補正した後、トーリック面に対し適切な
セットエラー成分項を設定して重なり合う部分の形状デ
ータが一致するように最小二乗法により低次のセットエ
ラー係数を算出し、この係数を用いて部分面の形状デー
タを補正し、繋いでいる。そしてこの処理を順次繰り返
して次々と部分面をつないで行き、全面の形状データを
得ている。
射部に、該干渉計から射出する球面波または平面波を所
定の非球面波面に変換する作用をもつCGH を持つガラス
基板を設け、被測定面を移動手段によって分割測定を行
っている。その際、被測定面を互いに重なり合う部分を
持つ部分面に分割して順次測定し、得られた各部分面の
形状データを繋ぐ際、各部分面の形状データから高次の
セットエラーを補正した後、トーリック面に対し適切な
セットエラー成分項を設定して重なり合う部分の形状デ
ータが一致するように最小二乗法により低次のセットエ
ラー係数を算出し、この係数を用いて部分面の形状デー
タを補正し、繋いでいる。そしてこの処理を順次繰り返
して次々と部分面をつないで行き、全面の形状データを
得ている。
【００６６】これによって従来測定が困難であったトー
リック面という非軸対称の非球面形状を非接触で高速に
全面測定できる。
リック面という非軸対称の非球面形状を非接触で高速に
全面測定できる。
【００６７】図８は本実施例の装置及び方法によりトー
リックレンズ面を測定した測定データ例である。また参
考として図７に同じサンプルを従来の触針式測定機で測
定したデータを示す。図７、図８を見比べると、全体の
形状が良く一致して測定されていることが明らかであ
り、本発明が実際に有効であることを示している。
リックレンズ面を測定した測定データ例である。また参
考として図７に同じサンプルを従来の触針式測定機で測
定したデータを示す。図７、図８を見比べると、全体の
形状が良く一致して測定されていることが明らかであ
り、本発明が実際に有効であることを示している。
【００６８】図９は本発明の実施例２の要部概略図であ
る。本実施例は本発明に係る非球面形状測定方法をシリ
ンドリカル面の測定に応用したものである。
る。本実施例は本発明に係る非球面形状測定方法をシリ
ンドリカル面の測定に応用したものである。
【００６９】本実施例が実施例１と異なる点は、被測定
物がシリンドリカルレンズであること、被測定物の姿勢
調整機構及び移動機構が異なること、及び測定データの
演算処理のアルゴリズムが若干異なることであって、そ
の他の構成は同じである。
物がシリンドリカルレンズであること、被測定物の姿勢
調整機構及び移動機構が異なること、及び測定データの
演算処理のアルゴリズムが若干異なることであって、そ
の他の構成は同じである。
【００７０】図中、１８は被測定物であるところのシリ
ンドリカルレンズまたはシリンドリカルミラーである。
１８ａは被測定面であり、シリンドリカル面である。１
９は直動ステージ（移動手段）であり、干渉計の光軸と
直交して被測定面１８ａの母線方向に略一致した直動軸
を持つ。２０は複合調整ステージ（シリンドリカルレン
ズ調整手段）であり、被測定面１８ａの母線と直動ステ
ージ１９の移動方向を一致させるべく干渉計の光軸まわ
りに回転可能なステージおよびY に移動可能なステージ
等から構成されている。
ンドリカルレンズまたはシリンドリカルミラーである。
１８ａは被測定面であり、シリンドリカル面である。１
９は直動ステージ（移動手段）であり、干渉計の光軸と
直交して被測定面１８ａの母線方向に略一致した直動軸
を持つ。２０は複合調整ステージ（シリンドリカルレン
ズ調整手段）であり、被測定面１８ａの母線と直動ステ
ージ１９の移動方向を一致させるべく干渉計の光軸まわ
りに回転可能なステージおよびY に移動可能なステージ
等から構成されている。
【００７１】ドライバー１３はコンピュータ１２の指令
もしくは測定者の操作により直動ステージ１９を所定量
移動させる。
もしくは測定者の操作により直動ステージ１９を所定量
移動させる。
【００７２】図１０は実施例２の測定対象（被測定物）
としているシリンドリカルレンズ１８の一般的形状の説
明図である。シリンドリカル面１８ａは直交する２方向
の曲率半径が異なる三次元曲面であり、レーザー走査光
学系に多用される。その形状は、レーザー走査光学系の
光の走査方向（主走査方向）に無限大の曲率半径Ｒ１を
持ち、それと直交する方向（副走査方向）に小さい曲率
半径Ｒ２を持っている。従ってシリンドリカル面１８ａ
はトーリック面の一種である。
としているシリンドリカルレンズ１８の一般的形状の説
明図である。シリンドリカル面１８ａは直交する２方向
の曲率半径が異なる三次元曲面であり、レーザー走査光
学系に多用される。その形状は、レーザー走査光学系の
光の走査方向（主走査方向）に無限大の曲率半径Ｒ１を
持ち、それと直交する方向（副走査方向）に小さい曲率
半径Ｒ２を持っている。従ってシリンドリカル面１８ａ
はトーリック面の一種である。
【００７３】シリンドリカル面１８ａの光の通過する有
効領域は主走査方向に長く、副走査方向に短いためシリ
ンドリカルレンズ１８としては図に示すような細長い形
状をしている場合が多い。以降の説明では、便宜的に主
走査方向を主径線方向、副走査方向を副径線方向と呼ぶ
ことにする。
効領域は主走査方向に長く、副走査方向に短いためシリ
ンドリカルレンズ１８としては図に示すような細長い形
状をしている場合が多い。以降の説明では、便宜的に主
走査方向を主径線方向、副走査方向を副径線方向と呼ぶ
ことにする。
【００７４】実施例２の作用について説明する。光源１
