JPH1048409A

JPH1048409A - 反射鏡、反射鏡調整装置及び干渉計

Info

Publication number: JPH1048409A
Application number: JP8209612A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Mizoroke; 茂男御菩薩池; Yusuke Fukuda; 裕介福田; Takahiro Yamamoto; 貴広山本; Hajime Ichikawa; 元市川
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1996-08-08
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】２次非球面の光軸上の特定点を通過して該２
次非球面に入射しその後反射する光を、当該２次非球面
に向けて同一光路を辿るように反射させる反射鏡におい
て、反射面にある凹凸を簡易に検知して、被測定物の絶
対測定を行う。【解決手段】反射鏡２５に第１，第２の開口２５Ｂ，
２５Ｃが設けられる。反射鏡２５は、被測定面（２次非
球面）２６Ａと対向しその光軸Ｌと交わるように設置さ
れ、且つ、光軸Ｌ上の特定点Ｆを通過する光が、第１又
は第２の開口２５Ｂ，２５Ｃを通過するように反射鏡２
５の位置合わせが行われる。上記光が、第１又は第２の
開口２５Ｂ，２５Ｃを通過したときに得られた各々の反
射光のデータを比較して、当該反射面の凹凸が検知し、
被測定物の絶対測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射鏡、反射鏡調
整装置及び干渉計に関し、特に、２次非球面の形状の測
定に有用な反射鏡、反射鏡調整装置及び干渉計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】波動の干渉を利用して干渉縞を作り、こ
れを解析して、被測定物の形状を測定する干渉計とし
て、フィゾー干渉計や、トワイマン・グリーン干渉計が
一般に知られている。これらの干渉計は、光源からきた
光をハーフミラー等で分割し、一方を被測定物の被測定
面に当て、他方を参照面に当て、被測定面にて反射した
光線束の液面を、参照面にて反射した光線束の液面（参
照液面）と重ね合わせるものである。而して、被測定面
の形状は、これらの光線束が辿る光路差を反映する干渉
縞となって現れ、この干渉縞を解析することによって被
測定面の形状が測定される。

【０００３】ところで、上記干渉計においては、被測定
面の形状（例えば、平面、球面、放物面、双曲面、楕円
面等）によって、干渉縞を得るための上記参照面を代え
たり、反射鏡を配置しなければならない。具体的には、
被測定面が平面の場合には、参照面を平面とし、被測定
面と参照面で各々反射した光（光線束は共に平面波とな
る）を重ね合わせるだけで、その形状を表す干渉縞が得
られる。

【０００４】又、被測定面が、球面の場合には、光源か
らの光線束（平面波）を、集光レンズにて予め球面波に
して一点（焦点）に集光させ、斯く集光された光を当該
被測定面（球面）に入射させる。このとき光が集光する
一点に、被測定面（球面）の球心を一致させることによ
り、光源から球面に入射した光は、当該球面で反射して
再び、同一光路を辿って集光レンズに至る。そして、上
記被測定面（球面）にて反射した光は、該参照面で先に
反射された光と重ね合わされて、干渉縞が得られる。こ
のとき得られた干渉縞は、当該被測定面（球面）の表面
形状に応じたもので、この干渉縞の解析によって被測定
面の形状測定が行われる。

【０００５】因みに、フィゾー干渉計では、参照面を集
光レンズ（フィゾーレンズ）のフィゾー面として、この
フィゾー面で、被測定面で反射された光と参照面で反射
された光との重ね合わせが行われる。一方、トワイマン
・グリーン干渉計の場合には、被測定面で反射した光
（光線束は球面波）が集光レンズによって平面波に変換
された後、当該集光レンズとは別に設けられた参照面に
て反射した光（光線束は平面波）と、例えば、ハーフミ
ラー上で重ね合わされて、干渉縞が得られるようになっ
ている。

【０００６】更に、被測定面が、２次非球面（放物面，
双曲面、楕円面等）の場合には、以下のように、反射鏡
を用いた形状測定が行われる。図１３は、放物面（２次
非球面）の形状を測定するためのフィゾー干渉計１０の
概略を示す図である。この図に示すように、フィゾー干
渉計１０は、光源１、半透明ブロック２、コリメータレ
ンズ３、複数のレンズからなるフィゾーレンズ４、反射
鏡５、ＣＣＤカメラ８、画像処理装置９、フィゾーレン
ズ調整装置１１、被測定物調整装置１２、反射鏡調整装
置１３とによって構成されている。

【０００７】そして、被測定面（放物面）６Ａの形状を
測定するには、被測定物６とフィゾーレンズ４を図１３
に示す関係となるように（フィゾーレンズ４の焦点Ｆと
被測定面６Ａの焦点が一致するように）配置すると共
に、当該被測定面６Ａに対向する位置に平面鏡よりなる
反射鏡５を配置させる。この場合、反射鏡５の反射面５
Ａが被測定面６Ａの光軸Ｌに垂直となるように配置され
る。これらの位置合わせは、フィゾーレンズ４、被測定
物６、反射鏡５に各々接続されたフィゾーレンズ調整装
置１１、被測定物調整装置１２、反射鏡調整装置１３に
よって行われる。

【０００８】このようなフィゾー干渉計１０において
は、光源１から発せられた光は、半透明ブロック２、コ
リメータレンズ３を介して、フィゾーレンズ４に入射す
る。このとき光は、その一部がフィゾー面４Ａにて先ず
光源１側に反射し、他の部分がそのまま被測定物６側に
入射する。被測定面６Ａに入射した光は、この被測定面
６Ａで反射し更に反射鏡５に入射する。この光は反射面
５Ａに垂直に当たって、反射面５Ａで反射した後、同一
光路を戻り、被測定面６Ａ、焦点Ｆを通過してフィゾー
面４Ａに対して垂直に入射される。

【０００９】このように被測定面６Ａからフィゾー面４
Ａに戻った光は、先に当該フィゾー面４Ａで反射した光
と重ね合わされ、このときに干渉縞が生じる。この干渉
縞は、半透明ブロック２のハーフミラー２Ａによって、
ＣＣＤカメラ８に映される。ＣＣＤカメラ８は、この干
渉縞を読み込んで、その画像データを画像処理装置９に
送り、該画像処理装置９にて、この干渉縞に基づいて当
該被測定面６Ａの形状が測定される。

【００１０】又、被測定物６の被測定面６Ａが双曲面の
ときには、図１４に示すように、反射鏡（平面鏡）５に
代えて、反射鏡（球面鏡）１５が用いられる。この場合
にも、フィゾーレンズ４から被測定物６側に照射された
光は、被測定面６Ａで反射した後、反射面１５Ａに入射
し、反射面１５Ａにて再び反射して、被測定面６Ａに向
かって同一光路を辿る。このように、反射鏡１５にて反
射した光は、被測定面６Ａ、フィゾーレンズ４に至り、
先にフィゾー面４Ａで反射した光と重ね合わされて干渉
縞が得られる。この干渉縞は、ハーフミラー２Ａを介し
て、ＣＣＤカメラ８で検知され、その後、画像処理装置
９による画像処理で被測定面６Ａの形状が測定される。
尚、楕円面のときも、双曲面の場合と同様に、反射鏡と
して球面鏡が用いられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、２次非球面
（放物面、双曲面、楕円面等）の被測定面を上記した構
成のフィゾー干渉計１０で測定する場合には、以下のよ
うな不具合がある。即ち、フィゾー干渉計１０で２次非
球面（放物面、双曲面、楕円面等）の被測定面６Ａを測
定する場合には、被測定面６Ａにて反射した光を、更
に、反射鏡５の反射面５Ａ又は反射鏡１５の反射面１５
Ａで反射させ、この反射させた光を、再びフィゾー面
（参照面）４Ａに至らせて干渉縞を得るようにしてい
る。この場合、仮に、反射面５Ａ又は反射面１５Ａに不
要な凹凸が生じていた場合、この凹凸が、干渉縞に影響
を与え、被測定面６Ａの正確な測定ができなくなる。即
ち、干渉縞に影響を与える凹凸が、被測定面６Ａと反射
面５Ａの何れに生じているものかが判別できず、被測定
面６Ａの正確な形状測定ができない。

