JPH09184787A - Analysis/evaluation device for optical lens - Google Patents

Analysis/evaluation device for optical lens

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JPH09184787A
JPH09184787A JP34326995A JP34326995A JPH09184787A JP H09184787 A JPH09184787 A JP H09184787A JP 34326995 A JP34326995 A JP 34326995A JP 34326995 A JP34326995 A JP 34326995A JP H09184787 A JPH09184787 A JP H09184787A
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lens
means
interference
optical
measured
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JP34326995A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Kitagawa
純一 北川
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
オリンパス光学工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure, analyze, and evaluate an optical lens such as an object lens for microscope and a stepper lens with improved performance. SOLUTION: A flux of light (a) emitted from an interferometer 1 passes through lenses 2 and 3 to be detected being arranged oppositely, is reflected by a reference means 4, and returns to an interference fringe generation means 1 again via the lenses 2 and 3 to be detected, thus generating interference fringes. Data are measured by a light reception means 5 for receiving generated interference fringes and a measuring means 6. An analyzing means 7 analytically converts measured interference fringes to transmission wave front. The obtained interference fringes or transmission wave fronts are stored by a storage means 8 and are subjected to specific operation processing by a processing means 9.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉計を用いて光学レンズの性能を測定評価する方法に関し、特に、顕微鏡用対物レンズや縮小露光投影レンズ(いわゆるステッパーレンズ)に代表されるような高性能かつ高精度の光学レンズ用解析評価装置に関する。 The present invention relates to relates to a method for measuring and evaluating the performance of the optical lens using an interferometer, in particular, high as typified by the microscope objective lens and reduction exposure projection lens (so-called stepper lens) performance and related analytical evaluation device for high-precision optical lenses.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、代表的な干渉計としてフィゾー(Fizeau)型とトワイマンーグリーン(Twym Conventionally, as a typical interferometer Fizeau (Fizeau) type and Twyman over green (Twym
an−Green)型が古くから知られており、これらの干渉計と干渉計測に関してはDaniel Mala an,-Green) type have been known for a long time, Daniel Mala respect interferometry with these interferometers
caraの『Optical Shop Testin "Optical Shop Testin of cara
g』(John Wiley & Sons,Inc. g "(John Wiley & Sons, Inc.
1978)に詳述されている。 It is described in detail in 1978).

【0003】一例として、この本に紹介されるトワイマンーグリーン型干渉計を図14に示す。 [0003] As an example, a Twyman over-Green interferometer introduced in the book in FIG. 14. これは参照ミラーを用いて被検レンズの透過波面を測定する装置である。 This is a device for measuring the transmitted wavefront of the lens by using a reference mirror. また同本に紹介されている顕微鏡用対物レンズの測定例を図15に示す。 Also it shows a measurement example of a microscope objective lens which is introduced in the present Figure 15. これらは、前述の手法を利用したものであるが、図15(d)は、2つの対物レンズを対向させて2本分の透過波面を測定するものである(以下この方式を「対向方式」という)。 These are those utilizing the aforementioned techniques, FIG. 15 (d) the two objective lenses are opposed is to measure the transmitted wavefront of the two pins (hereinafter this method "opposite method" that).

【0004】また特開昭62─127601号公報には、球欠の深い球面ミラーでも高精度に測定するための装置が記載されている。 [0004] in JP-A-62─127601 is described an apparatus for measuring also with high accuracy a deep spherical mirror having a spherical segment. 対物レンズの透過率を測定する方法としては、特開平7─92084号公報又は特開平7─92085号公報に記載されたものがある。 As a method for measuring the transmittance of the objective lens, it is disclosed in JP-A-7─92084 JP or Hei 7─92085. これらの方法は有限系か無限系かの差異はあるが、図15 While these methods there is a finite system or infinite system of difference, as shown in FIG. 15
(d)に示す方法を利用したものであり、高精度に透過率を測定することができる。 Is obtained by using the method of (d), the can be measured transmittance with high accuracy.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】一般に顕微鏡用対物レンズは高性能かつ高精度に設計、製造されている。 [0007] In general an objective lens for microscope performance and designed for high accuracy, is manufactured. ここで、「高性能」とは、高NA化されていると共に、広範囲にわたり諸収差が良好に補正設計され、高解像度の顕微鏡像が実現されていることを指す。 Here, "high", the are high NA, various aberrations over a wide range are favorably corrected design refers to the microscopic image of high resolution is achieved. また、このような「高性能」を保持するためには、設計された各光学部品を高精度に製作し、かつ、組み立てる製造技術が要求される。 Further, in order to hold such a "high performance" is to fabricate optical components designed for high precision and are manufacturing techniques for assembling the request.

【0006】しかしながら、このような顕微鏡用対物レンズの性能評価は基準サンプルなどを用いた目視観察(いわゆる官能評価)が主流であり、実際には、非常に微妙な差異や不具合を発見することが難しい場合がある。 However, performance evaluation of such a microscope objective lens is visually observed (so-called sensory evaluation) using, for example, reference sample is the mainstream, in fact, be found very subtle differences and troubles there is a case difficult.

【0007】従来、前述した干渉計測を利用して対物レンズを評価する方法が試みられているが、この方法のみでは、特に、NAが中間程度以下かつ乾燥系でないと測定が困難であった。 [0007] Conventionally, have been tried a method of evaluating the objective lens by using interference measurements described above, alone this method, in particular, NA is not the middle about less and drying system measurement was difficult. 対物レンズを測定するには図14 FIG To measure the objective lens 14
(a)又は図15(a)に示した球面凹ミラーを用いるのが適当である。 (A) or it is appropriate to use a spherical concave mirror shown in Figure 15 (a). その他では、図14(b)に示す凸ミラーでは作動距離のない対物レンズには不向きであり、 Elsewhere is not suitable for the objective lens without working distance a convex mirror shown in FIG. 14 (b),
図14(c)又は図15(b)に示す平面ミラーでは非対称な成分の干渉縞を得ることができず、図15(c) 14 can not be obtained interference fringes asymmetrical component in the plane mirror shown in (c) or FIG. 15 (b), the FIG. 15 (c)
に示す半球プリズムを用いるとそこでの収差が問題になるなどの機構上の問題が生じてしまう。 Aberrations therein the use of hemispherical prism occurs a mechanism issues such a problem shown.

【0008】図15(d)に示す対物レンズ対向方式では2つの和となる波面が得られると前掲の本には紹介されているが、実際には、この測定のみでは非対称な収差成分(コマ、アス)が打ち消されてしまい、得られる波面が正確な評価につながらない場合がある。 [0008] While Figure 15 wavefront as a two sums is the objective lens opposite method shown in (d) is introduced to be the supra the resulting, in fact, is only the measurement asymmetrical aberration component (coma , astigmatism) is will be canceled, there may be obtained the wavefront does not lead to accurate evaluation.

【0009】一方、図15(a)に示す球面凹ミラーを用いる場合でも、高NAの対物レンズを測定するためには球欠の深い半球状の非常に高精度な凹面ミラーが必要となり、実際の制作は困難である。 On the other hand, even when using a spherical concave mirror shown in FIG. 15 (a), in order to measure the objective lens having a high NA is required deep hemispherical very precise concave mirror with a spherical segment, in fact production is difficult. また、生物用に用いられる液浸系の対物レンズでは凹面ミラーを液浸媒質に浸さなければならず、またその媒質の流動性が干渉縞に影響を及ぼすといった問題も生じる。 Also, the immersion objective lens used for biological must be submerged concave mirror to the immersion medium, and also occurs a problem affecting fluidity interference fringes of the medium.

【0010】特開昭62─127601号公報は球欠の問題を解決するために、外部入力でNAを入力し、波面収差を補正する手段をとっているが、結局は、球面凹ミラーなどを使用することになるため、上述の問題は避けられない。 In order JP 62─127601 Patent Publication to solve the problem of spherical segment, type NA external input, but taking means for correcting the wavefront aberration, eventually, such as spherical concave mirrors since that will be used, the above problem can not be avoided. また、組上がり光学系を測定するためには、 Further, in order to measure a set up optical system,
予めNAを測定するための工程も必要になり、高NA時には実際の波面と干渉縞から得られる波面とが大きく乖離する。 Advance step for measuring the NA also required, and the wavefront obtained from the high NA sometimes actual wavefront and an interference fringe largely deviates.