から射出した可干渉光ビームはレンズ２により一旦集光
され、集光位置に配置した空間フィルター３により光学
ノイズを除去した後、拡散光となってハーフミラー４を
透過し、コリメータレンズ５により、ビーム口径の大き
な平行光束に変換され、TSレンズ６に入射し、再び収斂
光へと変換され，該TSレンズの最終面６ａに到達する。
から射出した可干渉光ビームはレンズ２により一旦集光
され、集光位置に配置した空間フィルター３により光学
ノイズを除去した後、拡散光となってハーフミラー４を
透過し、コリメータレンズ５により、ビーム口径の大き
な平行光束に変換され、TSレンズ６に入射し、再び収斂
光へと変換され，該TSレンズの最終面６ａに到達する。
【００７５】最終面６ａに到達した光の一部は、この面
で正反射してハーフミラー４に戻り、ここで反射されて
撮像装置１１へ向かう。この光を参照光と呼ぶこととす
る。
で正反射してハーフミラー４に戻り、ここで反射されて
撮像装置１１へ向かう。この光を参照光と呼ぶこととす
る。
【００７６】一方、前記TSレンズ６の最終面６ａを透過
した光はガラス基板７ａ上のCGH ７ｂに入射し、この入
射光はCGH ７ｂによる回折作用を受けていろいろな回折
光束を発生する。そのうち所定次数の回折光束は所定の
シリンドリカル波面（測定波面）を形成して被測定物１
８の被測定面１８ａへ入射する。この入射光は被測定面
８ａの各部に垂直に入射するように被測定面８ａの位置
が設定されているので入射光はこの面で正反射されて、
たどって来た光路をハーフミラー４まで戻り、ここで反
射されて撮像装置１１に向かう。この光を測定光と呼ぶ
こととする。撮像装置１１の付近では、参照光と測定光
とが干渉して干渉縞を形成し、撮像装置１１にて撮影さ
れ、解析コンピュータ１２により被測定物の形状誤差が
算出される。
した光はガラス基板７ａ上のCGH ７ｂに入射し、この入
射光はCGH ７ｂによる回折作用を受けていろいろな回折
光束を発生する。そのうち所定次数の回折光束は所定の
シリンドリカル波面（測定波面）を形成して被測定物１
８の被測定面１８ａへ入射する。この入射光は被測定面
８ａの各部に垂直に入射するように被測定面８ａの位置
が設定されているので入射光はこの面で正反射されて、
たどって来た光路をハーフミラー４まで戻り、ここで反
射されて撮像装置１１に向かう。この光を測定光と呼ぶ
こととする。撮像装置１１の付近では、参照光と測定光
とが干渉して干渉縞を形成し、撮像装置１１にて撮影さ
れ、解析コンピュータ１２により被測定物の形状誤差が
算出される。
【００７７】以上の構成により、形状測定が困難なシリ
ンドリカルなどの非球面形状の非接触、高速測定が可能
となる。しかしながら、CGH ７ｂの製造上の制約によ
り、精度よくCGH ７ｂが描画できる大きさに限度があ
り、これによって通常図１０に示す被測定面１８ａ全面
を一括で測定することは非常に困難である。
ンドリカルなどの非球面形状の非接触、高速測定が可能
となる。しかしながら、CGH ７ｂの製造上の制約によ
り、精度よくCGH ７ｂが描画できる大きさに限度があ
り、これによって通常図１０に示す被測定面１８ａ全面
を一括で測定することは非常に困難である。
【００７８】そこで、本実施例では被測定面１８ａをこ
のCGH ７ｂで一括測定出来る大きさの部分面（領域）１
８ａi に分割して測定する。その際、各部分面１８ａi
は隣り合う部分面と一部重複する部分（重複領域）を設
けて設定する。本実施例の測定のシーケンスを図１２の
測定のフローチャートを用いて説明する。
のCGH ７ｂで一括測定出来る大きさの部分面（領域）１
８ａi に分割して測定する。その際、各部分面１８ａi
は隣り合う部分面と一部重複する部分（重複領域）を設
けて設定する。本実施例の測定のシーケンスを図１２の
測定のフローチャートを用いて説明する。
【００７９】先ず、被測定物（ワーク）１８の設計形
状、ワーク名、測定条件等を測定装置に入力する（ステッフ
゜121)。次いでワークを直動ステージ１９上の複合調整
ステージ２０上にセットする(ステッフ゜122) 。
状、ワーク名、測定条件等を測定装置に入力する（ステッフ
゜121)。次いでワークを直動ステージ１９上の複合調整
ステージ２０上にセットする(ステッフ゜122) 。
【００８０】複合調整ステージ２０によって被測定物１
８を調整して被測定面１８ａの母線を直動ステージ１９
の移動方向と一致させる(ステッフ゜123) 。
８を調整して被測定面１８ａの母線を直動ステージ１９
の移動方向と一致させる(ステッフ゜123) 。
【００８１】コンピュータ１２の指令もしくは測定者の
操作により直動ステージ１９をドライバー１３を用いて
駆動し、被測定面１８ａの測定開始部分面１８ａ1 を測
定位置にセットする(ステッフ゜124) 。
操作により直動ステージ１９をドライバー１３を用いて
駆動し、被測定面１８ａの測定開始部分面１８ａ1 を測
定位置にセットする(ステッフ゜124) 。
【００８２】部分面１８ａi を測定する(ステッフ゜125) 。
【００８３】測定したデータは必要に応じて(ステッフ゜126)
本出願人が特開平6-66537 号公報において開示した方
法または原器トーリックなどを用いてシステムエラー
（測定値に残留している固定的な誤差成分）の除去を行
う(ステッフ゜127) 。
本出願人が特開平6-66537 号公報において開示した方
法または原器トーリックなどを用いてシステムエラー
（測定値に残留している固定的な誤差成分）の除去を行
う(ステッフ゜127) 。
【００８４】測定して得た形状データもしくはシステム