【００１２】このため、従来の干渉計では、反射鏡５
（又は反射鏡１５）の表面形状を予め測定しておき（絶
対測定）、この測定値を、実際に当該フィゾー干渉計１
０による被測定面６Ａの測定結果から減算する方法が採
られていた。しかし、反射鏡５（又は反射鏡１５）の形
状を予め絶対測定しておいても、この別途測定された反
射鏡５（又は反射鏡１５）の凹凸が、実際にフィゾー干
渉計１０によって得られた干渉縞に如何なる影響を与え
るかを解明することが困難である。これは、反射鏡５
（又は反射鏡１５）の凹凸を表すデータ（反射鏡５の場
合は平面、反射鏡１５の場合は球面のデータ）が、被測
定面６Ａのデータ（２次非球面のデータ）にどのような
影響を与えるかが直接的に求められないからである。従
って、仮に反射鏡５（又は反射鏡１５）の絶対測定を予
め行っていても、当該凹凸を表すデータを、被測定面６
Ａの測定結果より単に減算して、被測定面６Ａの形状を
正確に測定するのは困難であった。

【００１３】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、２次非球面の光軸上の特定点を通
過して該２次非球面に入射しその後該２次非球面で反射
した光を、当該２次非球面に向けて再び反射させる反射
鏡において、その反射面に凹凸がある場合に、この凹凸
を簡易に検知することができる反射鏡を提供することで
ある。

【００１４】又、第２の目的は、２次非球面たる被測定
面で反射した光を、反射鏡の異なる点に入射すると共に
同一光路にて反射させるべく、当該反射鏡を移動調整す
るための反射鏡調整装置を提供することである。又、第
３の目的は、反射鏡の表面形状の凹凸に係わらずに、当
該２次非球面の絶対測定を可能にした干渉計を提供する
ことである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、対象物の２次非球面と対
向し該２次非球面の光軸と交わるように設置され、上記
光軸上の特定点を通過して上記２次非球面に入射し、該
２次非球面で反射した光を、上記２次非球面に同一光路
にて再び入射させる反射鏡において、上記２次非球面に
光を入射させるための開口を少なくとも２以上設けたも
のである。

【００１６】又、請求項２に記載の発明は、上記２次非
球面を放物面とし、上記反射鏡の反射面を平面としたも
のである。又、請求項３に記載の発明は、上記２次非球
面を双曲面又は楕円面とし、上記反射鏡の反射面を球面
としたものである。又、請求項４に記載の発明は、請求
項１から請求項３の何れかに記載の反射鏡の配置を調整
する反射調整装置に、当該反射鏡又は対象物を、上記特
定点を通過した光が上記２以上の開口の一方の開口を通
過し得る第１の位置と、上記特定点を通過した光が上記
２以上の開口の他方の開口を通過し得る第２の位置とに
移動調整可能な調整手段を備えたものである。

【００１７】又、請求項５に記載の発明は、上記調整手
段に、上記反射鏡を上記光軸を含む１つの平面に関し
て、少なくとも光軸に垂直な一方向に移動させることが
できる第１の調整手段を備えたものである。又、請求項
６に記載の発明は、上記調整手段に、上記反射鏡を少な
くとも、該反射鏡の球心を通り、且つ該光軸に垂直な軸
を中心に回転移動させる第２の調整手段を備えたもので
ある。

【００１８】又、請求項７に記載の発明は、光源と、上
記光源からの光の少なくとも一部が入射する参照面と、
上記反射鏡と、上記調整手段と、上記参照面にて反射し
た光と、上記反射鏡にて反射されて同一光路を辿って戻
ってきた光とを重ね合わせて得られた干渉縞を検知する
干渉縞検知手段と、該干渉縞検知手段からの信号に基づ
いて上記被測定面の形状を測定する測定手段とを干渉計
に備えたものである。

【００１９】又、請求項８に記載の発明は、上記測定手
段が、上記反射鏡が上記第１の位置にあるときの干渉縞
を表す信号と、上記反射鏡が上記第２の位置にあるとき
の干渉縞を表す信号とを比較して、反射鏡の表面の凹凸
を検知するものである。又、請求項９に記載の発明は、
上記調整手段が、上記反射鏡を上記２次非球面たる被測
定面の光軸を中心に回転移動させ得る第３の調整手段を
備え、上記干渉縞検知手段が、上記反射鏡が上記第１の
位置にあるときの干渉縞を表す第１の信号と、上記反射
鏡が上記第２の位置にあるときの干渉縞を表す第２の信
号と、上記反射鏡が上記第１の位置にあるときに上記第
３の調整手段によって当該反射鏡を上記光軸を中心とし
て所定角度回転させたときの干渉縞を表す第３の信号と
を各々比較して、当該反射鏡の表面の凹凸を検知するも
のである。

【００２０】又、請求項１０に記載の発明は、光源と、
上記光源から光が入射される参照面と、被測定面が２次
非球面であるときにその光軸上の特定点を通過して該被
測定面に入射し反射した上記光源からの光を、上記被測
定面に同一光路にて再び入射させる反射鏡と、上記反射
鏡を、上記光軸を中心として所定角度回転させ得る調整
手段と、上記参照面にて反射した光と、上記反射鏡にて
反射された後同一光路を戻ってきた光とを重ね合わせて
得られた干渉縞を検知する干渉縞検知手段と、該干渉縞
検知手段からの信号に基づいて上記被測定面の形状を測
定する測定手段とを備えた干渉計において、上記測定手
段が、上記反射鏡が所定の位置にあるときの干渉縞を表
す信号と、上記反射鏡を上記調整手段にて上記光軸を中
心として所定角度回転させた状態での干渉縞を表す信号
とを比較して、反射鏡の表面の凹凸を検知するものであ
る。

【００２１】（作用）上記請求項１の発明によれば、一
定光路を辿って２次非球面に入射し且つ該２次非球面で
反射した光が、反射鏡に入射する際に、２次非球面の同
一の箇所に入射し反射した光を、当該反射鏡の異なる位
置で反射させることができる。又、請求項２の発明によ
れば、被測定面が放物面の場合に、一定光路を辿って被
測定面に入射し反射した光を、当該反射鏡の異なる位置
で反射させることができる。

【００２２】又、請求項３の発明によれば、被測定面が
双曲面又は楕円面の場合に、一定光路を辿って被測定面
に入射し反射した光を、当該反射鏡の異なる位置で反射
させることができる。又、請求項４の発明によれば、調
整手段の働きによって、２次非球面の光軸上の特定点を
通過する光を、反射鏡に設けられた２つの開口を、各々
介して、当該２次非球面に入射させることができるよう
になる。このとき、同一の光路を辿った光を、当該反射
鏡の異なる位置で反射させることができる。

