JPH11108624A - 面形状測定装置および方法、並びに波面収差測定装置および方法 - Google Patents
面形状測定装置および方法、並びに波面収差測定装置および方法Info
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- JPH11108624A JPH11108624A JP9287723A JP28772397A JPH11108624A JP H11108624 A JPH11108624 A JP H11108624A JP 9287723 A JP9287723 A JP 9287723A JP 28772397 A JP28772397 A JP 28772397A JP H11108624 A JPH11108624 A JP H11108624A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 干渉計と被検平面鏡との間に介在する光学系
の波面収差の影響を受けることなく大きな被検平面鏡の
面形状を高精度に測定する。 【解決手段】 干渉計（３）からの測定光を光学系
（２）を介して平行光に変換して被検平面鏡（１）へ入
射させ、干渉計（３）に戻った測定光と参照光との干渉
により得られた波面データに基づいて被検平面鏡（１）
の面形状を測定する。本発明では、光学系（２）の光軸
（ＡＸ）に垂直な面に沿って複数の異なる位置に位置決
めされた被検平面鏡（１）で反射されて干渉計（３）に
戻った測定光と参照光との干渉により得られた複数の波
面データに基づいて、光学系（２）の波面収差の影響を
受けることなく被検平面鏡（１）の面形状を測定する。
の波面収差の影響を受けることなく大きな被検平面鏡の
面形状を高精度に測定する。 【解決手段】 干渉計（３）からの測定光を光学系
（２）を介して平行光に変換して被検平面鏡（１）へ入
射させ、干渉計（３）に戻った測定光と参照光との干渉
により得られた波面データに基づいて被検平面鏡（１）
の面形状を測定する。本発明では、光学系（２）の光軸
（ＡＸ）に垂直な面に沿って複数の異なる位置に位置決
めされた被検平面鏡（１）で反射されて干渉計（３）に
戻った測定光と参照光との干渉により得られた複数の波
面データに基づいて、光学系（２）の波面収差の影響を
受けることなく被検平面鏡（１）の面形状を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面形状測定装置およ
び方法並びに波面収差測定装置および方法に関し、特に
大きな平面鏡の面形状の測定および大口径の光学系の波
面収差の測定に関する。
び方法並びに波面収差測定装置および方法に関し、特に
大きな平面鏡の面形状の測定および大口径の光学系の波
面収差の測定に関する。
【０００２】
【従来の技術】大きな平面鏡の面形状を測定する従来の
面形状測定装置では、干渉計から射出された平行光また
は収束光をエキスパンダー光学系またはコリメータレン
ズを介して光束径の大きな平行光に変換し、この平行光
を大きな被検平面鏡に入射させる。そして、被検平面鏡
からの反射光をエキスパンダー光学系またはコリメータ
レンズを介して干渉計へ導き、被検平面鏡で反射されて
干渉計に戻った測定光と参照光とを干渉計内において干
渉させ、その干渉縞に基づいて被検平面鏡の面形状を測
定する。
面形状測定装置では、干渉計から射出された平行光また
は収束光をエキスパンダー光学系またはコリメータレン
ズを介して光束径の大きな平行光に変換し、この平行光
を大きな被検平面鏡に入射させる。そして、被検平面鏡
からの反射光をエキスパンダー光学系またはコリメータ
レンズを介して干渉計へ導き、被検平面鏡で反射されて
干渉計に戻った測定光と参照光とを干渉計内において干
渉させ、その干渉縞に基づいて被検平面鏡の面形状を測
定する。
【０００３】一方、大口径の光学系の波面収差を測定す
る従来の波面収差測定装置では、干渉計から射出された
平行光または収束光を光束径の大きな平行光に変換する
位置に被検光学系を位置決めし、被検光学系を介して形
成された光束径の大きな平行光を平面鏡に入射させる。
そして、平面鏡からの反射光を被検光学系を介して干渉
計に導き、平面鏡で反射され被検光学系を介して干渉計
に戻った測定光と参照光とを干渉計内において干渉さ
せ、その干渉縞に基づいて被検光学系の波面収差を測定
する。
る従来の波面収差測定装置では、干渉計から射出された
平行光または収束光を光束径の大きな平行光に変換する
