JPH09329427A - 非球面形状の測定方法 - Google Patents

非球面形状の測定方法

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JPH09329427A
JPH09329427A JP8168313A JP16831396A JPH09329427A JP H09329427 A JPH09329427 A JP H09329427A JP 8168313 A JP8168313 A JP 8168313A JP 16831396 A JP16831396 A JP 16831396A JP H09329427 A JPH09329427 A JP H09329427A
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JP
Japan
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aspherical
aspherical surface
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wave generating
inspected
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Application number
JP8168313A
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English (en)
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Takashi Genma
隆志 玄間
Tetsuji Konuki
哲治 小貫
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な手法にて非球面形状を測定することがで
きる方法を提供する。 【解決手段】光源1からの一部の光を参照面6で反射さ
せ、他の一部の光を非球面波発生手段4を介して被検非
球面5で反射させ、被検非球面5で反射した測定光を非
球面波発生手段4に戻し、参照面6で反射した参照光と
非球面波発生手段4からの測定光とを干渉させて干渉縞
を形成し、該干渉縞を観測することによって被検非球面
5の形状を測定する非球面形状の測定方法において、非
球面波発生手段4と被検非球面5とを当接させる工程を
含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、非球面レンズな
どの非球面形状の測定方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】干渉計を使用して非球
面形状の測定を行う場合、干渉縞の間隔が最も広がり、
したがって干渉縞の本数が最小となる位置が、被検非球
面を測定するための設置位置となる。このため、被検非
球面に入射する非球面波面を生成する光学系と、被検非
球面との間隔が不正確になり、十分な測定精度が得られ
なかった。そこで特開平6−11323号公報には、被
検非球面に対応した非球面波と、被検非球面の位置検出
を行う光との2種類の光を被検非球面に入射する手法が
開示されている。
【0003】しかるにこのような2種類の光をゾーンプ
レートによって生成しようとすると、ゾーンプレートの
製作が困難になり、また回折効率が低下するなどの問題
が生じ、更に光学系の色収差も問題となる。したがって
本発明は、簡易な手法にて非球面形状を測定することが
できる方法を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、非球面波を発
生する手段と被検非球面とを当接させ、あるいは非球面
波を発生する手段と被検非球面との間に介在させた中間
光学系と、被検非球面とを当接させることによって、上
記課題を解決したものである。すなわち本発明は、光源
からの一部の光を参照面で反射させ、他の一部の光を非
球面波発生手段を介して被検非球面で反射させ、被検非
球面で反射した測定光を非球面波発生手段に戻し、参照
面で反射した参照光と非球面波発生手段からの測定光と
を干渉させて干渉縞を形成し、干渉縞を観測することに
よって被検非球面の形状を測定する非球面形状の測定方
法において、非球面波発生手段と被検非球面とを当接さ
せる工程を含むことを特徴とする非球面形状の測定方法
である。本発明はまた、光源からの一部の光を参照面で