エラーを除去した形状データを部分面１８ａi の位置デ
ータと共に保存する(ステッフ゜128) 。一般に２次元の面形
状データは情報量が多いため、必要に応じて副記憶装置
１４などに形状データを記憶させておいてもよい。
エラーを除去した形状データを部分面１８ａi の位置デ
ータと共に保存する(ステッフ゜128) 。一般に２次元の面形
状データは情報量が多いため、必要に応じて副記憶装置
１４などに形状データを記憶させておいてもよい。
【００８５】次に全ての部分面の測定が終了したか否か
の判定を行い(ステッフ゜129) 、もしNoであればコンピュー
タ１２の指令もしくは測定者の操作により直動ステージ
１９をドライバー１３を用いて駆動し、次の部分面１８
ａi+1 を測定位置にセットする(ステッフ゜130) 。
の判定を行い(ステッフ゜129) 、もしNoであればコンピュー
タ１２の指令もしくは測定者の操作により直動ステージ
１９をドライバー１３を用いて駆動し、次の部分面１８
ａi+1 を測定位置にセットする(ステッフ゜130) 。
【００８６】以上のようにして順次部分面を変えてその
部分の一括測定を行ってゆく。この時、図１１に示すよ
うに、各部分面が互いに重なり合うように、部分面を設
定しては測定し、これを繰り返して全部分面の測定を完
了すれば測定は終了する。
部分の一括測定を行ってゆく。この時、図１１に示すよ
うに、各部分面が互いに重なり合うように、部分面を設
定しては測定し、これを繰り返して全部分面の測定を完
了すれば測定は終了する。
【００８７】このように測定して得た、互いに重なり合
う部分を持つ部分面１８ａi のデータ群を演算処理によ
って接続し、全面形状のデータを得る。その演算処理
（接続処理）のアルゴリズムについて図１３を用いて説
明する。
う部分を持つ部分面１８ａi のデータ群を演算処理によ
って接続し、全面形状のデータを得る。その演算処理
（接続処理）のアルゴリズムについて図１３を用いて説
明する。
【００８８】まず第１の部分面１８ａ1 の形状データを
副記憶装置１４から呼び出し、これを基準部分面とし、
その形状データをデータセットA とする(ステッフ゜131) 。
副記憶装置１４から呼び出し、これを基準部分面とし、
その形状データをデータセットA とする(ステッフ゜131) 。
【００８９】基準部分面１８ａi-1 に隣接する部分面１
８ａi の形状データを呼び出し、これをデータセットB
とする(ステッフ゜132) 。夫々のデータセットは測定位置と
部分面の大きさが分かっているから、それを元に互いに
重なり合う部分の形状データを抽出し、これを夫々デー
タセットAB、BAとする。
８ａi の形状データを呼び出し、これをデータセットB
とする(ステッフ゜132) 。夫々のデータセットは測定位置と
部分面の大きさが分かっているから、それを元に互いに
重なり合う部分の形状データを抽出し、これを夫々デー
タセットAB、BAとする。
【００９０】データセットAB、BAのデータは被測定物の
同じところを測定したわけであるから、本来なら同じデ
ータであるはずであるが、前述のシステムエラー、セッ
トエラー、検出系のノイズ等が重畳されているために通
常は異なったデータのように見える。
同じところを測定したわけであるから、本来なら同じデ
ータであるはずであるが、前述のシステムエラー、セッ
トエラー、検出系のノイズ等が重畳されているために通
常は異なったデータのように見える。
【００９１】これらのうち、システムエラーは先述のよ
うにデータ測定段階で除去しており、検出系のノイズは
ランダムであると考えると最小二乗法により影響が最小
化されるため、結局セットエラーを最小二乗法で決めて
やればよいことになる。したがって、本実施例の被測定
面はシリンドリカル面であるのでデータセットABに対
し、データセットBAを１、X 、Y 、Y2、XYでBest Fitさ
せればよい。
うにデータ測定段階で除去しており、検出系のノイズは
ランダムであると考えると最小二乗法により影響が最小
化されるため、結局セットエラーを最小二乗法で決めて
やればよいことになる。したがって、本実施例の被測定
面はシリンドリカル面であるのでデータセットABに対
し、データセットBAを１、X 、Y 、Y2、XYでBest Fitさ
せればよい。
【００９２】すなわち Σ［AB-BA-{a1+a2X+a3Y+a4Y2+a5XY}］2 → min. となるように、最小二乗法を用いて係数a1〜a5を決める
(ステッフ゜134) 。最小二乗法の計算については説明を省略
する。
(ステッフ゜134) 。最小二乗法の計算については説明を省略
する。
【００９３】求まった係数a1〜a5を用いてデータセット
B 全体を変換してデータセットB'とする。なお、データ
セットB'中のデータセットABと重なり合う部分をデータ
セットBA' とする(ステッフ゜135) 。
B 全体を変換してデータセットB'とする。なお、データ
セットB'中のデータセットABと重なり合う部分をデータ
セットBA' とする(ステッフ゜135) 。
【００９４】次に、互いに重なり合う部分（データセッ
トAB及びデータセットBA' ）をのりしろと考えてデータ
セットA に貼り付けることでデータセットA とデータセ
ットB'のつなぎ合わせが完了する。
トAB及びデータセットBA' ）をのりしろと考えてデータ
セットA に貼り付けることでデータセットA とデータセ
ットB'のつなぎ合わせが完了する。
【００９５】このとき、重なり合う部分のデータは次の