位置に被検光学系を位置決めし、被検光学系を介して形
成された光束径の大きな平行光を平面鏡に入射させる。
そして、平面鏡からの反射光を被検光学系を介して干渉
計に導き、平面鏡で反射され被検光学系を介して干渉計
に戻った測定光と参照光とを干渉計内において干渉さ
せ、その干渉縞に基づいて被検光学系の波面収差を測定
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面形状測定装置では、平面鏡で反射されて干渉計に戻っ
た測定光の波面は、エキスパンダー光学系またはコリメ
ータレンズの波面収差の影響も受けることになる。特
に、大きな平面鏡の面形状を測定する場合、エキスパン
ダー光学系またはコリメータレンズは大口径になり、そ
の波面収差を小さくすることは困難である。したがっ
て、大きな平面鏡の面形状を測定する従来の面形状測定
装置では、エキスパンダー光学系またはコリメータレン
ズの波面収差が面形状の測定精度に大きな影響を及ぼし
てしまう。
面形状測定装置では、平面鏡で反射されて干渉計に戻っ
た測定光の波面は、エキスパンダー光学系またはコリメ
ータレンズの波面収差の影響も受けることになる。特
に、大きな平面鏡の面形状を測定する場合、エキスパン
ダー光学系またはコリメータレンズは大口径になり、そ
の波面収差を小さくすることは困難である。したがっ
て、大きな平面鏡の面形状を測定する従来の面形状測定
装置では、エキスパンダー光学系またはコリメータレン
ズの波面収差が面形状の測定精度に大きな影響を及ぼし
てしまう。
【０００５】また、従来の波面収差測定装置では、平面
鏡で反射され被検光学系を介して干渉計に戻った測定光
の波面は、平面鏡の面形状による波面の影響も受けるこ
とになる。特に、大口径の光学系の波面収差を測定する
場合、平面鏡は大型化し、その面形状は熱などの影響に
より変動し易い。したがって、大口径の光学系の波面収
差を測定する従来の波面収差測定装置では、平面鏡の面
形状の変動が被検光学系の波面収差の測定精度に大きな
影響を及ぼしてしまう。
鏡で反射され被検光学系を介して干渉計に戻った測定光
の波面は、平面鏡の面形状による波面の影響も受けるこ
とになる。特に、大口径の光学系の波面収差を測定する
場合、平面鏡は大型化し、その面形状は熱などの影響に
より変動し易い。したがって、大口径の光学系の波面収
差を測定する従来の波面収差測定装置では、平面鏡の面
形状の変動が被検光学系の波面収差の測定精度に大きな
影響を及ぼしてしまう。
【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、干渉計と被検平面鏡との間に介在する光学系
の波面収差の影響を受けることなく大きな被検平面鏡の
面形状を高精度に測定することのできる面形状測定装置
および方法を提供することを目的とする。また、平面鏡
の面形状の変動の影響を受けることなく大口径の被検光
学系の波面収差を高精度に測定することのできる波面収
差測定装置および方法を提供することを目的とする。
のであり、干渉計と被検平面鏡との間に介在する光学系
の波面収差の影響を受けることなく大きな被検平面鏡の
面形状を高精度に測定することのできる面形状測定装置
および方法を提供することを目的とする。また、平面鏡
の面形状の変動の影響を受けることなく大口径の被検光
学系の波面収差を高精度に測定することのできる波面収
差測定装置および方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、干渉計と光学系とを備え、前記
干渉計からの測定光を前記光学系を介して所定の大きさ
の断面を有する平行光に変換して被検平面鏡へ入射さ
せ、前記被検平面鏡で反射された前記測定光を前記光学
系を介して前記干渉計へ導き、前記干渉計に戻った前記
測定光と参照光との干渉により得られた波面データに基
づいて前記被検平面鏡の面形状を測定する面形状測定装
置において、前記光学系の光軸に垂直な面に沿って前記
被検平面鏡を移動させるための移動手段と、前記光学系
の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置に位置決め
された前記被検平面鏡で反射されて前記干渉計に戻った
前記測定光と参照光との干渉により得られた複数の波面
データに基づいて、前記光学系の波面収差の影響を受け
ることなく前記被検平面鏡の面形状を測定するための制
御手段とを備えていることを特徴とする面形状測定装置
を提供する。