反射させ、他の一部の光を非球面波発生手段と中間光学
系とを介して被検非球面で反射させ、被検非球面で反射
した測定光を中間光学系を介して非球面波発生手段に戻
し、参照面で反射した参照光と非球面波発生手段からの
測定光とを干渉させて干渉縞を形成し、干渉縞を観測す
ることによって被検非球面の形状を測定する非球面形状
の測定方法において、中間光学系と被検非球面とを当接
させる工程を含むことを特徴とする非球面形状の測定方
法である。
【0005】非球面波発生手段としては、非球面波発生
手段又は中間光学系と被検非球面とを当接させた状態
で、被検非球面の形状に対応した非球面波を発生するも
のを用いることもできるし、非球面波発生手段又は中間
光学系と被検非球面とが当接していない状態で、被検非
球面の形状に対応した非球面波を発生するものを用いる
こともできる。前者の場合には当然に、非球面波発生手
段又は中間光学系と被検非球面とを当接させた状態で、
測定を行うことになる。また後者の場合には、非球面波
発生手段又は中間光学系と被検非球面とを当接させた後
に、既定の間隔だけ被検非球面を後退させた状態で測定
を行うことになる。したがって後者の場合には、干渉縞
の観察に関して余裕をもつことができ、また、非球面波
発生手段又は中間光学系と被検非球面との当接に起因し
て生じ得る誤差を除去することができる。
【0006】以上のように本発明によれば、非球面波発
生手段又は中間光学系と、被検非球面との間隔を正確に
知ることができ、すなわち光軸z方向についての被検非
球面の位置を正確に知ることができる。したがって被検
非球面のアライメントは、光軸zと平行な方向へのシフ
トと、光軸zに対して回転する方向へのチルトだけとな
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図1は第1実施例を示し、光源1からの光
はコリメータレンズ2を透過して平行光となる。平行光
のうち一部の光はビームスプリッタ3を透過し、他の一
部の光はビームスプリッタ3で反射する。ビームスプリ
ッタ3を透過した測定光は、ゾーンプレート4によって
非球面波に変換されて、被検非球面5に入射する。被検
非球面5に入射した測定光は、被検非球面5で反射して
往路を逆進し、すなわちゾーンプレート4を透過して平
行光となり、ビームスプリッタ3に戻る。ビームスプリ
ッタ3に戻った測定光の全部又は一部は、ビームスプリ
ッタ3で反射し、結像光学系7を透過して、CCD8上
に被検非球面5の像を結像する。
【0008】他方、ビームスプリッタ3で反射した参照
光は、参照面6で反射してビームスプリッタ3に戻る。
ビームスプリッタ3に戻った参照光の全部又は一部は、
ビームスプリッタ3を透過し、結像光学系7を透過して
CCD8上に至る。したがってCCD8上には、測定光
と参照光との干渉によって干渉縞が形成され、この干渉
縞をCCD8を介して観測することにより、被検非球面
5の形状を測定することができる。図2は第1実施例の
要部拡大図を示し、同図に示すように、ゾーンプレート
4と被検非球面5とは当接して配置されている。ゾーン
プレート4は、この当接状態で被検非球面5の形状に対
応した非球面波を発生するように形成されている。
【0009】本実施例は以上のように構成されており、
この実施例によれば、ゾーンプレート4と被検非球面5
との間隔を設計値通りに正確に、すなわち間隔が0とな
るように容易に配置することができる。したがって非球
面形状の測定精度を向上することができる。なお本実施
例ではトワイマン・グリーン型の干渉計を示したが、フ
ィゾー型の干渉計についても本発明を適用することがで
きる。以下の各実施例についても同様である。
【0010】次に図3は第2実施例を示す。上記第1実
施例のゾーンプレート4は、被検非球面5との当接状態
で、被検非球面5の形状に対応した非球面波を発生する
ように形成されていたが、この第2実施例のゾーンプレ
ート4は、被検非球面5と離隔した状態で、被検非球面
5の形状に対応した非球面波を発生するように形成され
ている。このゾーンプレート4を用いた非球面形状の測
定は、次のように行う。先ず図3(A)に示すように、
ゾーンプレート4と被検非球面5とを当接させる。次い
で図3(B)に示すように、被検非球面5を当接状態か
ら一定の間隔dだけ離隔し、この状態で被検非球面の形
状を測定する。ゾーンプレート4は、当然にこの間隔d
だけ被検非球面5を離隔した状態で、被検非球面5の形
状に対応した非球面波を発生するように形成されてい