【0011】以上のように、これまでの方法は、特に、 [0011] As described above, previous methods, in particular,
顕微鏡用対物レンズのような高NAの光学レンズに対して必要十分に干渉計を構成できない。 You can not configure the required sufficiently interferometer for high NA optical lens such as a microscope objective lens. また、測定結果に誤差要因が大きいといった問題を生じやすく、測定方法は検討されても実用的な解析評価装置として適用することが困難であった。 Further, prone to problems such as error factors is larger on the measurement result, the measuring method was difficult to apply as a practical analytical evaluation device it is also being considered.

【0012】本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、従来困難であった、顕微鏡用対物レンズやスッテパーレンズなどの高性能かつ高精度な光学レンズを測定し、かつ、解析・評価を行うことができる装置を提供することを目的とする。 [0012] The present invention has been made in view of the problems described above, which has heretofore been difficult to measure the performance and high-precision optical lenses such as an objective lens and Sutte Per lens microscope, and , and to provide a device which can perform analysis and evaluation.

【0013】 [0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため、本発明に係る光学レンズ用解析評価装置は、干渉縞生成手段と、前記干渉縞生成手段により干渉縞を生成する際に被検レンズとなる少なくとも二つの光学レンズと、干渉縞受光手段と、前記干渉縞受光手段により受光された干渉縞を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された干渉縞を解析する解析手段と、前記解析手段により解析された干渉縞を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された干渉縞に所定の演算を行う処理手段とを備え、測定される前記光学レンズは相対的に各々固有の座標系を有し、かつ、一定の位置関係にあるように保持されていることを特徴とする。 [SUMMARY OF] To this end, the analysis evaluation apparatus for optical lenses according to the present invention, an interference fringe generating means, subject lens when generating the interference fringe by the interference fringe generating means at least the two optical lens becomes, the interference fringe light receiving means, measuring means for measuring the received interference pattern by the interference fringe light receiving means, analyzing means for analyzing the interference fringes measured by the measuring means, wherein storage means for storing the interference pattern analyzed by the analysis means, and processing means for performing a predetermined operation on the interference fringes stored by the storage unit, the optical lens to be measured is relatively each specific coordinate It has a system, and characterized in that it is held to be in fixed positional relationship.

【0014】本発明の好ましい実施態様においては、前記光学レンズは光軸の垂直面内に前記座標系を有し、前記光学レンズの各々が光軸を中心として相対的に回転可能であるように構成される。 In a preferred embodiment of the present invention, the optical lens has the coordinate system in the vertical plane of the optical axis, such that each of said optical lenses are relatively rotatable about the optical axis constructed. 本発明の好ましい実施態様においては、測定される光学レンズが二つである場合には、これら二つの光学レンズが相互に向き合って配置され、さらに、少なくとも一つの前記光学レンズの瞳面又は絞り面の近傍へ透過光又は透過波面を反射させるように配置された参照手段を設けることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, when an optical lens to be measured is two, these two optical lenses are disposed opposite to each other, further, the pupil plane or aperture plane of at least one of said optical lens may be provided arranged reference means to reflect the transmitted light or transmitted wavefront to a nearby. 本発明の好ましい実施態様においては、測定される光学レンズが少なくとも3つ以上ある場合には、測定される光学レンズはこれら3つの光学レンズの中から2つずつ選択することができる。 In a preferred embodiment of the present invention, when the optical lens to be measured is at least three or more, an optical lens to be measured can be selected by two out of these three optical lenses.

【0015】図1に本発明の概念図を示す。 [0015] A conceptual diagram of the present invention in FIG. 干渉縞生成手段1としては一般の干渉計を用いることができ、干渉縞を生成できればどのようなタイプのものでもよい。 Interference as fringes generator 1 can be used a general interferometer may be of any type as long generating interference fringes. 被検レンズ2、3は少なくとも2本以上必要であり、図1 Subject lens 2 and 3 requires at least 2 or more, 1
5(d)に示すように対向方式とすれば、干渉計より射出された光束aは、被検レンズ2、3を介して変換された高NAの光束bの受け渡しができるようになる。 If 5 and the counter scheme (d), the light beam a emitted from the interferometer, so that it is passing the light beam b having a high NA, which is converted via the test lens 2. 光束cは参照手段4によって反射され、被検レンズ2、3を介して、再び干渉縞生成手段1に戻り、干渉縞が生成される。 Light beam c is reflected by the reference means 4, through the test lens 2 returns to the interference fringe generating means 1 again, the interference fringes are generated. 生成した干渉縞を受光する受光手段5及び測定手段6は前述のように規定されたデータを測定するために用いられる。 Light receiving means 5 and measuring means for receiving the generated interference fringes 6 is used to measure the data defined as described above. 解析手段7は、測定された干渉縞を透過波面に解析的に変換するものである。 Analyzing means 7, the measured fringe is to analytically transformed into the transmitted wavefront. 得られた干渉縞又は透過波面は記憶手段8に一旦保持又は保存され、処理手段9によって後述する所定の演算処理が施される。 The resulting interference pattern or transmitted wavefront is temporarily held or stored in the storage unit 8, a predetermined arithmetic process to be described later by the processing means 9 is performed.

【0016】また、被検レンズ3から射出される光束c Further, the light beam c emitted from the sample lens 3
はやや広がりを持つことが多く、生成される干渉縞の周辺までピントを合わせにくくなるため、正しい干渉像を得ることが難しい。 Slightly more to have a spread, it becomes difficult to adjust the focus to the periphery of the interference fringes to be generated, it is difficult to obtain a correct interference image. そこで、参照手段4は、被検レンズの一方の瞳面又は絞り面の近傍に透過光又は透過波面を反射させるように平面ミラーとして構成し、被検レンズ3に近接させることが望ましい。 Therefore, the reference means 4 constitute a plane mirror to reflect the transmitted light or transmitted wavefront in the vicinity of one of the pupil plane or aperture plane of the lens, it is desirable to close to the subject lens 3. また、図2に示すように、比較的緩い凹面を用いたり、あるいは、光束c中に図3に示すようなNAの小さいアフォーカル系を挿入し、これを参照手段4とすることによっても上述と同等の効果を得る。 Further, as shown in FIG. 2, or with a relatively loose concave, or in the light beam c Insert the NA smaller afocal system as shown in FIG. 3, also by the reference means 4 it above obtain the same effect as.

【0017】ここで、2本の被検レンズ2、3には、相対的な位置関係を保持するための固有の座標系が光軸に対して垂直な基準面内に設けられている。 [0017] Here, the two of the lens 2, a unique coordinate system for holding the relative positional relationship is provided in a vertical reference plane to the optical axis. この「基準面」とは、光軸に垂直であれば、瞳面、絞り面又は当て付け面などでよく、面内座標系の目安となる基準が枠外周などに設けられればよい。 The "reference surface", if perpendicular to the optical axis, the pupil plane may like stop face or abutting surface, a reference which is a measure of the plane coordinate system only to be provided on such a frame periphery. 詳しくは、被検レンズの基準のマーキングがどこに位置するかを常にチェックしていればよい。 Specifically, it is sufficient to always check whether the position where the marking of the reference of the lens. また、光軸を中心に基準面を回転させると、マーキングの位置決めが行いやすく、複数回の測定中においても光学レンズを常に一定の位置関係に保持することができる。 Further, by rotating the reference plane around the optical axis, facilitate positioning of the markings, it is possible to hold the optical lens always at a constant positional relationship even during multiple measurements.

【0018】2本以上の光学レンズを組み換えて選択的に2本ずつ測定する場合でも同様に行なえば、対象となる光学レンズに対して同等の効果を得る。 [0018] By performing the two or more optical lenses Similarly, in case of measuring two by two selectively recombined to obtain the same effect with respect to the optical lens of interest. また、本発明では、前述した高性能・高精度の光学レンズの干渉縞又は透過波面内において、測定又は解析される対称又は非対称な収差を効果的に測定することができ、かつ、測定中、非対称な収差成分に常に一定の方向性を持たせることもできる。 Further, in the present invention can be in the interference fringe or transmitted wavefront of high performance and high accuracy of the optical lens as described above, effectively measuring the symmetric or asymmetric aberrations are measured or analyzed, and, during the measurement, always it is also possible to have a certain directivity asymmetrical aberration component.