に、本発明においては、干渉計と光学系とを備え、前記
干渉計からの測定光を前記光学系を介して所定の大きさ
の断面を有する平行光に変換して被検平面鏡へ入射さ
せ、前記被検平面鏡で反射された前記測定光を前記光学
系を介して前記干渉計へ導き、前記干渉計に戻った前記
測定光と参照光との干渉により得られた波面データに基
づいて前記被検平面鏡の面形状を測定する面形状測定装
置において、前記光学系の光軸に垂直な面に沿って前記
被検平面鏡を移動させるための移動手段と、前記光学系
の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置に位置決め
された前記被検平面鏡で反射されて前記干渉計に戻った
前記測定光と参照光との干渉により得られた複数の波面
データに基づいて、前記光学系の波面収差の影響を受け
ることなく前記被検平面鏡の面形状を測定するための制
御手段とを備えていることを特徴とする面形状測定装置
を提供する。
【０００８】本発明の面形状測定装置の好ましい態様に
よれば、前記制御手段は、前記光学系の光軸に垂直な面
内において互いに直交する２つの軸線方向をｘ軸および
ｙ軸とし、前記被検平面鏡の面形状による波面Ｗ（ｘ，
ｙ）が次の式（１）で表され、
よれば、前記制御手段は、前記光学系の光軸に垂直な面
内において互いに直交する２つの軸線方向をｘ軸および
ｙ軸とし、前記被検平面鏡の面形状による波面Ｗ（ｘ，
ｙ）が次の式（１）で表され、
【数９】 前記被検平面鏡をｘ軸方向に沿ってΔｘだけ移動させた
ときの前記被検平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp
）に対応する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘ
で除した差分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記被検平面鏡
をｙ軸方向に沿ってΔｙだけ移動させたときの前記被検
平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波
面データの変動量ΔＷを移動距離Δｙで除した差分量を
ΔＷ／Δｙ｜p としたとき、次の式（２）で定義される
Ｓが最小になるような係数αi を求め、
ときの前記被検平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp
）に対応する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘ
で除した差分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記被検平面鏡
をｙ軸方向に沿ってΔｙだけ移動させたときの前記被検
平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波
面データの変動量ΔＷを移動距離Δｙで除した差分量を
ΔＷ／Δｙ｜p としたとき、次の式（２）で定義される
Ｓが最小になるような係数αi を求め、
【数１０】 求めた係数αi に基づいて、前記被検平面鏡の面形状に
よる波面を、ひいては前記被検平面鏡の面形状を測定す
る。
よる波面を、ひいては前記被検平面鏡の面形状を測定す
る。
【０００９】また、本発明の別の局面によれば、干渉計
からの測定光を光学系を介して所定の大きさの断面を有
する平行光に変換して被検平面鏡へ入射させ、前記被検
平面鏡で反射された前記測定光を前記光学系を介して前
記干渉計へ導き、前記干渉計に戻った前記測定光と参照
光との干渉により得られた波面データに基づいて前記被
検平面鏡の面形状を測定する面形状測定方法において、
前記光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記被検平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて、前記光学系の波面収差の
影響を受けることなく前記被検平面鏡の面形状を測定す
ることを特徴とする面形状測定方法を提供する。
からの測定光を光学系を介して所定の大きさの断面を有
する平行光に変換して被検平面鏡へ入射させ、前記被検
平面鏡で反射された前記測定光を前記光学系を介して前
記干渉計へ導き、前記干渉計に戻った前記測定光と参照
光との干渉により得られた波面データに基づいて前記被
検平面鏡の面形状を測定する面形状測定方法において、