る。被検非球面を離隔させる間隔dについては、例えば
距離測定用干渉計を用いて正確に測定することができ
る。この測定方法によれば、上記第1実施例と同様に非
球面形状の測定精度の向上を図ることができるほか、干
渉縞の観察に関して余裕をもつことができ、また、ゾー
ンプレート4と被検非球面5との当接に起因して生じ得
る誤差を除去することができる。
【0011】次に図4は第3実施例を示す。上記第1及
び第2実施例では、ゾーンプレート4のパターン面4a
を被検非球面5側の面に形成し、したがってゾーンプレ
ート4のパターン面4aと被検非球面5とを当接させて
いたが、この第3実施例では、ゾーンプレート4のパタ
ーン面4aを被検非球面5と反対側の面に形成したもの
である。この第3実施例では、ゾーンプレート4のパタ
ーン面4aの反対側の面が被検非球面5と当接するか
ら、ゾーンプレート4の基板を均一に形成する必要が生
じるものの、ゾーンプレート4のパターン面4aを破損
するおそれがない。
【0012】次に図5は第4実施例を示す。上記第1〜
第3実施例ではゾーンプレート4と被検非球面5とを直
接当接させていたが、この第4実施例ではゾーンプレー
ト4と被検非球面5との間に平行平面ガラス9を介在さ
せ、この平行平面ガラス9と被検非球面5とを当接させ
たものである。この第5実施例の場合にも、ゾーンプレ
ート4の基板を均一に形成する必要が生じるものの、ゾ
ーンプレート4のパターン面4aを破損するおそれがな
くなる。なおゾーンプレート4のパターン面4aは、図
5に示すように平行平面ガラス9の側に形成することも
できるほか、平行平面ガラス9と反対側に形成してもよ
い。
【0013】次に図6は第5実施例を示す。上記各実施
例では非球面波発生手段としてゾーンプレート4を用い
ていたが、この第5実施例は非球面波発生手段としてヌ
ルレンズ10を用いたものである。すなわち本発明は、
非球面波発生手段の如何を問わず適用することができ
る。
【0014】次に図7は第6実施例を示す。上記各実施
例では被検非球面5が凸面状である場合を示したが、こ
の第6実施例は被検非球面5が凹面状である場合を示
す。この場合には図7に示すごとく、被検非球面5の外
周部がゾーンプレート4と当接した状態で被検非球面形
状を測定し、あるいは当接した後に一定の間隔dだけ被
検非球面を後退させた後に測定することになる。被検非
球面5の外周部がゾーンプレート4と当接した状態にお
ける光軸z上での被検非球面5とゾーンプレート4との
間隔aは、別途の手段で測定しておくことになる。
【0015】次に図8は第7実施例を示す。上記第6実
施例ではゾーンプレート4の被検非球面5側の面が平面
であり、被検非球面5が凹面状であったために、被検非
球面5の外周部がゾーンプレート4と当接していたが、
この第7実施例では、ゾーンプレート4の被検非球面5
側の面の曲率を、被検非球面5の曲率よりもきつく形成
しており、したがって被検非球面5が凹面状であるにも
拘わらず、ゾーンプレート4と被検非球面5とは光軸z
上にて当接する。したがって上記第6実施例における間
隔aの測定を行う必要がなくなる。なお本実施例のゾー
ンプレート4は、被検非球面5が凸面状であるときに
も、当然に使用することができる。またゾーンプレート
4の被検非球面5と反対側の面は、必ずしも平面である
必要はない。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明方法は、非球面波発
生手段ないしは中間光学系と被検非球面とを当接させる
工程によって、非球面波発生手段ないしは中間光学系と
被検非球面との間隔を正確に0にすることができるか
ら、被検非球面形状の測定精度を飛躍的に向上すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す構成図
【図2】第1実施例の要部を示す拡大図
【図3】第2実施例の要部を示す拡大図
【図4】第3実施例の要部を示す拡大図
【図5】第4実施例の要部を示す拡大図
【図6】第5実施例の要部を示す拡大図
【図7】第6実施例の要部を示す拡大図
【図8】第7実施例の要部を示す拡大図
【符号の説明】
1…光源 2…コリメータレン
ズ 3…ビームスプリッタ3 4…ゾーンプレート 4a…パターン面 5…被検非球面 6…参照面 7…結像光学系 8…CCD 9…平行平面ガラス 10…ヌルレンズ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの一部の光を参照面で反射させ、