【００２３】又、請求項５の発明によれば、反射鏡が平
面鏡である場合に、２次非球面の光軸上の特定点を通過
する光が、上記２つの開口の各々を通過するように、当
該反射鏡を移動調整することができる。又、請求項６の
発明によれば、反射鏡が球面鏡である場合に、２次非球
面の光軸上の特定点を通過する光が、上記２つの開口の
各々を通過するように、当該反射鏡を移動調整すること
ができる。

【００２４】又、請求項７の発明によれば、参照面で反
射した光と、２次非球面たる被測定面及び反射面にて反
射した光とを互いに干渉させる干渉計において、被測定
面の光軸上の特定点を通過し一定光路を辿った光を、反
射鏡を移動させて当該反射面の異なる点で反射させて干
渉縞を得ることができる。又、請求項８の発明によれ
ば、参照面で反射した光と、一定光路を辿った光とを干
渉させるに当り、上記一定光路を辿った光を、反射鏡を
移動させて当該反射面の異なる点で反射させて各々の干
渉縞を得、これらを比較して、当該反射鏡の凹凸を検知
して、被測定面の測定結果に反映することができる。

【００２５】又、請求項９の発明によれば、上記反射鏡
の異なる点で反射させた場合の各々の干渉縞と、当該反
射鏡を被測定面の光軸を中心に回転させて得られた干渉
縞とを比較して、当該反射鏡の凹凸を検知することがで
きる。又、請求項１０の発明によれば、反射鏡を、被測
定面の光軸を中心に回転させて、当該反射鏡の異なる点
で反射させた場合の各々の干渉縞を比較して、当該反射
鏡の凹凸を検知することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態につ
いて、添付図面を参照して説明する。尚、この第１の実
施形態は、請求項１、請求項２、請求項４、請求項５、
請求項７から請求項１０に対応する。

【００２７】先ず、フィゾー干渉計２０の全体構造につ
いて説明する。図１は、放物面の被測定面２６Ａを測定
するためのフィゾー干渉計２０の概略を示す図である。
この図に示すように、フィゾー干渉計２０は、光源１、
半透明ブロック２、コリメータレンズ３、フィゾーレン
ズ４、ＣＣＤカメラ８、画像処理装置９、フィゾーレン
ズ調整装置１１、被測定物調整装置１２、反射鏡調整装
置３０とによって構成されている。尚、半透明ブロック
２のハーフミラー２Ａ、コリメータレンズ３、ＣＣＤカ
メラ８が干渉縞検知手段２０Ａを構成する。

【００２８】この放物面の被測定面２６Ａの形状を測定
するフィゾー干渉計２０においては、被測定物（対象
物）２６、フィゾーレンズ４が図１に示す関係となるよ
うに（フィゾーレンズ４の焦点Ｆと被測定面２６Ａの焦
点が一致するように）配置される。この場合のフィゾー
レンズ４と被測定物２６との位置合わせは、フィゾーレ
ンズ４、被測定物２６に各々接続された上記フィゾーレ
ンズ調整装置１１、被測定物調整装置１２によって行わ
れる。

【００２９】又、このフィゾー干渉計２０においては、
上記被測定面２６Ａに対向する位置に反射鏡２５が配置
される。このとき反射面２５Ａが、被測定面２６Ａの光
軸Ｌに垂直となるように反射鏡２５の位置合わせが行わ
れる。この反射鏡２５には、図２に示すように、第１の
開口２５Ｂ，第２の開口２５Ｃが設けられている。この
うち第１の開口２５Ｂは、正面形状が円形の反射面２５
Ａの中心Ｏ1に設けられ、第２の開口２５Ｃは、上記第
１の開口２５Ｂから半径方向に所定距離Ｄだけ離れた場
所に設けられる。

【００３０】そして、フィゾー干渉計２０による被測定
面２６Ａの測定時には、詳細は後述するように、光源１
からフィゾーレンズ４の焦点Ｆを通過して被測定物２６
に至る光が上記第１の開口２５Ｂを通過するように反射
鏡２５の位置合わせが行われ（第１の位置）、更に、上
記焦点Ｆを通過して被測定物２６に至る光が上記第２の
開口２５Ｃを通過するように反射鏡２５の位置合わせが
行われる（第２の位置）。尚、この位置合わせは、上記
した反射鏡調整装置３０によって行われる。

【００３１】このように構成されたフィゾー干渉計２０
においては、先ず、光源１から照射された光が半透明ブ
ロック２を介してコリメータレンズ３に入射される。こ
のコリメータレンズ３を通過した光（この時点では光線
束が平面波）は、フィゾー面４Ａにて一部が先ず光源１
側に反射し、他の部分が被測定物２６側に照射される。
このとき光は、フィゾーレンズ４の作用によってその光
線束が球面波に変換される。

【００３２】被測定物２６側に照射された光は、焦点
（特定点）Ｆにて収束された後、被測定物２６の被測定
面２６Ａに照射される。この場合、被測定面２６Ａの焦
点が焦点Ｆに一致しているので、被測定面２６Ａに入射
し更に反射した光は、光軸Ｌに平行になり、反射面２５
Ａに対して垂直に当たる。その後、光は反射面２５Ａで
反射し同一光路を被測定物２６に向かって戻り、更に、
上記焦点Ｆを再び通過してフィゾー面４Ａに対して垂直
に入射する。

【００３３】フィゾー面４Ａに対して垂直に入射した光
は、上記フィゾー面４Ａで先に反射した光と重ね合わさ
れ、このときに干渉が生じる。このように互いに干渉し
た光は、その後、コリメータレンズ３を介して半透明ブ
ロック２のハーフミラー２Ａに至り、該ハーフミラー２
Ａの働きによって、ＣＣＤカメラ８側に反射する。ＣＣ
Ｄカメラ８は、ハーフミラー２Ａで反射した光（干渉縞
となって現れる。）を取り込んで、その画像データを画
像処理装置９に送る。画像処理装置９は、ＣＣＤカメラ
８から送られてきた画像データに基づいて、当該被測定
面２６Ａの形状を測定する。

【００３４】斯かる構成のフィゾー干渉計２０において
は、フィゾーレンズ４のフィゾー面４Ａに、余分な凹凸
がなく、且つ、反射鏡２５の反射面２５Ａにも、余分な
凹凸がなければ、上記画像処理装置９で解析される干渉
縞は、被測定面２６Ａの表面形状を表すことになる。即
ち、ＣＣＤカメラ８で読み込まれた干渉縞を画像処理装
置９で解析すれば、被測定面２６Ａの表面形状を測定す
ることができる。

【００３５】而して、フィゾー干渉計２０においては、
詳細は後述するように、干渉縞を解析するに当たり、上
記反射鏡２５を、少なくとも上記した第１の位置と第２
の位置に移動させて各々の位置で干渉縞を得、これら得
られた干渉縞に係るデータを比較することによって、当
該反射鏡２５の反射面２５Ａに生じている凹凸を検知
し、この結果を基に、被測定面２６Ａの形状を測定した
結果に修正を加えて、反射面２５Ａの凹凸の影響を排除
した被測定面２６Ａの形状測定を行っている。

【００３６】このような構成のフィゾー干渉計２０を用
いて実際に被測定面２６Ａの形状の測定を行う場合に
は、その測定に先立って、フィゾーレンズ４、被測定物
２６、及び、反射鏡２５の位置合わせが、上記したフィ
ゾーレンズ調整装置１１、被測定物調整装置１２、反射
鏡調整装置３０を用いて行われる。この位置合わせで
は、フィゾーレンズ４によってその焦点Ｆで集光された
光が、被測定面２６Ａの焦点を通過するように（図
１）、当該フィゾーレンズ４の位置がフィゾーレンズ調
整装置１１によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動調整
され、被測定物２６の位置が被測定物調整装置１２によ
ってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動調整される。又、焦
点Ｆで集光された光が、反射鏡２５の第１の開口２５Ｂ
を通過するように、当該反射鏡２５の位置が、反射鏡調
整装置３０によって調整される。