前記光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記被検平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて、前記光学系の波面収差の
影響を受けることなく前記被検平面鏡の面形状を測定す
ることを特徴とする面形状測定方法を提供する。
【００１０】さらに、本発明の別の局面によれば、干渉
計と平面鏡とを備え、前記干渉計からの測定光を所定の
大きさの断面を有する平行光に変換して前記平面鏡へ入
射させるように配置された被検光学系の波面収差を測定
する波面収差測定装置において、前記被検光学系の光軸
に垂直な面に沿って前記平面鏡を移動させるための移動
手段と、前記被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数
の異なる位置に位置決めされた前記平面鏡で反射されて
前記干渉計に戻った前記測定光と参照光との干渉により
得られた複数の波面データに基づいて前記被検光学系の
波面収差の影響を受けることなく前記平面鏡の面形状を
検出し、検出した前記平面鏡の面形状と前記干渉計にお
いて得られる波面データとに基づいて前記平面鏡の面形
状の変動の影響を受けることなく前記被検光学系の波面
収差を測定するための制御手段とを備えていることを特
徴とする波面収差測定装置を提供する。
計と平面鏡とを備え、前記干渉計からの測定光を所定の
大きさの断面を有する平行光に変換して前記平面鏡へ入
射させるように配置された被検光学系の波面収差を測定
する波面収差測定装置において、前記被検光学系の光軸
に垂直な面に沿って前記平面鏡を移動させるための移動
手段と、前記被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数
の異なる位置に位置決めされた前記平面鏡で反射されて
前記干渉計に戻った前記測定光と参照光との干渉により
得られた複数の波面データに基づいて前記被検光学系の
波面収差の影響を受けることなく前記平面鏡の面形状を
検出し、検出した前記平面鏡の面形状と前記干渉計にお
いて得られる波面データとに基づいて前記平面鏡の面形
状の変動の影響を受けることなく前記被検光学系の波面
収差を測定するための制御手段とを備えていることを特
徴とする波面収差測定装置を提供する。
【００１１】また、本発明の別の局面によれば、干渉計
からの測定光を所定の大きさの断面を有する平行光に変
換して平面鏡へ入射させるように配置された被検光学系
の波面収差を測定する波面収差測定方法において、前記
被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記平面鏡で反射されて前記干渉計に
戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた複数
の波面データに基づいて前記被検光学系の波面収差の影
響を受けることなく前記平面鏡の面形状を検出し、検出
した前記平面鏡の面形状と前記干渉計において得られる
波面データとに基づいて前記平面鏡の面形状の変動の影
響を受けることなく前記被検光学系の波面収差を測定す
ることを特徴とする波面収差測定方法を提供する。
からの測定光を所定の大きさの断面を有する平行光に変
換して平面鏡へ入射させるように配置された被検光学系
の波面収差を測定する波面収差測定方法において、前記
被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記平面鏡で反射されて前記干渉計に
戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた複数
の波面データに基づいて前記被検光学系の波面収差の影
響を受けることなく前記平面鏡の面形状を検出し、検出
した前記平面鏡の面形状と前記干渉計において得られる
波面データとに基づいて前記平面鏡の面形状の変動の影
響を受けることなく前記被検光学系の波面収差を測定す
ることを特徴とする波面収差測定方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明では、光学系の光軸に垂直
な面に沿って平面鏡を移動させて複数回測定を行うこと
により、光学系の波面収差の影響を受けることなく、平
面鏡の面形状による波面の変化量を測定することができ
る。したがって、たとえば式（２）で定義されるＳが最
小になるような係数αi を求め、求めた係数αi を式