【0019】本発明の好ましい実施態様においては、前記光学レンズを組み換えて測定した透過光又は透過波面W1,W2,W3と、前記光学レンズの一つの透過波面Wとを有し、前記処理手段における演算が(1)式により表されることを特徴とする。 [0019] In a preferred aspect of the present invention, the optical lens and the transmitted light or transmitted wavefront W1, W2, W3 was measured recombinantly, and a single transmitted wavefront W of the optical lens, in said processing means operations (1), characterized by being represented by the formula. W=(W1+W2−W3)/2 (1) W = (W1 + W2-W3) / 2 (1)

【0020】本発明の好ましい実施態様においては、少なくとも3つの光学レンズを一組として測定した光学レンズの透過波面Wa,Wb,Wcと、測定した透過光及び透過波面W1,W2,W3とが次の(2)式の関係を有し、 W1=Wa+Wb W2=Wb+Wc W3=Wa+Wc (2) 前記処理手段における演算が次の(3)式により表されることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, transmission wavefront Wa of optical lenses was measured at least three optical lenses as a set, Wb, Wc and transmitted light and the transmitted wavefront W1 measured, W2, W3 and the following has the formula (2) relations, operations in W1 = Wa + Wb W2 = Wb + Wc W3 = Wa + Wc (2) said processing means is characterized by being represented by the following equation (3). Wa=(W1+W3−W2)/2 Wb=(W1+W2−W3)/2 Wc=(W2+W3−W1)/2 (3) Wa = (W1 + W3-W2) / 2 Wb = (W1 + W2-W3) / 2 Wc = (W2 + W3-W1) / 2 (3)

【0021】本発明の好ましい実施態様においては、少なくとも二つ以上の光学レンズの透過波面Wa,Wb, [0021] In a preferred embodiment of the present invention, transmission wavefront Wa of at least two optical lenses, Wb,
--- において、(1)式となるWbと、測定した透過光及び透過波面Wとを有し、前記処理手段における演算が(4)式により表されることを特徴とする。 In ---, characterized by being represented by a (1) and Wb as a formula, the measured transmitted light and the transmitted wavefront W, operation in said processing means (4). Wa=W−Wb (4) Wa = W-Wb (4)

【0022】記憶手段8に保持されている透過波面(干渉縞)の情報が少なくとも3つ以上あり、その中に被検レンズの透過波面Wがあるとき、(1)式の演算処理を行なうことによってWのみを算出することができる。 [0022] Information transmitted wavefront held in the storage unit 8 (interference fringes) is located at least three, when there is transmitted wavefront W of the subject lens therein, to perform arithmetic processing of (1) it is possible to calculate the W only by. なお、この演算を効果的に行なうためには、測定中の被検レンズ(図1の2、3)の位置決めが必要であり、演算する複数の透過波面は測定中の位置関係と一致しなければならない。 In order to perform this operation efficiently, it is necessary to positioning of the lens during the measurement (2, 3 in FIG. 1), a plurality of transmission wavefront operations have to coincide with the position relationship during measurement shall. つまり、前述した基準面を回転させてマーキング位置決めする場合は、演算する透過波面の位置関係が測定中と同等な一定の位置関係となり、直接的に演算することができる。 In other words, if you rotate it marked position the reference surface described above, the positional relationship between the transmitted wavefront computing becomes equivalent fixed positional relationship and during the measurement, can be directly computed. たとえ、位置決めしていなくても、マーキングの位置が分かっていれば前述した基準面の方位のみ異なるため、演算する透過波面をデータ上で必要なだけ回転させて一致させれば、上述と同様に演算処理することができる。 Even if no positioning, because different only orientation of the reference plane mentioned above Knowing the position of the marking, if matching is rotated by the required transmission wavefront computation on the data, in the same manner as described above it can be calculated process. よって、演算上から考えても、 Therefore, even if considered from the operation,
算出される透過波面には対称な収差成分のみならず、方向性を持つ非対称な収差成分も保存されることは明らかであり、光学レンズの評価におていも好適である。 The transmitted wavefront to be calculated not only symmetrical aberration component, it is clear that to be saved even asymmetrical aberration component with directivity, Otay also suitable for the evaluation of the optical lens.

【0023】また、少なくとも3本1組の被検レンズの透過波面Wa、Wb、Wcがある場合、(2)式となるように組み合わせて測定すれば、(3)式を用いてW Further, the transmitted wavefront Wa of at least three pair of the lens, Wb, if there is Wc, if measured in combination so that (2), W using equation (3)
a、Wb、Wcを効率的に算出することができる。 a, Wb, it is possible to calculate the Wc efficiently. さらに、少なくとも2本以上の被検レンズの透過波面Wa、 Furthermore, at least two or more of the lens transmission wavefront Wa,
Wb、・・において、(1)式でWbが明らかな場合、 Wb, in ..., if Wb is apparent in (1),
W(=Wa+Wb)を測定すれば、(4)式で簡単にW By measuring the W (= Wa + Wb), briefly W in (4)
aを算出することもできる。 It is also possible to calculate the a.

【0024】ここで干渉縞から解析される波面分布のデータ表現はいくつかの手法が考えられる。 The data representation of the wavefront distribution is analyzed from where the interference fringes are some techniques may be proposed. 一般的には画像データ又はマトリックス・データが用いられるが、この場合、各画素毎にデータが保存されるため、複数の測定データ間において、対応する画素毎の演算を行えばよい。 Although in general the image data or the matrix data is used, in this case, since the data is stored for each pixel, among a plurality of measurement data may be performed calculation of the corresponding each pixel. この手法は測定手段又は解析手段で必要な測定領域のみを規定すればよいので、必ずしも同種の光学レンズでなくてもよい。 This technique may be defined only the measurement area necessary measurement means or analyzing means may not necessarily be the same kind of optical lenses.

【0025】また、干渉計測においては、解析された波面分布を収差関数に近似することも一般的である。 Further, in the interference measurement, it is also common to approximate the analyzed wavefront distribution aberration function. 特によく用いられるものとしてはZernike多項式があり、『光学の原理II』(691〜713頁)に詳しい。 In particular there is Zernike polynomial as frequently used in detail in "Principles of Optics II" (pages 691-713). Zernike多項式はStandard Zer Zernike polynomials Standard Zer
nikeとFringe Zernikeに分かれるが、干渉計測ではその簡便さからFringe Zer Although divided into nike and Fringe Zernike, the interference measurement from its simplicity Fringe Zer
nikeが利用されることが多い。 Often nike is used. Zernike多項式は光学系の瞳面を単位円内で正規化し、原点をピークして半径ρと角度θで、各収差成分を級数展開で表現するため、解析的に評価することもできる。 Zernike polynomials are normalized pupil plane of the optical system within the unit circle, a radius ρ and the angle θ to the peak at the origin, each aberration component to represent in series expansion, can be evaluated analytically. また、上述の画像データ又はマトリックス・データではデータが多量となり、かつ、測定領域に誤差が生じやすく、演算する際のマッチングに問題が生じる。 Further, the data becomes a large amount of image data or matrix data described above, and an error is likely to occur in the measurement area, a problem arises in matching the time of operation. Zernike多項式は原点を基準とした座標軸を有し、マーキングとの対応性や演算の信頼性を高めることができる。 Zernike polynomials have axes relative to the origin, it is possible to enhance the reliability of the correspondence and operation of the marking. さらに、必要なデータは多項式の各項の係数のみであるため、データ量及び演算時間が少なくてすむため好適である。 Furthermore, the necessary data for only the coefficient of each term of the polynomial, it is preferable for the amount of data and the calculation time is small. しかし、収差成分は多項式に展開されるため、実際の測定時に表れる高周波成分(多くはノイズ)はカットされやすい。 However, since the aberration components is expanded into polynomial (many noise) high-frequency components appearing at the time of actual measurement is easily cut.