処理の中から任意に決めればよい。 （１）データセットABのデータを用いる （２）データセットBA' のデータを用いる （３）データセットABとデータセットBA' の平均値を用
いる ただし、上記１、２、３いずれかの処理をしていると
き、データセットAB又はデータセットBA' のどちらかの
データに欠落のような異常がある箇所では、異常のない
ほうのデータを用いて埋める。
処理の中から任意に決めればよい。 （１）データセットABのデータを用いる （２）データセットBA' のデータを用いる （３）データセットABとデータセットBA' の平均値を用
いる ただし、上記１、２、３いずれかの処理をしていると
き、データセットAB又はデータセットBA' のどちらかの
データに欠落のような異常がある箇所では、異常のない
ほうのデータを用いて埋める。
【００９６】本実施例のように透過型のCGH を用いてい
るときは、CGH の中心部分に測定不能な領域が存在する
が、部分面の設定に際して部分面の重なり方が互いの中
心近傍を含むようにしておき、上記４の処理を行えば、
データの欠落をカバーできるという効果が現われる。
るときは、CGH の中心部分に測定不能な領域が存在する
が、部分面の設定に際して部分面の重なり方が互いの中
心近傍を含むようにしておき、上記４の処理を行えば、
データの欠落をカバーできるという効果が現われる。
【００９７】つなぎ終わったデータセットを新たなデー
タセットA と置く(ステッフ゜136) 。
タセットA と置く(ステッフ゜136) 。
【００９８】次いで全部分面の貼合わせが終了したか否
かを判別し(ステッフ゜137) 、もしNoならばステッフ゜132 へ返り
次の部分面の貼合わせを開始する。
かを判別し(ステッフ゜137) 、もしNoならばステッフ゜132 へ返り
次の部分面の貼合わせを開始する。
【００９９】以上の演算処理を、全部分面の貼り合わせ
が完了するまで次々と隣接する部分面のデータセットB
について実行し、部分面を繋いで行く。
が完了するまで次々と隣接する部分面のデータセットB
について実行し、部分面を繋いで行く。
【０１００】全面の貼り合わせが完了したならば、この
全面のデータセットに対し再度セットエラーの除去を行
う(ステッフ゜138) 。この処理は、最初の基準データセットA
に低次のセットエラーが存在した場合に、つないだデ
ータ全体にTiltや、Defocusが重畳されるのを補正する
ためである。最後に、必要に応じて表示、印刷、保存等
の操作を行い(ステッフ゜139) 、処理を終了する。
全面のデータセットに対し再度セットエラーの除去を行
う(ステッフ゜138) 。この処理は、最初の基準データセットA
に低次のセットエラーが存在した場合に、つないだデ
ータ全体にTiltや、Defocusが重畳されるのを補正する
ためである。最後に、必要に応じて表示、印刷、保存等
の操作を行い(ステッフ゜139) 、処理を終了する。
【０１０１】本実施例は通常のフィゾー型干渉計の光出
射部に、該干渉計から射出する球面波または平面波を所
定の非球面波面に変換する作用をもつCGH を持つガラス
基板を設け、被測定面を移動手段によって分割測定を行
っている。
射部に、該干渉計から射出する球面波または平面波を所
定の非球面波面に変換する作用をもつCGH を持つガラス
基板を設け、被測定面を移動手段によって分割測定を行
っている。
【０１０２】その際、被測定面を互いに重なり合う部分
を持つ部分面に分割して順次測定し、得られた各部分面
の形状データを繋ぐ際、各部分面の形状データから高次
のセットエラーを補正した後、シリンドリカル面に対し
適切なセットエラー成分項を設定して重なり合う部分の
形状データが一致するように最小二乗法により低次のセ
ットエラー係数を算出し、この係数を用いて部分面の形
状データを補正し、繋いでいる。そしてこの処理を順次
繰り返して次々と部分面をつないで行き、全面の形状デ
ータを得ている。
を持つ部分面に分割して順次測定し、得られた各部分面
の形状データを繋ぐ際、各部分面の形状データから高次
のセットエラーを補正した後、シリンドリカル面に対し
適切なセットエラー成分項を設定して重なり合う部分の
形状データが一致するように最小二乗法により低次のセ
ットエラー係数を算出し、この係数を用いて部分面の形
状データを補正し、繋いでいる。そしてこの処理を順次
繰り返して次々と部分面をつないで行き、全面の形状デ
ータを得ている。
【０１０３】これによって従来測定が困難であったシリ
ンドリカル面という非軸対称の非球面形状を非接触で高
速に全面測定できる。
ンドリカル面という非軸対称の非球面形状を非接触で高
速に全面測定できる。
【０１０４】本発明においては、上記最小二乗法による
フィッティングによる形状データ補正処理において、各
部分面測定時のアライメント誤差と本来の形状との混同
を避けるために、重なり合った部分のデータがベストフ
ィットするように形状に応じた成分を補正することで、
本来の形状を抽出する点に特徴を有する。
フィッティングによる形状データ補正処理において、各
部分面測定時のアライメント誤差と本来の形状との混同
を避けるために、重なり合った部分のデータがベストフ
ィットするように形状に応じた成分を補正することで、
本来の形状を抽出する点に特徴を有する。
【０１０５】この方法によれば、全面の形状データを得
る際に、測定した部分面の形状データのみを用いて演算
処理するため、他の構成要素の誤差の影響を受けない高
精度な形状測定が可能となる。
る際に、測定した部分面の形状データのみを用いて演算
処理するため、他の構成要素の誤差の影響を受けない高