（１）に代入することによって、平面鏡の面形状による
波面の変化量から平面鏡の面形状による波面を、ひいて
は平面鏡の面形状を高精度に求めることができる。すな
わち、干渉計と平面鏡との間に介在する光学系の波面収
差の影響を受けることなく、大きな平面鏡の面形状を高
精度に測定することができる。
な面に沿って平面鏡を移動させて複数回測定を行うこと
により、光学系の波面収差の影響を受けることなく、平
面鏡の面形状による波面の変化量を測定することができ
る。したがって、たとえば式（２）で定義されるＳが最
小になるような係数αi を求め、求めた係数αi を式
（１）に代入することによって、平面鏡の面形状による
波面の変化量から平面鏡の面形状による波面を、ひいて
は平面鏡の面形状を高精度に求めることができる。すな
わち、干渉計と平面鏡との間に介在する光学系の波面収
差の影響を受けることなく、大きな平面鏡の面形状を高
精度に測定することができる。
【００１３】また、本発明では、上述のように光学系の
波面収差の影響を受けることなく大きな平面鏡の面形状
を高精度に随時検出することができるので、波面収差の
測定に際して適宜検出した平面鏡の面形状と干渉計で得
られる波面データとに基づいて、大きな平面鏡の面形状
の変動の影響を受けることなく、大口径の光学系の波面
収差を高精度に測定することができる。なお、光軸に垂
直な面に沿って平面鏡を移動させながら測定を行う際に
平面鏡が傾いても平面鏡の面形状の二次成分を測定する
ことができるように、傾き検出系を介して平面鏡の傾き
を検出することが好ましい。
波面収差の影響を受けることなく大きな平面鏡の面形状
を高精度に随時検出することができるので、波面収差の
測定に際して適宜検出した平面鏡の面形状と干渉計で得
られる波面データとに基づいて、大きな平面鏡の面形状
の変動の影響を受けることなく、大口径の光学系の波面
収差を高精度に測定することができる。なお、光軸に垂
直な面に沿って平面鏡を移動させながら測定を行う際に
平面鏡が傾いても平面鏡の面形状の二次成分を測定する
ことができるように、傾き検出系を介して平面鏡の傾き
を検出することが好ましい。
【００１４】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる面形状測
定装置および波面収差測定装置の構成を概略的に示す図
である。図１の装置は、フィゾー型干渉計３を備えてい
る。干渉計３から図中右方向に射出された測定光は、凹
面反射鏡２ａの中心に形成された孔（不図示）を通過し
た後、凸面反射鏡２ｂに入射する。凸面反射鏡２ｂで図
中左方向に反射された測定光は、凹面反射鏡２ａで図中
右方向に反射され、大きな光束径を有する平行光とな
る。凹面反射鏡２ａを介した平行光は、大きな平面鏡１
に入射する。このように、凹面反射鏡２ａおよび凸面反
射鏡２ｂは、干渉計３からの測定光を大きな光束径を有
する平行光に変換して平面鏡１へ入射させるためのコリ
メータレンズ２を構成している。
明する。図１は、本発明の第１実施例にかかる面形状測
定装置および波面収差測定装置の構成を概略的に示す図
である。図１の装置は、フィゾー型干渉計３を備えてい
る。干渉計３から図中右方向に射出された測定光は、凹
面反射鏡２ａの中心に形成された孔（不図示）を通過し
た後、凸面反射鏡２ｂに入射する。凸面反射鏡２ｂで図
中左方向に反射された測定光は、凹面反射鏡２ａで図中
右方向に反射され、大きな光束径を有する平行光とな
る。凹面反射鏡２ａを介した平行光は、大きな平面鏡１
に入射する。このように、凹面反射鏡２ａおよび凸面反
射鏡２ｂは、干渉計３からの測定光を大きな光束径を有
する平行光に変換して平面鏡１へ入射させるためのコリ
メータレンズ２を構成している。
【００１５】なお、平面鏡１は、適当な移動系４の作用
により、装置の光軸ＡＸ（干渉計３の光軸およびコリメ
ータレンズ２の光軸と一致している）に垂直な面に沿っ
て移動可能に構成されている。平面鏡１で反射された測
定光は、凹面反射鏡２ａおよび凸面反射鏡２ｂを介した
後、干渉計３に戻る。干渉計３では、平面鏡１から戻っ
た測定光と参照光とを干渉させ、その干渉縞に基づいて
平面鏡の面形状に関する波面データを得る。干渉計３の
出力は、制御系５に供給される。制御系５は、移動系４
を介して光軸ＡＸに垂直な面に沿って平面鏡１を移動さ
せながら、干渉計３の出力に基づいてコリメータレンズ
２の波面収差の影響を受けることなく平面鏡１の面形状
を測定する。
により、装置の光軸ＡＸ（干渉計３の光軸およびコリメ