【0026】本発明の好ましい実施態様においては、前記光学レンズは顕微鏡用対物レンズであることを特徴とする。 [0026] In a preferred aspect of the present invention, the optical lens is characterized in that an objective lens for a microscope. 本発明の好ましい実施態様においては、前記光学レンズ間に平行平板を着脱自在かつ位置調整可能に配置したことを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, characterized by being arranged freely and to adjustably detachably parallel plate between the optical lens. 本発明の好ましい実施態様においては、前記光学レンズ間に挿入される液浸媒質を保持する部材を備えることを特徴とする。 In a preferred embodiment of the present invention, characterized by comprising a member for holding the immersion medium to be inserted between the optical lens.

【0027】特に、本発明に係る光学レンズ用解析評価装置は顕微鏡用対物レンズに好適である。 [0027] In particular, analysis evaluation apparatus for optical lenses according to the present invention is suitable for the objective lens for a microscope. また生物分野などで用いられる対物レンズにはカバーガラスを必要とするものもあるが、本発明ではガバーガラス2枚分の厚みを持つ平行平面板を対向式の対物レンズ間に挿入することによって対応することができる。 Further, there is one that requires a cover glass for an objective lens used in such biological field, but in the present invention corresponding by inserting the parallel flat plate having a thickness of two sheets Gabagarasu between opposing type objective lens be able to. この場合、カバーガラスの傾き及び位置の調整ができるようにしておくことが好ましい。 In this case, it is preferable to allow adjustment of the inclination and position of the cover glass. また、更なる高NA化を図った液浸系の対物レンズについても、液浸媒質の表面張力を用いて、 As for the immersion objective lens which attained a further higher NA, using the surface tension of the immersion medium,
対向する対物レンズ間に挿入・保持することで適用できる。 It can be applied by inserting and held between an objective lens opposed. 特によく用いられる液浸媒質は水、オイルなどであるが、対物レンズの作動距離が長い場合、水などの粘性の低い媒質については表面張力で保持できないため、図4に示すような中空の管状の保持部材を設けることが好ましい。 Although particularly well immersion medium used is water, oil, etc., when the working distance of the objective lens is long, since the viscosity of lower medium such as water can not be retained by surface tension, tubular hollow as shown in FIG. 4 it is preferable to provide the holding member.

【0028】 [0028]

【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

(第1実施形態)図5に本発明の第1実施形態を示す。 It shows a first embodiment of the present invention (First Embodiment) FIG.
干渉計1はフィゾー型であり、He−Neレーザなどのレーザ光源10、参照面を有するミラー11、ミラー1 Interferometer 1 is a Fizeau-type, mirrors 11 having a laser light source 10, the reference surface, such as a He-Ne laser, a mirror 1
1を移動させるピエゾ素子12、干渉縞を検出する撮像素子5を有している。 Piezoelectric element 12 to move the 1, has an image sensor 5 which detects the interference fringes. 測定演算処理ユニット13は、ピエゾ素子12に信号を送り、ミラー11を微小に移動させ、撮像素子5からの干渉強度信号を読みとる位相シフト法(位相変調法ともいう)で測定を行う測定処理部6、測定された干渉像を波面マップに変換する解析処理部7、測定された液面マップを保持又は保存する記憶処理部8、測定された複数の液面マップに所定の演算を施す演算処理部9を有する。 Measurement calculation processing unit 13 sends a signal to the piezoelectric element 12, the mirror 11 is moved minutely, measurement processing unit for performing measurements in a phase shift method for reading an interference intensity signal from the imaging device 5 (also referred to as a phase modulation method) 6, the analysis processing unit 7 for converting the measured interference image on the wavefront map, the storage processing unit 8 for holding or storing the measured liquid level map, a predetermined operation on the measured plurality of liquid surface maps performing arithmetic processing It has a part 9. これらは一体に形成されていてもよく、あるいは、別個に形成されていてもよい。 These may be formed integrally, or may be separately formed.

【0029】レーザ光源10から射出された光はミラー11の参照面で参照光路と被検光路aの2光路に分割される。 [0029] Light emitted from the laser light source 10 is split into two light path of the reference light path and the Kenhikariro a by the reference surface of the mirror 11. 被検光路aは干渉計1から外部に射出され、被検レンズ2に入射する。 The Kenhikariro a is emitted to the outside from the interferometer 1, it enters the test lens 2. 対向方式に配置されている被検レンズ2、3は光軸を中心に回転可能であるように構成されている。 Subject lens 2 and 3 are disposed on opposite method is configured so as to be rotatable about the optical axis. 対向法式により被検レンズ2を介して平行光束aは高NAの光束bに変換され、被検レンズ3を介して光束cに変換される。 Parallel beam a through the sample lens 2 by opposing method expressions are converted into light beams b of the high NA, and is converted into light beam c through the sample lens 3. 光束cは平面ミラー4によって反射され、被検レンズ2、3を介して、再び光束aとなって干渉計1に入射する。 Light beam c is reflected by the plane mirror 4, through the test lens 2, is incident on the interferometer 1 is again the light beam a. 干渉計1では、撮像素子5を用いて、ミラー11によって分割された参照光路と被検光路の干渉像を観測することができる。 In the interferometer 1, using the imaging device 5, it is possible to observe the interference image of the divided reference optical path and the Kenhikariro by the mirror 11.

【0030】ここで光束cは光束aと同様の平行光となるが、実際はレーザビームが広がりを有しているため、 [0030] While a Here the light beam c is similar to parallel light and the light beam a, because the actual has spread laser beam,
必ずしも平行光束とならない。 Necessarily it does not become a parallel light beam. このため、被検レンズ3 Therefore, the sample lens 3
の射出光と平面ミラー4の反射光が同等とならず、平面ミラー4が被検レンズ3から離れすぎていると、撮像素子5で観測される干渉像で周辺のピントが合わないといった現象が観測される。 Not the emitted light and the reflected light of the plane mirror 4 is equal, the planar mirror 4 is too far from the sample lens 3, the phenomenon surrounding of focus in interference image observed by the image sensor 5 It is observed. 従って、上記射出光を被検レンズ3に必要十分に反射させるには、平面ミラー4はできるだけ被検レンズ3に近接させることが望ましい。 Therefore, the reflecting necessary and sufficient to sample lens 3 the emitted light, it is desirable that the planar mirror 4 is brought close as possible to the sample lens 3.

【0031】位相シフト法に関しては、谷田貝豊彦著『応用光学 光計測入門』(131〜135頁,丸善(株))に詳しい。 [0031] With respect to the phase shift method, Toyohiko Yatagai al., "Applied Optics optical measurement Introduction" (131 to 135 pages, Maruzen Co., Ltd.) familiar with. この手法においては、例えば、図1 In this approach, for example, FIG. 1
の干渉計1では、ミラー11の参照面をピエゾ素子などを用いて微小に移動させることによって干渉強度を変更できるようにし、その干渉像を複数取り込んで被検物体の波面分布(または位相分布)を測定するものであり、 In the interferometer 1, a reference plane of the mirror 11 to be able to change the interference intensity by moving minutely by using a piezoelectric element, wavefront distribution of the test object captures a plurality of the interference image (or phase distribution) It is intended to measure,
高精度な干渉計測を可能にしている。 Thereby enabling highly accurate interference measurement.