精度な形状測定が可能となる。
【０１０６】また本発明は、干渉計とCGH を用いて部分
面の形状データを一括測定するため、非接触、高速、と
いう干渉計特有の特長も併せ持った、非軸対称非球面形
状測定システムが構築できるという優れた効果がある。
面の形状データを一括測定するため、非接触、高速、と
いう干渉計特有の特長も併せ持った、非軸対称非球面形
状測定システムが構築できるという優れた効果がある。
【０１０７】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、トーリック
／シリンドリカル面の様な非軸対称の非球面形状を等価
波面を発生させる光学レンズを使用せずに、分割測定法
によって非接触、高速で、従来よりも高精度に全面の形
状を測定することのできる形状測定方法及びそれを用い
た形状測定装置を達成する。
／シリンドリカル面の様な非軸対称の非球面形状を等価
波面を発生させる光学レンズを使用せずに、分割測定法
によって非接触、高速で、従来よりも高精度に全面の形
状を測定することのできる形状測定方法及びそれを用い
た形状測定装置を達成する。
【０１０８】また特にトーリック面測定においては、互
いに測定エリアの中心部分を含むように重なり合う部分
を設けて測定し、所定の復元データ処理を行った後デー
タ欠落のないほうのデータを採用することにより、透過
型CGH の欠点であった中心部の測定不能領域をカバーで
きるという効果も生じる。
いに測定エリアの中心部分を含むように重なり合う部分
を設けて測定し、所定の復元データ処理を行った後デー
タ欠落のないほうのデータを採用することにより、透過
型CGH の欠点であった中心部の測定不能領域をカバーで
きるという効果も生じる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 実施例１の測定対象物とするトーリックレン
ズの形状説明図
ズの形状説明図
【図３】 本発明の実施例１で使用するCGH 例
【図４】 本発明の実施例１の部分面の説明図
【図５】 本発明の実施例１の測定のフローチャート
【図６】 本発明の実施例１の全面データ構成のアルゴ
リズム
リズム
【図７】 従来の触針式測定機により１つのトーリック
面を測定した結果
面を測定した結果
【図８】 本発明の実施例１により図７と同じトーリッ
ク面を測定した結果
ク面を測定した結果
【図９】 本発明の実施例２の要部概略図
【図１０】 本発明の実施例２の測定対象とするシリン
ドリカルレンズの形状説明図
ドリカルレンズの形状説明図
【図１１】 本発明の実施例２の部分面の説明図
【図１２】 本発明の実施例２の測定のフローチャート
【図１３】 本発明の実施例２の全面データ構成のアル
ゴリズム
ゴリズム
１ レーザー、 ２ 入力レンズ、 ３ 空間フ
ィルター ４ ハーフミラー、５ コリメータレンズ、６ TSレン
ズ ７ CGH を有する基板 ７ａ ガラス基板、 ７ｂ CGH ８、１８ 被測定物、８ａ、１８ａ 被測定面 ８ａi 、１８ａi 部分面 ９ 回転ステージ、１０ XYステージ、１１ 撮像装置 １２ コンピュータ、１３ ドライバー、１４ 補助記
憶装置 ２０ 複合調整ステージ、１０１ 干渉計
ィルター ４ ハーフミラー、５ コリメータレンズ、６ TSレン
ズ ７ CGH を有する基板 ７ａ ガラス基板、 ７ｂ CGH ８、１８ 被測定物、８ａ、１８ａ 被測定面 ８ａi 、１８ａi 部分面 ９ 回転ステージ、１０ XYステージ、１１ 撮像装置 １２ コンピュータ、１３ ドライバー、１４ 補助記
憶装置 ２０ 複合調整ステージ、１０１ 干渉計
Claims (17)
- 【請求項１】 干渉計より射出させた球面波または平面
波の光路中に、波面変換手段を設置して該球面波または
平面波から移動手段に搭載した被測定面と一致する測定
波面を発生させ、該移動手段によって該被測定面を互い
に重なり合う部分を持つ複数の部分面に分割して、個々
の部分面の形状情報を干渉測定によって一括して得、隣
り合う２つの部分面の形状情報を繋ぎ合わせる際、 該２つの部分面の重なり合う部分がベストフィットする
ように一方の部分面の形状情報を該被測定面の形状に応
じた所定のセットエラー成分によって補正してつなぎ合
わせる接続処理を、すべての部分面に対して行うことに
より該被測定面の全面の形状情報を得ることを特徴とす
る形状測定方法。 - 【請求項２】 前記波面変換手段はコンピュータジェネ
レーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調デ
バイスのいずれかであることを特徴とする請求項１の形
状測定方法。 - 【請求項３】 前記接続処理に際して、前記２つの部分
面の重なる部分の形状情報として、 該２つの部分面の一方の形状情報をデータセットA 、該
２つの部分面が重なる部分がベストフィットするように
補正した他方の形状情報をデータセットB'とし、該２つ
のデータセットA,B'のうち互いに重なる部分を夫々デー
タセットAB，データセットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いることを特徴
とする請求項１又は２の形状測定方法。 - 【請求項４】 前記被測定面はトーリック面であり、前
記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k をト
ーリック面の設計形状により定まる定数として、 １、 X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 であることを特