    他の一部の光を非球面波発生手段を介して被検非球面で
    反射させ、該被検非球面で反射した測定光を前記非球面
    波発生手段に戻し、前記参照面で反射した参照光と前記
    非球面波発生手段からの測定光とを干渉させて干渉縞を
    形成し、該干渉縞を観測することによって前記被検非球
    面の形状を測定する非球面形状の測定方法において、 前記非球面波発生手段と前記被検非球面とを当接させる
    工程を含むことを特徴とする非球面形状の測定方法。
  2. 【請求項2】前記非球面波発生手段は、該非球面波発生
    手段と前記被検非球面とを当接させた状態で、前記被検
    非球面の形状に対応した非球面波を発生するものであ
    る、請求項1記載の非球面形状の測定方法。
  3. 【請求項3】前記非球面波発生手段は、該非球面波発生
    手段と前記被検非球面とを当接させた後に、予め定めた
    一定の間隔だけ前記非球面波発生手段と被検非球面とを
    離隔した状態で、前記被検非球面の形状に対応した非球
    面波を発生するものである、請求項1記載の非球面形状
    の測定方法。
  4. 【請求項4】非球面波発生手段と被検非球面との前記当
    接が、非球面波発生手段と被検非球面との光軸上にて行
    われるように、前記非球面波発生手段の最も被検非球面
    側の面の曲率を形成した、請求項1、2又は3記載の非
    球面形状の測定方法。
  5. 【請求項5】光源からの一部の光を参照面で反射させ、
    他の一部の光を非球面波発生手段と中間光学系とを介し
    て被検非球面で反射させ、該被検非球面で反射した測定
    光を前記中間光学系を介して前記非球面波発生手段に戻
    し、前記参照面で反射した参照光と前記非球面波発生手
    段からの測定光とを干渉させて干渉縞を形成し、該干渉
    縞を観測することによって前記被検非球面の形状を測定
    する非球面形状の測定方法において、 前記中間光学系と前記被検非球面とを当接させる工程を
    含むことを特徴とする非球面形状の測定方法。
  6. 【請求項6】前記非球面波発生手段は、前記中間光学系
    と被検非球面とを当接させた状態で、前記被検非球面の
    形状に対応した非球面波を発生するものである、請求項
    5記載の非球面形状の測定方法。
  7. 【請求項7】前記非球面波発生手段は、前記中間光学系
    と被検非球面とを当接させた後に、予め定めた一定の間
    隔だけ前記中間光学系と被検非球面とを離隔した状態
    で、前記被検非球面の形状に対応した非球面波を発生す
    るものである、請求項5記載の非球面形状の測定方法。
  8. 【請求項8】中間光学系と被検非球面との前記当接が、
    中間光学系と被検非球面との光軸上にて行われるよう
    に、前記中間光学系の最も被検非球面側の面の曲率を形
    成した、請求項5、6又は7記載の非球面形状の測定方
    法。
  9. 【請求項9】前記非球面波発生手段がゾーンプレートで
    ある、請求項1〜8のいずれか1項記載の非球面形状の
    測定方法。
  10. 【請求項10】前記ゾーンプレートのパターン面を、前
    記被検非球面側の面に形成した、請求項9記載の非球面
    形状の測定方法。
  11. 【請求項11】前記ゾーンプレートのパターン面を、前
    記被検非球面側の反対側の面に形成した、請求項9記載
    の非球面形状の測定方法。
  12. 【請求項12】前記非球面波発生手段がヌルレンズであ
    る、請求項1〜8のいずれか1項記載の非球面形状の測
    定方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203882A1 (de) 2012-03-09 2013-09-12 Canon Kabushiki Kaisha Verfahren zum Messen einer asphärischen Oberfläche, Vorrichtung zum Messen einer asphärischen Oberfläche, Vorrichtung zum Erzeugen eines optischen Elements und optisches Element
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