【００３７】次に、上記第１の開口２５Ｂ，第２の開口
２５Ｃが設けられた反射鏡２５について具体的に説明す
る。反射鏡２５の第１の開口２５Ｂは、正面形状が円形
の反射面２５Ａの中心Ｏ1に設けられる。又、第２の開
口２５Ｃは、上記第１の開口２５Ｂから半径方向に所定
距離Ｄだけ離れた場所に設けられる。

【００３８】このとき図２に示す第１の開口２５Ｂ，第
２の開口２５Ｃの各々の直径Φ1，Φ2は、次式（１）を
満足させる値に決定される。 Φ1＝Φ2＞２ｄtanθ1 …（１）ここに、ｄは反射鏡２５の厚さである。又、θ1は焦点
Ｆから被測定面２６Ａの全面に光を入射させる際の入射
瞳（図２）で、次式（２）によって算出される。

【００３９】 θ1＝sin^-1（２次非球面の開口数） …（２）このように第１の開口２５Ｂ，第２の開口２５Ｃが設け
られた反射鏡２５は、図３に示す反射鏡調整装置３０に
よって、その位置調整が行われる。

【００４０】具体的には、反射鏡調整装置３０は、図３
に示すように、搭載された反射鏡２５を被測定面２６Ａ
の光軸Ｌを中心に回転調整するための回転調整マウント
（第３の調整手段）３０Ａ、光軸Ｌに平行な面（Ｘ−Ｙ
平面）に関してＸ−Ｙ−Ｚの軸方向に粗調整が可能な第
１のステージ（第１の調整手段）３０Ｂ、Ｘ−Ｙ−Ｚの
軸方向に微調整が可能な第２のステージ３０Ｃ、回転調
整マウント３０Ａと第２のステージ３０Ｃとの間に設置
されて回転調整マウント３０Ａと第１，第２のステージ
３０Ｂ，３０Ｃとの角度（傾き）を調整するチルト３０
Ｄを備えている。

【００４１】この反射鏡調整装置３０によれば、反射鏡
２５を、被測定面２６Ａの光軸Ｌを中心に回転させる調
整（図３の矢印Ａで示す方向）が可能になると共に、光
軸Ｌに平行な平面（図示例ではＸ−Ｙ平面）に関してＸ
−Ｙ方向（図１中矢印Ｘ，Ｙで示す方向）に移動調整が
可能になる。尚、これらの移動は、自動又は手動にて行
われる。

【００４２】このような反射鏡調整装置３０を有するフ
ィゾー干渉計２０にあっては、以下に説明する第１，第
２，第３の位置にて、各々干渉縞の検知／解析が行わ
れ、これらの結果に基づいて、当該被測定面２６Ａの形
状が測定される。即ち、上記したように光源１からの光
が第１の開口２５Ｂを通過するような位置関係（図１，
図４に示す位置関係、これを「第１の位置」とする。）
に、フィゾーレンズ４，被測定物２６，反射鏡２５が、
各々に接続されたフィゾーレンズ調整装置１１、被測定
物調整装置１２、反射鏡調整装置３０によって移動調整
され、この第１の位置で光源１から光が照射される。こ
のとき、反射鏡２５の反射面２５Ａは、被測定面２６Ａ
の光軸Ｌに対して垂直とされる。

【００４３】このとき得られる干渉縞は、ＣＣＤカメラ
８で検知され、その干渉縞のデータが画像処理装置９で
解析される。このときＣＣＤカメラ８で検知された干渉
縞は、例えば、縦横各々２５６ビット×２６５ビットの
画像データ（図６（Ａ））として処理される。

【００４４】次いで、上記第１のステージ３０Ｂによっ
て、被測定面２６Ａの光軸Ｌが、反射鏡２５の第２の開
口２５Ｃを通過するように、上記反射鏡２５の位置合わ
せが行われる（これを「第２の位置」とする。）。この
とき反射面２５Ａは被測定面２６Ａの光軸Ｌに対して垂
直な状態が維持される。そして、この第２の位置で、光
源１から光が照射され、このとき得られた干渉縞がＣＣ
Ｄカメラ８で検知され、その干渉縞の画像データ（図６
（Ｂ））がＣＣＤカメラ８から画像処理装置９に送られ
てその解析が行われる。

【００４５】次に、反射鏡２５を上記した第１の位置に
戻し、その後、該反射鏡２５を図３に示した反射鏡調整
装置３０の回転調整マウント３０Ａによって、光軸Ｌを
中心に、所定角度（例えば９０度）回転される（この状
態を「第３の位置」とする。）。この第３の位置で得ら
れた干渉縞はＣＣＤカメラ８で検知され、斯く検知され
た画像データが、画像処理装置９に送られてその解析が
行われる。

【００４６】この第３の位置における干渉縞の検知は、
所定回数（例えば、９０度の回転を３回）行われ、各々
の回転角度（例えば、９０度、１８０度，２７０度）で
得られた干渉縞の画像データ（図６（Ｃ））が、画像処
理装置９に蓄えられる。このように第３の位置におい
て、所定角度（９０度）の回転を所定回数（３回）行っ
て反射面２５の凹凸データをとり、これを平均化して、
後述の被測定面２６Ａの形状測定の結果を修正するデー
タとして用いることにより、被測定面２６Ａの絶対測定
が可能になる。

【００４７】次に、上記第１〜第３の位置で得られた画
像データ（図６（Ａ）〜（Ｃ））を基に、反射鏡２５の
反射面２５Ａに生じている凹凸を検知し、この検知した
結果を、被測定面２６Ａの測定に反映させる方法につい
て説明する。先ず、第１〜第３の位置で得られた、各画
素毎の画像データ（凹凸データ）Ｍ1が、第１，第２，
第３の状態に変化するにつれて移動する様子を、図６を
用いて説明する。

【００４８】いま、上記第１の位置において、凹凸デー
タＭ1が、図６（Ａ）に示すＭX１,ＭY１に生じている場
合を考える。当該フィゾー干渉計２０において、フィゾ
ー面４Ａに余分な凹凸がなく、しかも、被測定面２６Ａ
にも余分な凹凸がないとするならば、当該ＭX１,ＭY１
に生じている凹凸データＭ1は、第１の位置にある反射
面２５ＡのＭX１,ＭY１に対応する位置に生じている凹
凸を表すものと考えられる。

【００４９】しかし、この第１の位置による干渉縞の解
析だけでは、ＭX１,ＭY１に生じている凹凸データＭ1
が、フィゾー面４Ａに生じている凹凸か、被測定面２６
Ａに生じている凹凸であるか判断できない。そこで、フ
ィゾー干渉計２０では、反射鏡調整装置３０の働きによ
って、反射鏡２５を第３の位置に移動させ、この第３の
位置で得られた干渉縞（図６（Ｃ）は９０度回転した状
態を示す。）を解析するようにしている。