【0032】測定される被検レンズは3本の同種の無限遠補正の顕微鏡用対物レンズであり、それぞれの透過波面をWa、Wb、Wcとする。 The test lens to be measured is a three infinity corrected microscope objective lens of the same kind, the respective transmission wavefront Wa, Wb, and Wc. また、それぞれの対物レンズの外周にはアライメントマークが付されており、被検レンズ2、3のように取り付ける際にはそのアライメントマークが一致するように回転させる。 Further, on the outer periphery of each of the objective lenses are denoted by the alignment mark, when mounting as the subject lens 2 rotates so that the alignment marks coincide. 測定は、 W1=Wa+Wb W2=Wb+Wc W3=Wa+Wc (2) となるように対物レンズを組合せ、干渉計1と測定演算処理部13の測定処理部6を用いて3回行なわれる。 Measurement, combining the objective lens such that W1 = Wa + Wb W2 = Wb + Wc W3 = Wa + Wc (2), is performed 3 times by using the measurement processing portion 6 of the interferometer 1 and the measurement processor 13. これらの各々の干渉縞データは測定ごとに解析処理部7を用いて解析され、透過波面マップW1〜W3に変換し、 Interference fringe data of each of analyzed using analysis processing unit 7 for each measurement, and converts the transmitted wavefront map W1 to W3,
記憶処理部8に保存される。 It is stored in the storage unit 8. 測定透過波面W1〜W3は演算処理部9において、 Wa=(W1+W3−W2)/2 Wb=(W1+W2−W3)/2 Wc=(W2+W3−W1)/2 (3) の処理が施され、各対物レンズの透過波面に分離される。 Measurements transmitted wavefront W1~W3 in the arithmetic processing unit 9, the processing of Wa = (W1 + W3-W2) / 2 Wb = (W1 + W2-W3) / 2 Wc = (W2 + W3-W1) / 2 (3) is applied, the It is separated into a transmitted wavefront of the objective lens. 保持される測定波面W1〜W3は撮像素子5によるマトリックスデータでもZernike係数でもよい。 Measurement wavefront W1~W3 retained may be a Zernike coefficients in the matrix data by the image pickup device 5.

【0033】マトリックスデータではW1〜W3に対応する画素データ同士で演算を行なえばよく、一方、Ze [0033] In the matrix data may be carried out an operation in pixel data between corresponding to W1 to W3, whereas, Ze
rnike係数では各項係数同士の演算のみとなるためデータ量も少なく簡便である。 A data amount less convenient for the only operation between terms coefficients in rnike coefficient. また、評価される収差成分は主に球面収差、コマ収差、非点収差であるが、対称な収差成分が球面収差、非対称な収差成分がコマ収差、 Further, aberration components to be evaluated mainly spherical aberration, coma aberration, it is an astigmatism, asymmetric aberration components spherical aberration, asymmetrical aberration component coma,
非点収差である。 It is an astigmatism. W1〜W3の測定の際、アライメントマークを共通の位置にしておけば、非対称な収差成分も打ち消されず、(3)式は直接的に演算できるため簡便である。 In the measurement of W1 to W3, if by the alignment mark in common positions, asymmetrical aberration component also negated not, (3) is simple since it directly computed.

【0034】これら対物レンズのデータを再び液面マップ化すれば、高性能の光学レンズでも高精度に測定でき、かつ、評価解析できるようになる。 [0034] If again the liquid surface map the data of the objective lens, it can also be measured with high accuracy in high-performance optical lenses, and will be able to evaluate and analyze. また、(2)式及び(3)式は一つの対物レンズの透過液面Waがある複数回の測定中に含まれ、その測定がW1〜W3であればWaを算出できることも含んでいる。 Further, (2) and (3) there is a permeate surface Wa of the single objective lens is included in the plurality of measurements includes also that the measurement can be calculated Wa if W1 to W3. さらに、有限系の対物レンズでも収束光を平行光に変換するレンズを挿入すれば適用できる。 Furthermore, it can be applied by inserting a lens for converting the convergent light into parallel light at a finite system of the objective lens.

【0035】(第2実施形態)図6に本発明の第2実施形態を示す。 [0035] A second embodiment of the present invention (second embodiment) FIG. 干渉計1はトワイマン・グリーン型であり、He−Neレーザなどのレーザ光源10、参照面を有するミラー11、ミラー11を移動させるピエゾ素子12、干渉縞を検出する撮像素子5を有している。 Interferometer 1 is a Twyman-Green type, has an image sensor 5 for detecting the piezoelectric element 12, the interference fringes moving the mirror 11, a mirror 11 having a laser light source 10, the reference surface, such as a He-Ne laser . 測定演算処理ユニット13は、第1実施形態に用いたユニットと同様の作用をもつものからなる。 Measurement calculation processing unit 13 is composed of those with the same action as unit used in the first embodiment.

【0036】レーザ光源10から射出された光は干渉計1に内蔵されているビームスプリッタにより分割され、 [0036] Light emitted from the laser light source 10 is split by a beam splitter incorporated in the interferometer 1,
参照光路と被検光路aの2光路となる。 A second optical path of the reference light path and the Kenhikariro a. 被検光路aは干渉計1から外部に射出され、被検レンズ2に入射する。 The Kenhikariro a is emitted to the outside from the interferometer 1, it enters the test lens 2.
第1実施形態と同様に、対向方式の被検レンズ2、3は光軸を中心に回転可能であるように構成されており、被検レンズ2を介して平行光束aは高NAの光束bに変換され、被検レンズ3を介して光束cに変換される。 Like the first embodiment, the sample lens 2,3 of the opposing system is configured so as to be rotatable about the optical axis, the parallel light beams a through the sample lens 2 is the high NA light flux b is converted to, it is converted into light beam c through the sample lens 3. 光束cは平面ミラー4によって反射される。 Light beam c is reflected by the plane mirror 4. 本実施形態においても、干渉像を良好に観測するため、平面ミラー4を被検レンズ3に近接させておく。 In the present embodiment, in order to better observe the interference image, it allowed to close the flat mirror 4 on the sample lens 3. 光束cは、被検レンズ2、3を介して、再び光束aとなり干渉1に入射する。 Light beam c is through the test lens 2 and is incident again on the light beam a next interference 1.
干渉計1では、撮像素子5を用いて、ミラー11によって分割された参照光路と被検光路の干渉像を観測することができる。 In the interferometer 1, using the imaging device 5, it is possible to observe the interference image of the divided reference optical path and the Kenhikariro by the mirror 11.

【0037】測定される被検レンズは2本の同種の無限遠補正の顕微鏡用対物レンズであり、それぞれの透過波面をWa、Wbとする。 The test lens to be measured is two infinity corrected microscope objective lens of the same kind, the respective transmission wavefront Wa, and Wb. このとき、Wbは第1実施形態又は本構成の手法を用いて既知であるとする。 At this time, Wb is assumed to be known by using the method of the first embodiment or the configuration. また、それぞれの対物レンズの外周にはアライメントマークが付されており、被検レンズ2、3のように対向させる際には、そのアライメントマークが一致するように回転させる。 Further, on the outer periphery of each of the objective lenses are denoted by the alignment mark, when made to face as the subject lens 2 is rotated so that the alignment marks coincide. 測定は、 W=Wa+Wb (5) となるように、干渉計1と測定演算処理部13の測定処理部6を用いて、Wの一回のみ行なわれる。 Measurements, W = Wa + Wb (5) and so that, by using the measurement processing portion 6 of the interferometer 1 and the measurement processor 13 is performed only once for W. これらの各々のデータは、測定ごとに解析処理部7を用いて解析され、波面マップに変換され、記憶処理部8に保存される。 Each of these data are analyzed using the analyzing unit 7 for each measurement, is converted to the wavefront map, it is stored in the storage unit 8. 測定透過波面Wは演算処理部位9において、 Wa=W−Wb (4) の処理が施され、対物レンズの透過波面Waが分離される。 Measurements transmitted wavefront W in processing site 9, the process of Wa = W-Wb (4) is applied, transmission wavefront Wa of the objective lens are separated. 第1実施形態と同様に、保存される測定波面Wは撮像素子5によるマトリックスデータでもZernike Like the first embodiment, measurement wavefront W to be saved in the matrix data by the image pickup device 5 Zernike
係数でもよいが、WとWbとの演算があるため、Wbのデータ保持方式と一致させる必要がある。 Or a factor, but because of the calculation of W and Wb, it is necessary to match the data retention mode of Wb. また、評価される収差成分もWbのアライメントマークを既知のデータと共通の位置にしておけば、第1実施形態と同等の効果を得ることができ、かつ、(4)式で簡単に演算することができる。 Further, the aberration components to be evaluated alignment marks Wb and known data Oke in the common position, it is possible to obtain the same effect as the first embodiment, and will be easily calculated by equation (4) be able to.