徴とする請求項１、２又は３の形状測定方法。 - 【請求項５】 前記被測定面はトーリック面であり、前
記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する回
転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の回
転軸を該回転ステージの回転軸と一致させることを特徴
とする請求項１、２、３又は４の形状測定方法。 - 【請求項６】 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、 １、X 、Y 、Y2、XYであることを特徴とする請求項１、
２又は３の形状測定方法。 - 【請求項７】 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
ることを特徴とする請求項１、２、３又は６の形状測定
方法。 - 【請求項８】 球面波または平面波を射出する干渉計、
該干渉計の射出光路中に設置し、該球面波または平面波
から被測定面と一致する測定波面を発生する波面変換手
段、該被測定面を搭載し、その測定部位を該波面変換手
段に対し相対的に移動する移動手段、該干渉計中の参照
面で反射して形成される参照光と該被測定面で反射して
形成される測定光との干渉縞を撮像する撮像装置、該撮
像装置で得た干渉縞と該移動手段からの該被測定面の部
位情報より該測定部位の形状情報を演算する解析装置、
該形状情報を記憶する記憶手段を有し、 該移動手段によって該被測定面を互いに重なり合う部分
を持つ複数の部分面に分割して、干渉測定により一括し
て得た個々の部分面の形状情報を該解析装置が接続処理
をする際、 隣り合う２つの部分面の重なり合う部分がベストフィッ
トするように一方の部分面の形状情報を該被測定面の形
状に応じた所定のセットエラー成分によって補正してつ
なぎ合わせる処理を、すべての部分面に対して行うこと
により該被測定面の全面の形状情報を得ることを特徴と
する形状測定装置。 - 【請求項９】 前記波面変換手段がコンピュータジェネ
レーティッドホログラム（CGH)、又は液晶空間光変調デ
バイスのいずれかであることを特徴とする請求項８の形
状測定装置。 - 【請求項１０】 前記接続処理に際して、前記２つの部
分面の重なる部分の形状情報として、 該２つの部分面の一方の形状情報をデータセットA 、該
２つの部分面が重なる部分がベストフィットするように
補正した他方の形状情報をデータセットB'とし、該２つ
データセットA,B'のうち互いに重なる部分を夫々データ
セットAB，データセットBA' とするとき、 （１）データセットAB （２）データセットBA' （３）データセットABとデータセットBA' の平均値 のいずれかを用い、その際データセットAB又はデータセ
ットBA' のどちらかのデータに異常がある箇所は、異常
のないほうのデータセットのデータを用いることを特徴
とする請求項１又は２の形状測定装置。 - 【請求項１１】 前記被測定面はトーリック面であり、
前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ とし、k を
トーリック面の設計形状により定まる定数として、 １、 X、 Y、X2＋kY2 、XY、X2Y 、XY2 であることを特
徴とする請求項８、９又は１０の形状測定装置。 - 【請求項１２】 前記被測定面はトーリック面であり、
前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交する
回転軸を有する回転ステージであり、該トーリック面の
回転軸を該回転ステージの回転軸と一致させるトーリッ
クレンズ調整手段を有することを特徴とする請求項８、
９、１０又は１１の形状測定装置。 - 【請求項１３】 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記セットエラー成分は、測定光軸方向をZ 、母線
方向をX として、 １、X 、Y 、Y2、XYであることを特徴とする請求項８、
９又は１０の形状測定装置。 - 【請求項１４】 前記被測定面はシリンドリカル面であ
り、前記移動手段は、前記干渉計の光軸に対して略直交
する移動方向を持つ直動ステージであり、該シリンドリ
カル面の母線を該直動ステージの移動方向と平行にさせ
るシリンドリカルレンズ調整手段を有することを特徴と
する請求項８、９、１０又は１３の形状測定装置。 - 【請求項１５】 前記移動手段は、少なくとも１つの回
転軸と２つの直動軸を含む３自由度以上のステージの組
み合わせであることを特徴とする請求項８の形状測定装
置。 - 【請求項１６】 干渉計から射出させた球面波又は平面
波を波面変換手段により移動手段に搭載した被測定面と
略一致する測定波面に変換して該被測定面に導光し、該
被測定面からの測定光を利用して該被測定面の形状を測
定する際、 該移動手段を移動させることにより、該被測定面を一括
測定できる複数の領域に互いに一部が重なり合う重複領
域を設けて分割して順次測定し、該分割した複数の領域
の形状を重複領域がベストフィットするように一方の重
複領域の形状情報を該被測定面の形状に応じた所定のセ
ットエラー成分で補正して順次つなぎ合わせる接続処理
を行って、該被測定面の全面の形状を求めていることを
特徴とする形状測定方法。 - 【請求項１７】 前記被測定面はトーリック面又はシリ
ンドリカル面であることを特徴とする請求項１６の形状