【００５０】仮に、第３の位置で得られた凹凸データ
（図６（Ｃ））のＭX１,ＭY１の位置（図中斜線を描い
た位置）に、依然、凹凸データＭがあるならば、少なく
ともこの凹凸データＭは、反射面２５Ａに生じている凹
凸を表すものではないと判断できる。反対に、第３の位
置で得られた画像データ（図６（Ｃ））のＭX１,ＭY１
に凹凸データＭがなく、ＭX1,ＭY1を点Ｐ1（光軸Ｌに対
応）を中心として９０度回転させた位置ＭX2，ＭY2に凹
凸データＭ1が移っていたならば、この凹凸データＭ1が
表す凹凸は、反射面２５Ａに生じている凹凸を表すと判
断できる。このように反射鏡２５の回転に伴って位置が
変動する凹凸は、非回転対称成分に係る凹凸である。

【００５１】ところで第３の位置においては、光軸Ｌを
中心とした反射鏡２５の回転（図６の（Ｃ）の中心Ｐ1
に）を、第１の位置を基準とした場合に、例えば、９０
度，１８０度，２７０度という具合に行っている。

【００５２】而して、仮に、反射鏡２５の特定の位置
（例えば、反射鏡２５が第１の位置にある場合における
図６（Ａ）のＭX1,ＭY1に対応する位置）に、実際に凹
凸が生じていた場合、凹凸に応じた凹凸データが、反射
鏡２５の３回の回転に伴って、上記点Ｐ1を中心に９０
度宛回転させた３つの点（図６の（Ｃ）に示すＭX2，Ｍ
Y2等）に現れる。これら３つの点に現れたデータを平均
化することにより、非回転対称成分を考慮した被測定面
２６Ａの測定結果の修正が可能になる。

【００５３】即ち、画像処理装置９は、回転前の任意の
位置で測定した凹凸データ及び上記３つの点で各々得ら
れたデータ（Ｗ0，Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とする）を、例え
ば、以下の算出式（３）に代入して、この反射面２５Ａ
上の非回転対称成分に係る凹凸データ（ＷAS）を算出す
る。ＷAS＝Ｗ0−（Ｗ0＋Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）／４ …（３）この結果、反射面２５Ａ上の非回転対称成分の凹凸に応
じた、被測定面２６Ａの測定結果の修正の精度向上が図
られる。

【００５４】ところで、反射面２５Ａに生じている凹凸
が、該反射面２５Ａの周方向に広がる凹凸（以下「回転
対称成分」という。）のときには、上記第１の位置、第
３の位置で各々得られた干渉縞を解析しても、当該凹凸
を表すデータ（凹凸データＭ2）が見かけ上移動せず、
これらの凹凸が反射鏡２５の反射面２５Ａ上の凹凸か、
被測定面２６Ａ又はフィゾー面４Ａの凹凸かを判別する
ことができない。

【００５５】即ち、回転対称成分の凹凸（図６（Ａ）〜
（Ｃ）の一点鎖線で示す円に沿って広がる凹凸）は、反
射鏡２５をいかに回転させても（第１の位置から第３の
位置に変化させても）、凹凸データＭ2，Ｍ2…が、点Ｐ
1を中心に回転対称に分布するため、見かけ上、凹凸デ
ータＭ2，Ｍ2…は移動しない。このため、フィゾー干渉
計２０では、上記したように反射鏡２５をＹ方向（図
１，図３のＹ方向）に所定距離Ｄだけ移動させ（第１の
位置から第２の位置）、このとき得られた干渉縞のデー
タを解析して、回転対称データ（凹凸データＭ2）に係
る反射面２５Ａ上の凹凸を検知している。

【００５６】即ち、第１の位置から第３の位置に移った
ときに移動しなかった凹凸データＭ2が、第１の位置か
ら第２の位置となったときに（反射鏡２５が図１のＹ方
向に距離Ｄだけ移動したとき。）これに伴って、移った
ときには（例えば、図６（Ａ）のＭX3,ＭY3が図６
（Ｂ）のＭX4,ＭY4に移ったとき）当該凹凸データＭ2
は、反射鏡２５に生じている回転対称成分の凹凸を表し
ていると判断できる。

【００５７】いま仮に、反射鏡２５の特定の位置（例え
ば、反射鏡２５が第１の位置にある場合における図６
（Ａ）のＭX3,ＭY3に対応する位置）に、実際に凹凸が
生じていた場合を考える。この場合には、凹凸に応じた
凹凸データＭ2が、反射鏡２５の所定距離Ｄの移動と共
に、上記点ＭX3,ＭY3を所定距離ＤだけＹ方向に移動さ
せた点（図６の（Ｂ）に示すＭX4，ＭY4）に現れ、この
移動した点における凹凸のデータが当該干渉縞の解析に
よって検知される。

【００５８】画像処理装置９は、上記点ＭX4,ＭY4で得
られたデータ（凹凸の形状を表すデータ）を上記点ＭX
3,ＭY3で得られたデータ（被測定面２６Ａの形状と凹凸
の両方を含むデータ）より減算して、反射面２５Ａ上の
回転対称成分の凹凸に応じた修正をして被測定面２６Ａ
の絶対測定を行う。より具体的には、画像処理装置９に
て、Ｙ方向への横ずらしによって得られた凹凸データを
用いて、以下の算出式（４）に従って、被測定面２６Ａ
の絶対測定値Ｗ（絶対面形状）の算出のためのＷRSが求
められる。

【００５９】ＷRSS−ＷRS＝（ＷS−Ｗ0）−（ＷASS−ＷAS） …（４）ここで、ＷSはＹ方向への横ずらしによって得られた凹
凸データ、Ｗ0は回転前の任意の位置で測定した凹凸デ
ータ、ＷRSSはＹ方向への横ずらしによって得られた回
転対称成分に係る凹凸データ、ＷRSは回転対称成分に係
る凹凸データ、ＷASSはＹ方向への横ずらしによって得
られた非回転対称成分に係る凹凸データ、ＷASは（３）
式で求めた非回転対称に係る凹凸データである。

【００６０】この回転対称成分に係る凹凸を修正するた
めの値ＷRSと、上記した（３）式で求めた非回転対称成
分に係る凹凸を修正するための値ＷASとを用いて、絶対
測定値Ｗが、次の算出式（６）にて求められる。Ｗ＝ＷRS＋ＷAS …（５）この結果、反射面２５Ａ上の非回転対称成分、回転対称
成分に係る凹凸による影響を受けない、被測定面２６Ａ
の絶対測定ができるようになる。

【００６１】このように、フィゾー干渉計２０では、反
射鏡調整装置３０の働きによって反射鏡２５を、反射面
２５Ａを被測定面２６Ａの光軸に対して垂直の状態を保
ったまま、当該光軸Ｌが、第２の開口２５Ｃを通過する
ように所定距離Ｄだけ移動させ（第２の位置）、この第
２の位置での干渉縞のデータ（図６の（Ｂ））と第１の
位置で得られた干渉縞のデータ（図６の（Ａ））とを比
較して、従来検出できなかった反射鏡２５の回転対称成
分に係る凹凸をも検知している。

【００６２】このように検知された反射鏡２５の反射面
２５Ａの凹凸データは、画像処理装置９内の記憶部（図
示省略）に記憶され、上記のように被測定物２６の被測
定面２６Ａを表すデータに反映されて、この反射面２５
Ａの凹凸分を修正した被測定面２６Ａの形状が、この画
像処理装置９によって測定される。図７は、本実施形態
の変形例の反射鏡２７を示す図である。この反射鏡２７
にはその点Ｐ3を中心に４つの第１の開口２７Ｂ，２７
Ｂ，２７Ｂ，２７Ｂが設けられ、更にこの第１の開口２
７Ｂ…以外の位置に第２の開口２７Ｃが設けられてい
る。この反射鏡２７の第１の開口２７Ｂ，…の直径Φ1
1、第２の開口２７Ｃの直径Φ12も上記した（１）式と
同様の条件を満たすように、その値が決定される。