【0038】これにより、例えば、4本以上の対物レンズを測定する際、3本1組で第1実施形態のような方法で測定し、残り1本は本実施形態でより簡便に高精度に測定でき、かつ、評価解析できる。 [0038] Thus, for example, when measuring four or more objective lenses, measured by the method as in the first embodiment with three one set, the one remaining more easily precision in this embodiment measurements can be, and can be evaluated analysis. なお、第1及び第2 The first and second
実施形態は上述の形態に限定されるわけではなく、干渉計1は干渉縞が生成かつ検出できればよく、どの様なタイプを用いても同等の効果を得ることができる。 Embodiment is not limited to the above embodiment, the interferometer 1 may if generated and detected interference fringes can be used any kind of type obtain the same effect. 例えば、マッハツェンダ型干渉計を用いれば、被検レンズがアフォーカルな構成をとるため、平面ミラー4を用いなくとも干渉縞を生成できる。 For example, if a Mach-Zehnder interferometer, the sample lens is to take the afocal configuration, capable of generating interference fringes without using a flat mirror 4.

【0039】同様に、測定も必ずしも位相シフト法のみならず、干渉縞を計測即ち解析的に波面マップを算出できればよい。 [0039] Similarly, the measurement is also not necessarily phase shift method only, the interference fringes need only be calculated measurement i.e. analytically wavefront map. 例えば、従来からある方法としては縞解析法などがある。 For example, as a method which is conventional and the like fringe analysis method. 以上の実施形態では特に顕微鏡用対物レンズの例を示したが、本発明に係る解析評価装置は、対物レンズと同様の仕様をもつ光学系であれば、簡便に適用することができる。 Although particular example of a microscope objective lens in the above embodiments, the analysis evaluation apparatus according to the present invention, if an optical system having the same specifications and the objective lens, can be conveniently applied. 例えば、ステッパーレンズやFナンバーの小さいカメラレンズなどに適用できる。 For example, it applied to a stepper lens or F-number of small camera lens.

【0040】(第3実施形態)図7に第3実施形態に係る解析評価装置を示す。 [0040] shows an analysis evaluation apparatus (third embodiment) FIG. 7 according to the third embodiment. 干渉計1及び干渉計1に連結する測定演算処理装置13は第一又は第二実施形態に示したものと同様の構成を有している。 The measurement processing unit 13 for connecting the interferometer 1 and the interferometer 1 has the same configuration as that shown in the first or second embodiment. 干渉計1から射出される被検光路aは対向方式の被検レンズ2,3に入射する。 The Kenhikariro a emitted from the interferometer 1 is incident on the target lens 2,3 opposing manner. 前述したように、被検レンズ3から射出される光束cは図3に示すような広がりを有している。 As described above, the light beam c emitted from the sample lens 3 has a spread such as shown in FIG. このため、 For this reason,
非常にゆるやかな半径Rを有する凹面ミラー4を光束c The light beam c of the concave mirror 4 having a very gentle radius R
中に配置すれば、凹面ミラー4で反射する光束は再び被検レンズ3に効果的に入射する。 If placed in the light flux reflected by the concave mirror 4 is effectively incident on the sample lens 3 again. 半径Rは凹面ミラー4 Radius R concave mirror 4
によって光束cが被検レンズの瞳面又は絞り面近傍に反射するように設定される。 Light beam c is set to reflect near the pupil plane or aperture plane of the lens by. これにより、第一及び第二実施形態と同様に、干渉計1内にある撮像素子5において周辺までピントズレのない正確な干渉縞を観測することができる。 Thus, as in the first and second embodiments, it is possible to observe the correct interference fringes without defocusing to the periphery in the image pickup device 5 in the interferometer 1.

【0041】(第4実施形態)図8に第4実施形態に係る解析評価装置を示す。 [0041] shows an analysis evaluation apparatus in Fourth Embodiment FIG. 8 according to the fourth embodiment. 干渉計1及び干渉計1に連結する測定演算処理装置13は第3実施形態と同様のものである。 The measurement processing unit 13 for connecting the interferometer 1 and the interferometer 1 is similar to the third embodiment. 第1乃至第3実施形態において、干渉像にピントがうまく合わない理由は光束cが平行光とならないことの他に、撮像素子5までの結像関係が崩れてしまうことにある。 In the first to third embodiments, why can not fit well focus on the interference images to other that the light beam c is not parallel light is that the imaging relationship to the imaging device 5 is lost. すなわち、図1の平面ミラー4と被検レンズ2,3の瞳面が共役な位置関係とならないからである。 In other words, the pupil plane of the plane mirror 4 and the test lenses 2 and 3 in FIG. 1 is because not a conjugate positional relationship.
このため、本実施形態においても、図8に示すように、 Therefore, also in this embodiment, as shown in FIG. 8,
光束c中にアフォーカル系を挿入することによって、参照手段4中の平面ミラーと被検レンズ2,3の瞳面とが光学的に共役な位置関係となる。 By inserting the afocal system in the light beam c, the plane mirror of the reference means 4 and the pupil plane of the sample lens 2 is optically conjugate positional relationship. ここで、アフォーカル系を被検レンズのNAよりも小さいNAとなるように構成すれば、参照手段4で反射する光束cが被検レンズの瞳面又は絞り面近傍に入射し、より効果的かつ正確な干渉縞を観測することができる。 Here, if constituting the afocal system such that the smaller NA than the NA of the subject lens, the light beam c reflected by the reference means 4 is incident on the vicinity of the pupil plane or aperture plane of the lens, more effective and can be observed accurate interference fringes.

【0042】(第5実施形態)図9に第5実施形態に係る解析評価装置を示す。 [0042] shows an analysis evaluation device (Fifth Embodiment) FIG 9 according to the fifth embodiment. 対向方式で測定される被検レンズ2,3は生物用顕微鏡用対物レンズである。 Test lenses 2 and 3 as measured by the counter method is the objective lens for biological microscope. 干渉計1 Interferometer 1
及び干渉計1に連結される測定演算処理装置13は第3 And measuring processing unit is coupled to the interferometer 1 13 3
及び第4実施形態と同様のものである。 And it is similar to the fourth embodiment. 本実施形態においては、平行平面板14及び平行平面板14を支持している取り付け治具15が設けられている。 In this embodiment, the mounting jig 15 is provided which supports the plane parallel plate 14 and the plane parallel plate 14.

【0043】生物用の対物レンズはカバーガラスを使用するものが多く、そのような対物レンズに対向方式を用いる場合には、図9に示すように、カバーガラス2枚分の厚みを有する平行平面板14を取り付け治具15を用いて挿入すればよい。 [0043] Biological objective lens for many things to use the cover glass, in the case of using a counter method in such the objective lens, as shown in FIG. 9, parallel with the thickness of the two sheets cover glass Rights it may be inserted by using a jig 15 mounted to face plate 14. 特に、平行平面板14は高NAの光束中に挿入されるため、傾斜及び位置の調整を行うことができる取り付け治具15が好ましい。 In particular, the plane parallel plate 14 to be inserted into the light flux of the high NA, the mounting jig 15 is preferable to be able to adjust the inclination and position.

【0044】また、生物用の対物レンズは液浸系のものが多く、そのような対物レンズを測定する場合には、図10に示すように、液浸媒質16(水、専用オイルなど)を平行平面板14と被検レンズ2,3の各々の間に挿入すればよい。 [0044] The objective lens for the organisms are often those immersion, in the case of measuring such an objective lens, as shown in FIG. 10, the immersion medium 16 (water, only oil, etc.) it may be inserted between each of the parallel flat plate 14 and the sample lens 2. この場合、一般には、対物レンズは作動距離が短いため、各対物レンズは媒質16の表面張力によって対向するように保持される。 In this case, generally, the objective lens is short working distance, the objective lens is held so as to be opposed by the surface tension of the medium 16.