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7068829A JPH08240417A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7068829A JPH08240417A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240417A true JPH08240417A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=13384992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7068829A Pending JPH08240417A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240417A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960379A (en) * | 1996-11-27 | 1999-09-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of and apparatus for measuring shape |
| JP2002048522A (ja) * | 2000-05-22 | 2002-02-15 | Mitsutoyo Corp | 走査型広域被検面形状解析装置 |
| JP2003529743A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-10-07 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | スキャン、繋ぎ合わせ、および防振を含む両面計測検査具での測定 |
| WO2012008031A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | キヤノン株式会社 | 被検面の形状を計測する計測方法、計測装置及び光学素子の製造方法 |
| JP2013504762A (ja) * | 2009-09-18 | 2013-02-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 光学表面の形状を測定する方法及び干渉測定デバイス |
| JP2014219372A (ja) * | 2013-05-12 | 2014-11-20 | 夏目光学株式会社 | 面形状測定装置 |
| WO2018135718A1 (ko) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 한국표준과학연구원 | 반사경 측정 시스템 및 이를 이용한 반사경 측정 방법 |
| US20230063166A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-02 | Mloptic Corp | Method for measuring the surface shape of a toric mirror |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP7068829A patent/JPH08240417A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960379A (en) * | 1996-11-27 | 1999-09-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of and apparatus for measuring shape |
| JP2003529743A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-10-07 | ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション | スキャン、繋ぎ合わせ、および防振を含む両面計測検査具での測定 |
| JP2002048522A (ja) * | 2000-05-22 | 2002-02-15 | Mitsutoyo Corp | 走査型広域被検面形状解析装置 |
| JP4638077B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2011-02-23 | 株式会社ミツトヨ | 走査型広域被検面形状解析装置 |
| US8593642B2 (en) | 2009-09-18 | 2013-11-26 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method of measuring a shape of an optical surface based on computationally combined surface region measurements and interferometric measuring device |
| JP2013504762A (ja) * | 2009-09-18 | 2013-02-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 光学表面の形状を測定する方法及び干渉測定デバイス |