【００６３】図８は、上記反射鏡２７を用いて、軸外し
放物面（円形で光軸Ｌがその中心Ｏ3から外れている放
物面）の被測定面２８Ａを測定する場合の、フィゾー干
渉計２０の配置を示す説明図である。この場合、被測定
面２８Ａの光軸Ｌがフィゾーレンズ４の焦点Ｆを通過す
るようにその位置合わせが行われる。

【００６４】図７に示す反射鏡２７を用いて、軸外しの
被測定面２８Ａの形状を実際に測定する場合には、反射
鏡２７が、図８の点Ｐ3を中心に所定角度（例えば、９
０度）宛回転されて、各々の回転角度にて得られた干渉
縞の画像データが得られる。そして、特定の回転角度に
おいて、反射鏡２７が、被測定面２８Ａの光軸Ｌが、第
２の開口２７Ｃを通過するように移動され（図８の矢印
で示すＹ方向）、このときの干渉縞の画像データが、干
渉縞測定部２０Ａの画像処理装置９に送られる。画像処
理装置９は、これら干渉縞を表す画像データを基に、反
射鏡２７Ａの表面形状を検知し、この検知したデータを
差し引いて、反射鏡２７に凹凸が生じていた場合にこれ
ら凹凸分を修正し、当該被測定面２８Ａの表面形状の絶
対測定が可能になる。

【００６５】ここで、反射鏡２７Ａの表面の凹凸を検知
する手法は、上記した反射鏡２５を用いた場合と同様で
あり、その詳細な説明は省略する。尚、上記した反射鏡
２５を被測定面２６Ａの光軸Ｌを中心に回転させる回転
調整マウント３０Ａとしては、ボールベアリングや、エ
アフィンドルを用いたものが考えられる。

【００６６】又、上記した第１の実施形態では、反射鏡
２５等を用いた干渉計として、フィゾー干渉計を用いた
例を示したが、トワイマン・グリーン干渉計等の他の干
渉計にも、本発明は適用可能である。又、干渉計に限ら
ず、天体望遠鏡等の反射鏡のように、一定の光路を辿っ
て２次非球面に入射し且つ該２次非球面で反射した光
を、同一光路を辿って反射させる他の反射鏡に、上記し
た反射鏡２５を適用することもできる。

【００６７】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
に係るフィゾー干渉計４０ついて、添付図面を参照して
説明する。尚、この第２の実施形態は、請求項１、請求
項３から請求項１０に対応する。

【００６８】図９は、双曲面の被測定面４６Ａの凹凸を
測定するためのフィゾー干渉計４０の概略を示す図であ
る。この図に示すように、フィゾー干渉計４０は、光源
１、半透明ブロック２、コリメータレンズ３、フィゾー
レンズ４、ＣＣＤカメラ８、画像処理装置９、フィゾー
レンズ調整装置１１、被測定物調整装置１２、反射鏡調
整装置５０とによって構成されている。尚、上記した半
透明ブロック２のハーフミラー２Ａ、コリメータレンズ
３、ＣＣＤカメラ８が干渉縞検知手段４０Ａを構成す
る。

【００６９】この双曲面の被測定面４６Ａの形状を測定
するフィゾー干渉計４０においては、被測定物４６、フ
ィゾーレンズ４が、図９に示す関係となるように（フィ
ゾーレンズ４の焦点Ｆと、被測定面４６Ａの光軸上の近
軸曲率の１／２の点を一致させる。）配置される。この
場合のフィゾーレンズ４と被測定物４６との位置合わせ
は、フィゾーレンズ４、被測定物４６に各々接続された
上記フィゾーレンズ調整装置１１、被測定物調整装置１
２によって行われる。

【００７０】又、このフィゾー干渉計４０においては、
上記被測定面４６Ａに対向する位置に反射鏡４５が配置
される。このとき反射鏡４５は、上記焦点Ｆを通過して
被測定面４６Ａで反射した光が、全て当該反射面４５Ａ
に垂直に入射するように、その位置合わせが行われる。
この反射鏡４５には、図９〜図１２に示すように、第１
の開口４５Ｂ，第２の開口４５Ｃが設けられている。こ
のうち第１の開口４５Ｂは、正面形状が円形の反射面４
５Ａの中心Ｏ2に設けられ、第２の開口４５Ｃは、上記
第１の開口４５Ｂから半径方向に所定距離Ｄだけ離れた
場所に設けられる（図１０）。

【００７１】そして、フィゾー干渉計４０による被測定
面４６Ａの測定時には、詳細は後述するように、光源１
からフィゾーレンズ４の焦点Ｆを通過して被測定物４６
に至る光が上記第１の開口４５Ｂを通過するように反射
鏡４５の位置合わせが行われ（第１の位置）、更に、上
記焦点Ｆを通過して被測定物４６に至る光が上記第２の
開口４５Ｃを通過するように反射鏡４５の位置合わせが
行われる（第２の位置）。尚、この位置合わせは、上記
した反射鏡調整装置５０によって行われる。

【００７２】このようなフィゾー干渉計４０において
は、光源１から発せられた光が半透明ブロック２を介し
てコリメータレンズ３に入射される。このコリメータレ
ンズ３から発せられた光（この時点では光線束は平面
波）は該フィゾー面４Ａにて一部がフィゾー面４Ａで光
源１側に反射される。又、他の一部は、フィゾーレンズ
４の作用によってその光線束が球面波に変換され、その
後、フィゾー面４Ａを通過して被測定物４６側に照射さ
れる。

【００７３】被測定物４６に入射した光は、焦点Ｆにて
収束された後、被測定物４６の被測定面４６Ａに照射さ
れる。被測定面４６Ａに入射した光は、該被測定面４６
Ａで反射し反射鏡４５に向かう。このとき、反射鏡４５
は、被測定面４６Ａにて反射した光が、当該反射面４５
Ａに対して常に垂直に当たるように配置される（例え
ば、図９，図１１に示す位置関係）。この結果、反射面
４５Ａに垂直に当った光は、その後、同一光路を被測定
物４６に向かって戻り、その後、上記焦点Ｆを通過して
フィゾー面４Ａに対して垂直に入射される。

【００７４】被測定面４６Ａ、反射面２５Ａで反射して
フィゾー面４Ａに戻った光は、先にフィゾー面４Ａで反
射した光と重ね合わされ、このときに干渉が生じる。互
いに干渉した光は、コリメータレンズ３を介して半透明
ブロック２のハーフミラー２Ａによって、ＣＣＤカメラ
８側に反射する。ＣＣＤカメラ８は、この干渉縞を表す
光を取り込んで、その画像データを画像処理装置９に送
る。そして、この画像データを受けた画像処理装置９
は、これらのデータを解析して当該被測定面４６Ａの形
状を測定する。

【００７５】斯かる構成のフィゾー干渉計４０において
は、フィゾーレンズ４のフィゾー面４Ａに、余分な凹凸
がなく、且つ、反射鏡４５の反射面４５Ａにも、余分な
凹凸がなければ、上記画像処理装置９で検知される干渉
縞は、被測定面４６Ａの表面形状を表すことになる。即
ち、ＣＣＤカメラ８で読み込まれた干渉縞を画像処理装
置９で解析すれば、被測定面４６Ａの表面形状を測定す
ることができる。