【0045】なお、作動距離が長い場合には、図11に示すように、液浸媒質16を保持する保持部材17を設ければよい。 [0045] When the working distance is long, as shown in FIG. 11, it may be provided a holding member 17 for holding the immersion medium 16. 保持部材17としては、図12(a)に示すように、媒質16を挿入する穴を有する管状の部材であって、ゴムその他の弾性を有する材料からなるものを用いる。 The holding member 17, as shown in FIG. 12 (a), a tubular member having a hole for inserting the medium 16, use those made of a material having rubber other resilient. 保持部材17は対物レンズの作動距離よりもやや長めにしておけば、対物レンズ間で押さえ付けることにより固定可能である。 Holding member 17 if in the slightly longer than the working distance of the objective lens, can be fixed by pressing between the objective lens. また、図12(b)のように、 Further, as shown in FIG. 12 (b), the
対物レンズに接触する部分17aのみ弾性のある材料でつくってもよい。 Only the portion 17a in contact with the objective lens may be made in a resilient material. 保持部材17の部分17aに挟まれる部分17bは金属又はプラスチックなどの剛性のある材料からつくることもできる。 Portion 17b held between the portion 17a of the retaining member 17 may be made from a material having rigidity such as metal or plastic. 平行平面板14は、図11 Parallel plate 14, FIG. 11
のように取り付けるのみならず、必要に応じて、保持部材17を支持するように構成することもできる。 Attached not only as, if necessary, the holding member 17 can be configured to support. その際には、当て付け面などを基準として位置決めを行えばよい。 In that case, it is sufficient to positioning relative to the like abutting surface.

【0046】さらに、作動距離が長くカバーガラスを有しない対物レンズの場合、図13のような一体型の保持部材17を用いることもできる。 [0046] Further, when the objective lens having no working distance is long cover glass, it is also possible to use a holding member 17 of the integral as shown in Figure 13. この場合、図11の場合よりも、保持部材17の体積が大きくなるため、取扱いが容易になる。 In this case, than the case of FIG. 11, the volume of the holding member 17 becomes large, it becomes easy to handle. また、図12(c)及び(d)のように、対物レンズの外周に嵌め込む形式の保持部材18を用いることもできる。 Further, as shown in FIG. 12 (c) and (d), it is also possible to use the form of the retaining member 18 fitted on the outer periphery of the objective lens.

【0047】以上のように、本実施形態によって各種の顕微鏡用対物レンズを測定することが可能である。 [0047] As described above, it is possible to measure the various microscope objective lens of the present embodiment. さらに、液浸物質の挿入を簡便にするため、保持部材17, Furthermore, for ease of insertion of the immersion material, the holding member 17,
18の外周に孔を設けておくことが好ましい。 It is preferable to provide a hole 18 the outer periphery of the.

【0048】以上の説明から明らかであるように、本発明に係る光学レンズ用解析評価装置は特許請求の範囲に記載したものの他に、以下のようにも構成することが可能である。 [0048] As is apparent from the above description, an optical lens for analysis evaluation apparatus according to the present invention in addition to those set forth in the appended claims, it can be also configured as follows. (1)前記光学レンズが光軸の垂直面内に前記座標系を有し、前記光学レンズの各々が光軸を中心として相対的に回転可能であることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 (1) the optical lens has the coordinate system in the vertical plane of the optical axis, according to claim 1, wherein each of the optical lens and wherein the relatively rotatable about the optical axis for optical lens analysis evaluation device.

【0049】(2)測定される光学レンズが二つである場合には、これら二つの光学レンズが相互に向き合って配置されており、少なくとも一つの前記光学レンズの瞳面又は絞り面の近傍へ透過光又は透過波面を反射させるように配置された参照手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 [0049] (2) when the measured optical lens is two, these two optical lenses are disposed opposite to each other, to the vicinity of the pupil plane or aperture plane of at least one of said optical lens analysis evaluation apparatus for optical lens according to claim 1, characterized in that it comprises the placed reference means to reflect the transmitted light or transmitted wavefront. (3)測定される光学レンズが少なくとも3つ以上あり、測定される光学レンズはこれら3つの光学レンズの中から2つずつ選択されるものであることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 (3) the measured optical lens has at least three or more, optical of claim 1, an optical lens to be measured is characterized in that those selected by two out of these three optical lenses lens for analysis evaluation device.

【0050】(4)前記光学レンズを組み換えて測定した透過光又は透過波面W1,W2,W3と、前記光学レンズの一つの透過波面Wとを有し、前記処理手段における演算が(1)式により表されることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 [0050] (4) the transmitted light or transmitted wavefront of the optical lens was measured recombinantly W1, W2, W3, and a single transmitted wavefront W of the optical lens, operation in said processing means (1) analysis evaluation apparatus for optical lens according to claim 1, characterized by being represented by. W=(W1+W2−W3)/2 (1) W = (W1 + W2-W3) / 2 (1)

【0051】(5)少なくとも3つの光学レンズを一組として測定した光学レンズの透過波面Wa,Wb,Wc [0051] (5) transmission wavefront Wa of the measured optical lens at least three optical lenses as a set, Wb, Wc
と、測定した透過光及び透過波面W1,W2,W3とが次の(2)式の関係を有し、 W1=Wa+Wb W2=Wb+Wc W3=Wa+Wc (2) 前記処理手段における演算が次の(3)式により表されることを特徴とする(4)に記載の光学レンズ用解析評価装置。 When the transmitted light and the transmitted wavefront W1, W2, W3, measured has the following formula (2) relationship, W1 = Wa + Wb W2 = Wb + Wc W3 = Wa + Wc (2) operation in said processing means of the following (3 ) analysis evaluation apparatus for optical lenses according to (4) to be represented by the formula. Wa=(W1+W3−W2)/2 Wb=(W1+W2−W3)/2 Wc=(W2+W3−W1)/2 (3) Wa = (W1 + W3-W2) / 2 Wb = (W1 + W2-W3) / 2 Wc = (W2 + W3-W1) / 2 (3)

【0052】(6)少なくとも二つ以上の光学レンズの透過波面Wa,Wb,--- において、(1)式となるW [0052] (6) at least two transmission wavefront Wa of the optical lens, Wb, in ---, W of the formula (1)
bと、測定した透過光及び透過波面Wとを有し、前記処理手段における演算が(4)式により表されることを特徴とする(4)に記載の光学レンズ用解析評価装置。 b and, and a measured transmitted light and the transmitted wavefront W, operation in said processing means (4) analyzing evaluation apparatus for optical lenses according to (4) to be represented by the formula. Wa=W−Wb (4) (7)前記光学レンズが顕微鏡用対物レンズであることを特徴とする請求項1又は(4)に記載の光学レンズ用解析評価装置。 Wa = W-Wb (4) (7) the optical lens analysis evaluation apparatus for optical lens according to claim 1 or (4), characterized in that an objective lens for a microscope.

【0053】(8)前記光学レンズ間に平行平板を着脱自在かつ位置調整可能に配置したことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 [0053] (8) the optical lens optical lens for analysis evaluating apparatus according to claim 1, characterized in that a parallel plate freely and adjustable in position detachably between. (9)前記光学レンズ間に挿入される液浸媒質を保持する部材を備えることを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用解析評価装置。 (9) an optical lens for analysis evaluating apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises a member for holding the immersion medium to be inserted between the optical lens. (10)測定される透過波面及び演算される被検レンズの透過波面がZernike多項式に近似されることを特徴とする(4)乃至(6)の何れか一に記載の光学レンズ用解析評価装置。 (10) transmitted wavefront of the measured transmission wavefront and calculated the subject lens is characterized in that it is approximated to Zernike polynomial (4) to (6) analyzing evaluation apparatus for optical lenses according to any one of .

【0054】 [0054]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光学レンズ用解析評価装置によれば、干渉計を用いても、高性能かつ高精度の光学レンズの透過波面を高精度に測定評価することができる。 As is evident from the foregoing description, according to the analysis evaluation apparatus for optical lenses according to the present invention, even when using an interferometer, the measurement evaluation to a transmitted wavefront of high performance and high accuracy of the optical lens with high precision can. また、本発明に係る光学レンズ用解析評価装置はいわゆる一般の干渉にも適用することができ、各種の光学レンズ(特に、顕微鏡用対物レンズ)に適用することができる。 Further, analysis evaluation apparatus for optical lenses according to the present invention can be applied to the interference of the so-called general, various optical lenses (particularly, the objective lens for microscope) can be applied to.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の概要を示す概略図である。 Is a schematic diagram showing an outline of optical lenses analytical evaluation apparatus according to the present invention; FIG.