| CN103003662A (zh) * | 2010-07-15 | 2013-03-27 | 佳能株式会社 | 用于测量被检表面的形状的测量方法、测量设备和光学元件的制造方法 |
| WO2012008031A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | キヤノン株式会社 | 被検面の形状を計測する計測方法、計測装置及び光学素子の製造方法 |
| JP5442122B2 (ja) * | 2010-07-15 | 2014-03-12 | キヤノン株式会社 | 被検面の形状を計測する計測方法、計測装置及び光学素子の製造方法 |
| US8675206B2 (en) | 2010-07-15 | 2014-03-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement method for measuring shape of test surface, measurement apparatus, and method for manufacturing optical element |
| JP2014219372A (ja) * | 2013-05-12 | 2014-11-20 | 夏目光学株式会社 | 面形状測定装置 |
| WO2018135718A1 (ko) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 한국표준과학연구원 | 반사경 측정 시스템 및 이를 이용한 반사경 측정 방법 |
| US20230063166A1 (en) * | 2021-08-31 | 2023-03-02 | Mloptic Corp | Method for measuring the surface shape of a toric mirror |
| US11934743B2 (en) * | 2021-08-31 | 2024-03-19 | Mloptic Corp. | Method for measuring the surface shape of a toric mirror |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6765683B2 (en) | Interferometer system and method of manufacturing projection optical system using same | |
| JP3237309B2 (ja) | システムエラー測定方法及びそれを用いた形状測定装置 | |
| JPH02170033A (ja) | 光学素子の検査方法および装置 | |
| JP3162355B2 (ja) | 面形状等測定方法及び装置 | |
| EP2261629A2 (en) | Asphere measurement method and apparatus | |
| US6909498B2 (en) | Method and apparatus for measuring the geometrical structure of an optical component in transmission | |
| JPH10512674A (ja) | 回折性光素子を使用するグレージング入射方式の面の干渉計測 | |
| JP2003057016A (ja) | 高速大口径面形状測定方法および装置 | |
| JPH08240417A (ja) | 形状測定方法及びそれを用いた形状測定装置 | |
| KR20110065365A (ko) | 비구면체 측정 방법 및 장치 | |
| JP4209023B2 (ja) | 画像計測システム及びその画像校正方法 | |
| JP3352298B2 (ja) | レンズ性能測定方法及びそれを用いたレンズ性能測定装置 | |
| US5777738A (en) | Interferometric measurement of absolute dimensions of cylindrical surfaces at grazing incidence | |
| US4904084A (en) | Arrangement for testing complex concave reflecting surfaces for shape deviations | |
| JP2831428B2 (ja) | 非球面形状測定機 | |
| JPH07229721A (ja) | 非球面波発生装置及びそれを用いた非球面形状測定方法 | |
| JP4857619B2 (ja) | 反射非球面光学素子の偏芯測定方法、光学系の製造方法、反射非球面光学素子、及び光学系 | |
| JP2005024505A (ja) | 偏心測定装置 | |
| JPH02259510A (ja) | 面形状等測定方法及び装置 | |
| JP2002005619A (ja) | 干渉測定方法、装置及びその方法またはその装置により測定された物 | |
| JP3349235B2 (ja) | 干渉測定方法 | |
| JPH03156305A (ja) | 非球面形状測定装置 | |
| JP2000097669A (ja) | 光波干渉計装置、及び該装置におけるデータ処理方法 | |
| JP3041063B2 (ja) | トロイダル面の測定方法及び測定装置 | |
| JPH085347A (ja) | システムエラー測定方法及びそれを用いた形状測定 装置 |