【００７６】而して、フィゾー干渉計４０においては、
詳細は後述するように、干渉縞を解析するに当たり、上
記反射鏡４５を少なくとも、上記した第１の位置及び第
２の位置に移動させて各々の位置で干渉縞を得、これら
得られた干渉縞に係るデータを比較することによって、
当該反射鏡４５の反射面４５Ａに生じている凹凸を検知
し、この結果を基に、被測定面４６Ａの形状を測定した
結果に修正を加えて、反射面４５Ａの凹凸の影響を排除
した被測定面４６Ａの形状測定を行っている。

【００７７】次に、上記第１の開口４５Ｂ，第２の開口
４５Ｃが設けられた反射鏡４５について説明する。反射
鏡４５の第１の開口４５Ｂは、図１０〜図１２に示すよ
うに、正面形状が円形の反射面４５Ａの中心Ｏ2に形成
されている。又、第２の開口４５Ｃは、上記第１の開口
４５Ｂから反射鏡４５の半径方向に所定距離Ｄ1だけ離
れた場所に形成されている（図１０）。

【００７８】このとき第１の開口４５Ｂ，第２の開口４
５Ｃの各々の直径Φ21，Φ22（図１１，図１２）は、次
式（４）を満足させる値に決定される。 Φ21＝Φ22＞２ｄ2tanθ2 …（４）ここに、ｄ2は反射鏡４５の光軸Ｌでの近傍の厚さであ
る。又、θ2は焦点Ｆから被測定面４６Ａ全面に光を入
射させる際の入射瞳（図１１）で次式（５）によって算
出される。

【００７９】 θ2＝sin^-1（２次非球面の開口数） …（６）このように第１の開口４５Ｂ，第２の開口４５Ｃが設け
られた反射鏡４５は、図１０に示す反射鏡調整装置５０
によって、その位置調整が行われる。具体的には、反射
鏡調整装置５０は、搭載された反射鏡４５を被測定面４
６Ａの光軸Ｌを中心に回転調整するための回転調整マウ
ント（第３の調整手段）５０Ａ、反射鏡４５を光軸Ｌに
平行な面（Ｘ−Ｙ平面）に関してＸ−Ｙ−Ｚの軸方向に
粗く移動させる第１のステージ（第１の調整手段）５０
Ｂ、反射鏡４５を同じくＸ−Ｙ−Ｚの軸方向に細かく移
動させる第２のステージ５０Ｃ、回転調整マウント５０
Ａと第１，第２のステージ５０Ｂ，５０Ｃとの角度（傾
き）を調整するチルト５０Ｄ、チルト５０Ｄと第２のス
テージ５０Ｃとの間に設けられて上記回転調整マウント
５０ＡをＸ−Ｙ平面上の所定の位置に関して回転移動さ
せる回転ステージ５０Ｅとを備えている。この場合、回
転ステージ５０Ｅは、上記第１のステージ５０Ｂと協働
して、反射鏡４５を、図１１，図１２に示す点Ｒを中心
に所定角度θ5回転させる（第２の調整手段としての機
能）。

【００８０】この反射鏡調整装置５０によれば、反射鏡
４５は、被測定面４６Ａの光軸Ｌを中心に回転させる調
整、光軸Ｌに平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）に関してＸ−Ｙ
方向に移動させる調整が可能になる。更に、上記回転ス
テージ５０Ｅ及び第１のステージ５０Ｂの働きによって
反射鏡４５を、上記光軸Ｌを含む平面（Ｘ−Ｙ平面）上
の所定の点Ｒ（図１１，図１２に示す光軸Ｌ上の点Ｒ）
を通過し、且つ、光軸Ｌに垂直な軸（この場合には、Ｘ
−Ｙ平面に垂直な軸）を中心に適宜回転移動させること
ができる。

【００８１】このような反射鏡調整装置５０を有するフ
ィゾー干渉計４０にあっても、上記した第１の実施形態
のフィゾー干渉計２０の場合と同様に、第１，第２，第
３の位置にて、干渉縞の検知／解析が行われて、当該被
測定面４６Ａの形状が測定される。具体的には、光源１
からの光が第１の開口４５Ｂを通過するような図９，図
１１に示す位置関係（これを「第１の位置」という。）
に、フィゾーレンズ４，被測定物４６，反射鏡４５が、
各々に接続されたフィゾーレンズ調整装置１１、被測定
物調整装置１２、反射鏡調整装置５０によって設定さ
れ、この第１の位置での干渉縞が、ＣＣＤカメラ８で検
知され、その干渉縞のデータが画像処理装置９で解析さ
れる。

【００８２】更に、上記反射鏡４５を上記第１のステー
ジ５０Ｂ及び回転ステージ５０Ｅによって、被測定面４
６Ａの光軸Ｌが、反射鏡４５の第２の開口４５Ｃを通過
し、且つ、球面の反射面４６Ａが、その回転後において
も、同一球面（図１１，図１２で一点鎖線で示す円弧）
上にあるようにその位置合わせが行われる（第２の位
置）。

【００８３】そして、この第２の位置で得られた干渉縞
がＣＣＤカメラ８で検知され、その干渉縞の画像データ
がＣＣＤカメラ８から画像処理装置９に送られてその解
析が行われる。反射鏡４５が、この第２の位置から第１
の位置に戻された後、反射鏡調整装置５０の回転調整マ
ウント５０Ａによって、反射鏡４５がその光軸Ｌを中心
に、所定角度（例えば９０度）回転される（第３の位
置）。そして、この第３の位置で得られた干渉縞が、Ｃ
ＣＤカメラ８で検知される。斯く検知された画像データ
は、画像処理装置９に送られてその解析が行われる。
尚、第３の位置での干渉縞の解析は、所定角度の回転を
所定回（例えば、３回）行わって、各々の回転角度（例
えば、９０度、１８０度，２７０度）で得られた干渉縞
の画像データを基に、画像処理装置９で詳細な解析が行
われる。

【００８４】尚、上記第１〜第３の位置で得られる画像
データを基に、反射鏡４５の反射面４５Ａに生じている
凹凸を測定する方法については、上記した第１の実施形
態と同様でありその詳細な説明は省略する。以上説明し
たように、この第２の実施形態では、双曲面の被測定面
４６Ａの凹凸を測定する例を挙げて説明したが、他の２
次非球面、例えば、楕円面の被測定面についても、同様
に、反射鏡（この場合にも、反射鏡は球面鏡である。）
の表面の凹凸を検知して、当該被測定面の絶対測定を行
うことができるのは勿論である。

【００８５】尚、反射鏡４５を、被測定面４６Ａの光軸
Ｌを中心に回転させる回転調整マウント５０Ａとして
は、ボールベアリングや、エアフィンドルを用いたもの
が考えられる。又、上記した第２の実施形態では、反射
鏡４５等を用いた干渉計として、フィゾー干渉計を用い
た例を示したが、トワイマン・グリーン干渉計等の他の
干渉計にも、本発明は適用可能である。

【００８６】又、干渉計に限らず、天体望遠鏡等の反射
鏡のように、一定の光路を辿って２次非球面に入射し且
つ該２次非球面で反射した光を、同一光路を辿って反射
させる他の反射鏡に本発明を適用することもできる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、上記請求項１から
請求項３の発明によれば、一定の光路を辿って２次非球
面に入射し且つ該２次非球面で反射した光が、反射鏡に
入射する際に、２次非球面の同一の箇所に入射した光
を、当該反射鏡の異なる位置で反射させることができる
ので、その反射面に凹凸がある場合に、異なる位置で反
射した光のデータを基に、その凹凸を簡易に検知するこ
とができる。