【図2】参照手段の一例を示す概略図である。 2 is a schematic diagram showing an example of the reference unit.

【図3】参照手段の他の例を示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing another example of a reference means.

【図4】保持部材の一例を示す概略図である。 4 is a schematic diagram showing an example of a holding member.

【図5】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の第一実施形態の構成図である。 5 is a block diagram of a first embodiment for an optical lens analytical evaluation apparatus according to this invention.

【図6】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の第二実施形態の構成図である。 6 is a block diagram of a second embodiment of the optical lens analyzing apparatus according to the invention.

【図7】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の第三実施形態の構成図である。 7 is a configuration diagram of a third embodiment of the optical lens analyzing apparatus according to the invention.

【図8】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の第四実施形態の構成図である。 8 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the optical lens analyzing apparatus according to the invention.

【図9】本発明に係る光学レンズ用解析評価装置の第五実施形態の構成図である。 9 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the optical lens analyzing apparatus according to the invention.

【図10】液浸媒質を使用した実施形態の概略図である。 Figure 10 is a schematic view of an embodiment using the immersion medium.

【図11】液浸媒質を保持部材中に保持した実施形態の概略図である。 11 is a schematic view of the embodiment holding the immersion medium in a holding member.

【図12】保持部材の変形例を示す概略図である。 12 is a schematic diagram showing a modification of the holding member.

【図13】保持部材の他の変形例を示す概略図である。 13 is a schematic view showing another modified example of the holding member.

【図14】対物レンズ測定のための従来の方法の概略図である。 14 is a schematic diagram of a conventional method for the objective lens measurement.

【図15】対物レンズ測定のための従来の方法の概念図である。 15 is a conceptual diagram of a conventional method for the objective lens measurement.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 干渉縞生成手段 2 被検レンズ 3 被検レンズ 4 参照手段 5 受光手段 6 測定手段 7 解析手段 8 記憶手段 9 処理手段 10 レーザ光源 11 ミラー 12 ピエゾ素子 13 測定演算処理ユニット 14 平行平面板 15 取り付け治具 16 液浸物質 17 保持部材 1 interference fringe generating means 2 subject lens 3 subject lens 4 reference unit 5 receiving means 6 measuring means 7 analyzer 8 memory means 9 processing unit 10 laser light source 11 mirror 12 piezoelectric element 13 measurement calculation processing unit 14 parallel flat plate 15 attached jig 16 immersion material 17 holding member

───────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成8年2月26日 [Filing date] 1996 February 26

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0025 [Correction target item name] 0025

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0025】また、干渉計測においては、解析された波面分布を収差関数に近似することも一般的である。 Further, in the interference measurement, it is also common to approximate the analyzed wavefront distribution aberration function. 特によく用いられるものとしてはZernike多項式があり、 Max Born and Emil Wolf: In particular there is Zernike polynomial as frequently used, Max Born and Emil Wolf:
『光学の原理II』( (東海大学出版会,1991,) "Principles of Optics II" ((Tokai University Press, 1991,)
691〜713頁)に詳しい。 Detailed on pages 691 to 713). Zernike多項式はStandard ZernikeとFringe Z Zernike polynomials Standard Zernike and Fringe Z
ernikeに分かれるが、干渉計測ではその簡便さからFringe Zernikeが利用されることが多い。 Although divided into Ernike, interference measurement in Fringe Zernike is often used from its simplicity. Zernike多項式は光学系の瞳面を単位円内で正規化し、原点をピークして半径ρと角度θで、各収差成分を級数展開で表現するため、解析的に評価することもできる。 Zernike polynomials are normalized pupil plane of the optical system within the unit circle, a radius ρ and the angle θ with the origin as a peak, each aberration component to represent in series expansion, can be evaluated analytically. また、上述の画像データ又はマトリックス・データではデータが多量となり、かつ、測定領域に誤差が生じやすく、演算する際のマッチングに問題が生じる。 Further, the data becomes a large amount of image data or matrix data described above, and an error is likely to occur in the measurement area, a problem arises in matching the time of operation. Zernike多項式は原点を基準とした座標軸を有し、マーキングとの対応性や演算の信頼性を高めることができる。 Zernike polynomials have axes relative to the origin, it is possible to enhance the reliability of the correspondence and operation of the marking. さらに、必要なデータは多項式の各項の係数のみであるため、データ量及び演算時間が少なくてすむため好適である。 Furthermore, the necessary data for only the coefficient of each term of the polynomial, it is preferable for the amount of data and the calculation time is small. しかし、収差成分は多項式に展開されるため、実際の測定時に表れる高周波成分(多くはノイズ)はカットされやすい。 However, since the aberration components is expanded into polynomial (many noise) high-frequency components appearing at the time of actual measurement is easily cut.

【手続補正2】 [Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0040 [Correction target item name] 0040

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【0040】(第3実施形態)図7に第3実施形態に係る解析評価装置を示す。 [0040] shows an analysis evaluation apparatus (third embodiment) FIG. 7 according to the third embodiment. 干渉計1及び干渉計1に連結する測定演算処理装置13は第一又は第二実施形態に示したものと同様の構成を有している。 The measurement processing unit 13 for connecting the interferometer 1 and the interferometer 1 has the same configuration as that shown in the first or second embodiment. 干渉計1から射出される被検光路aは対向方式の被検レンズ2,3に入射する。 The Kenhikariro a emitted from the interferometer 1 is incident on the target lens 2,3 opposing manner. 前述したように、被検レンズ3から射出される光束cは図に示すような広がりを有している。 As described above, the light beam c emitted from the sample lens 3 has a spread such as shown in FIG. このため、 For this reason,
非常にゆるやかな半径Rを有する凹面ミラー4を光束c The light beam c of the concave mirror 4 having a very gentle radius R
中に配置すれば、凹面ミラー4で反射する光束は再び被検レンズ3に効果的に入射する。 If placed in the light flux reflected by the concave mirror 4 is effectively incident on the sample lens 3 again. 半径Rは凹面ミラー4 Radius R concave mirror 4
によって光束cが被検レンズの瞳面又は絞り面近傍に反射するように設定される。 Light beam c is set to reflect near the pupil plane or aperture plane of the lens by. これにより、第一及び第二実施形態と同様に、干渉計1内にある撮像素子5において周辺までピントズレのない正確な干渉縞を観測することができる。 Thus, as in the first and second embodiments, it is possible to observe the correct interference fringes without defocusing to the periphery in the image pickup device 5 in the interferometer 1. ───────────────────────────────────────────────────── ────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】 [Procedure amendment]

【提出日】平成8年2月26日 [Filing date] 1996 February 26

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】図面 [Correction target document name] drawings

【補正対象項目名】図9 [Correction target item name] FIG. 9

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正内容】 [Correction contents]

【図9】 [9]

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 干渉縞生成手段と、 前記干渉縞生成手段により干渉縞を生成する際に被検レンズとなる少なくとも二つの光学レンズと、 干渉縞受光手段と、 前記干渉縞受光手段により受光された干渉縞を測定する測定手段と、 前記測定手段により測定された干渉縞を解析する解析手段と、 前記解析手段により解析された干渉縞を記憶する記憶手段と、 前記記憶手段により記憶された干渉縞に所定の演算を行う処理手段とを備え、 測定される前記光学レンズは相対的に各々固有の座標系を有し、かつ、一定の位置関係にあるように保持されている光学レンズ用解析評価装置。 And 1. A fringe generating means, and at least two optical lenses become subject lens when generating the interference fringe by the interference fringe generating means, and interference fringe light receiving means, it is received by the interference fringe light receiving means was a measurement unit of the interference fringes measured, analyzing means for analyzing the measured interference fringes by said measuring means, storage means for storing the interference pattern analyzed by the analysis means, interference stored by the storage means and processing means for performing a predetermined operation on fringes, the optical lens to be measured has a relatively each specific coordinate system, and the analysis for optical lenses held to be in fixed positional relationship evaluation device.
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