【００８８】又、請求項４から請求項６の発明によれ
ば、調整手段の働きによって、２次非球面の光軸上の特
定点を通過する光を、反射鏡に設けられた２つの開口
を、各々介して、当該２次非球面に入射させることがで
き、当該反射鏡の異なる位置で反射させることができる
ので、異なる位置で反射した光に基づいて、当該反射面
の凹凸を簡易に検知することができるようになる。

【００８９】又、請求項７から請求項９の発明によれ
ば、参照面で反射した光と、２次非球面たる被測定面、
更には反射面にて反射された光とを互いに干渉させる干
渉計において、被測定面の光軸上の特定点を通過し一定
光路を辿った光を、反射鏡を移動させて当該反射面の異
なる点で反射させることができるので、反射鏡の反射面
に凹凸が生じている場合に、当該異なる点で光が反射し
た結果得られる干渉縞に基づいて、反射面の凹凸を検知
できるようになる。この結果、２次非球面の形状測定を
行なうに当たり、反射面に凹凸が生じていても当該反射
面の絶対測定を予め行うことなく、反射鏡を回転させた
り、横ずらしすることにより、被測定面の絶対測定が可
能になる。

【００９０】又、請求項１０の発明によれば、反射鏡
を、被測定面の光軸を中心に回転させて、当該反射鏡の
異なる点で反射させた場合の各々の干渉縞を比較して、
当該反射鏡の凹凸を検知できるので、２次非球面の形状
測定を行なうに当たり、反射面に凹凸が生じていても、
当該反射面の絶対測定を予め行うことなく、測定結果か
ら反射面の凹凸の影響を取り除いて、被測定面の絶対測
定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態のフィゾー干渉計２０の構成を
示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態の反射鏡２５の平面形状及び断
面形状を示す説明図である。

【図３】フィゾー干渉計２０の反射鏡調整装置３０を示
す斜視図である。

【図４】第１の位置で被測定物２６の被測定面２６Ａの
形状を測定する様子を示す説明図である。

【図５】第２の位置で被測定物２６の被測定面２６Ａの
形状を測定する様子を示す説明図である。

【図６】画像処理装置９によって解析される干渉縞のデ
ータの変化を示す説明図である。

【図７】第１の実施形態の変形例に係る反射鏡２７の平
面形状を示す説明図である。

【図８】反射鏡２７が使用して被測定物２８の被測定面
２８Ａの形状を測定する様子を示す説明図である。

【図９】第２の実施形態のフィゾー干渉計４０の構成を
示すブロック図である。

【図１０】フィゾー干渉計４０の反射鏡調整装置５０を
示す斜視図である。

【図１１】第１の位置で被測定物４６の被測定面４６Ａ
の形状を測定する様子を示す説明図である。

【図１２】第２の位置で被測定物４６の被測定面４６Ａ
の形状を測定する様子を示す説明図である。

【図１３】放物面を測定する従来のフィゾー干渉計１０
の構成を示すブロック図である。

【図１４】双曲面を測定する従来のフィゾー干渉計１０
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１光源４フィゾーレンズ４Ａフィゾー面（参照面）２０フィゾー干渉計２５，４５反射鏡２５Ａ，４５Ａ反射面２６，４６被測定物２６Ａ，４６Ａ被測定面３０，５０反射鏡調整装置

フロントページの続き (72)発明者市川元東京都千代田区丸の内３丁目２番３号株式会社ニコン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物の２次非球面と対向し、該２次非
球面の光軸と交わるように設置され、上記光軸上の特定点を通過して上記２次非球面に入射し
該２次非球面で反射した光を、上記２次非球面に同一光
路にて再び入射させる反射鏡において、上記２次非球面に光を入射させるための開口が少なくと
も２以上設けられていることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】上記２次非球面は放物面であり、上記反
射鏡の反射面は平面であることを特徴とする請求項１に
記載の反射鏡。
【請求項３】上記２次非球面は双曲面又は楕円面であ
り、上記反射鏡の反射面は球面であることを特徴とする
請求項１に記載の反射鏡。
【請求項４】請求項１から請求項３の何れかに記載の
上記反射鏡又は上記対象物を、上記特定点を通過した光が上記２以上の開口の一方の開
口を通過し得る第１の位置と、上記特定点を通過した光
が上記２以上の開口の他方の開口を通過し得る第２の位
置とに移動調整可能な調整手段を備えていることを特徴
とする反射鏡調整装置。
【請求項５】上記調整手段は、上記反射鏡を、上記光軸を含む１つの平面に関して、少
なくとも光軸に垂直な一方向に移動させることができる
第１の調整手段を備えていることを特徴とする請求項４
に記載の反射鏡調整装置。
【請求項６】上記調整手段は、上記反射鏡を少なくとも、該反射鏡の球心を通り、且つ
該光軸に垂直な軸を中心に回転移動させる第２の調整手
段を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５
に記載の反射鏡調整装置。
【請求項７】光源と、上記光源からの光の少なくとも一部が入射する参照面
と、請求項４から請求項６の何れかに記載の反射鏡と、請求項４から請求項６の何れかに記載の調整手段と、上記参照面にて反射した光と、上記反射鏡にて反射され
て同一光路を辿って戻ってきた光とを重ね合わせて得ら
れた干渉縞を検知する干渉縞検知手段と、該干渉縞検知手段からの信号に基づいて上記被測定面の
形状を測定する測定手段とを備えていることを特徴とす
る干渉計。
【請求項８】上記測定手段は、上記反射鏡が上記第１
の位置にあるときの干渉縞を表す信号と、上記反射鏡が
上記第２の位置にあるときの干渉縞を表す信号とを比較
して、反射鏡の表面の凹凸を検知することを特徴とする
請求項７に記載の干渉計。
【請求項９】上記調整手段は、上記反射鏡を、上記被
測定面の光軸を中心に回転移動させ得る第３の調整手段
を備え、上記干渉縞検知手段は、上記反射鏡が上記第１の位置に
あるときの干渉縞を表す第１の信号と、上記反射鏡が上
記第２の位置にあるときの干渉縞を表す第２の信号と、
上記反射鏡が上記第１の位置にあるときに上記第３の調
整手段によって当該反射鏡を上記光軸を中心として所定
角度回転させたときの干渉縞を表す第３の信号とを各々
比較して、反射鏡の表面の凹凸を検知することを特徴と
する請求項７に記載の干渉計。
【請求項１０】光源と、上記光源から光が入射される参照面と、被測定面が２次非球面であるときにその光軸上の特定点
を通過して該被測定面に入射し反射した上記光源からの
光を、上記被測定面に同一光路にて再び入射させる反射
鏡と、上記反射鏡を、上記光軸を中心として所定角度回転させ
得る調整手段と、上記参照面にて反射した光と、上記反射鏡にて反射され
た後同一光路を戻ってきた光とを重ね合わせて得られた
干渉縞を検知する干渉縞検知手段と、該干渉縞検知手段からの信号に基づいて上記被測定面の
形状を測定する測定手段とを備え、上記測定手段は、上記反射鏡が所定の位置にあるときの
干渉縞を表す信号と、上記反射鏡を上記調整手段にて上
記光軸を中心として所定角度回転させた状態での干渉縞
を表す信号とを比較して、反射鏡の表面の凹凸を検知す
ることを特徴とする干渉計。