ータレンズ２の光軸と一致している）に垂直な面に沿っ
て移動可能に構成されている。平面鏡１で反射された測
定光は、凹面反射鏡２ａおよび凸面反射鏡２ｂを介した
後、干渉計３に戻る。干渉計３では、平面鏡１から戻っ
た測定光と参照光とを干渉させ、その干渉縞に基づいて
平面鏡の面形状に関する波面データを得る。干渉計３の
出力は、制御系５に供給される。制御系５は、移動系４
を介して光軸ＡＸに垂直な面に沿って平面鏡１を移動さ
せながら、干渉計３の出力に基づいてコリメータレンズ
２の波面収差の影響を受けることなく平面鏡１の面形状
を測定する。
【００１６】以下、第１実施例における平面鏡１の面形
状の測定方法について詳述する。光軸ＡＸに垂直な面内
において互いに直交する方向にｘ軸およびｙ軸を設定
し、平面鏡１の面形状による波面をＷf （ｘ，ｙ）と
し、コリメータレンズ２の波面収差による波面をＷc
（ｘ，ｙ）とすると、所定位置に位置決めされた平面鏡
１に対して干渉計３で測定される波面Ｗa （ｘ，ｙ）
は、次の式（３）で表される。 Ｗa （ｘ，ｙ）＝Ｗc （ｘ，ｙ）＋Ｗf （ｘ，ｙ） （３）
状の測定方法について詳述する。光軸ＡＸに垂直な面内
において互いに直交する方向にｘ軸およびｙ軸を設定
し、平面鏡１の面形状による波面をＷf （ｘ，ｙ）と
し、コリメータレンズ２の波面収差による波面をＷc
（ｘ，ｙ）とすると、所定位置に位置決めされた平面鏡
１に対して干渉計３で測定される波面Ｗa （ｘ，ｙ）
は、次の式（３）で表される。 Ｗa （ｘ，ｙ）＝Ｗc （ｘ，ｙ）＋Ｗf （ｘ，ｙ） （３）
【００１７】次に、光軸ＡＸに垂直な面に沿って所定位
置からΔｘだけ間隔を隔てた位置に位置決めされた平面
鏡１に対して干渉計３で測定される波面Ｗa'（ｘ，ｙ）
は、次の式（４）で表される。 Ｗa'（ｘ，ｙ）＝Ｗc （ｘ，ｙ）＋Ｗf （ｘ＋Δｘ，ｙ） （４）
置からΔｘだけ間隔を隔てた位置に位置決めされた平面
鏡１に対して干渉計３で測定される波面Ｗa'（ｘ，ｙ）
は、次の式（４）で表される。 Ｗa'（ｘ，ｙ）＝Ｗc （ｘ，ｙ）＋Ｗf （ｘ＋Δｘ，ｙ） （４）
【００１８】すなわち、光軸ＡＸに垂直な面に沿って平
面鏡１をΔｘだけ移動させたときの干渉計３で測定され
る波面の変化量ΔＷa は、次の式（５）で表される。
面鏡１をΔｘだけ移動させたときの干渉計３で測定され
る波面の変化量ΔＷa は、次の式（５）で表される。
【数１１】
【００１９】式（５）を参照すると、光軸ＡＸに垂直な
面に沿って平面鏡１をΔｘだけ移動させたとき、干渉計
３で測定される波面の変化量ΔＷa は、コリメータレン
ズ２の波面収差の影響を受けることなく、平面鏡１の面
形状による波面の変化量ΔＷf と等しいことがわかる。
同様に、光軸ＡＸに垂直な面に沿って平面鏡１をΔｙだ
け移動させたとき、干渉計３で測定される波面の変化量
ΔＷa は、コリメータレンズ２の波面収差の影響を受け
ることなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷ
f と等しいことがわかる。すなわち、光軸ＡＸに垂直な
面に沿って平面鏡１を移動させて複数回測定を行うこと
により、コリメータレンズ２の波面収差の影響を受ける
ことなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf
を検出することができる。
面に沿って平面鏡１をΔｘだけ移動させたとき、干渉計
３で測定される波面の変化量ΔＷa は、コリメータレン
ズ２の波面収差の影響を受けることなく、平面鏡１の面
形状による波面の変化量ΔＷf と等しいことがわかる。
同様に、光軸ＡＸに垂直な面に沿って平面鏡１をΔｙだ
け移動させたとき、干渉計３で測定される波面の変化量
ΔＷa は、コリメータレンズ２の波面収差の影響を受け
ることなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷ
f と等しいことがわかる。すなわち、光軸ＡＸに垂直な
面に沿って平面鏡１を移動させて複数回測定を行うこと
により、コリメータレンズ２の波面収差の影響を受ける
ことなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf
を検出することができる。
【００２０】次に、平面鏡１の面形状による波面の変化
量ΔＷf から平面鏡１の面形状を求める方法について説
明する。一般に、平面鏡１の面形状による波面Ｗf
（ｘ，ｙ）は、多項式Ｚi （ｘ，ｙ）を用いて以下の式
（６）のように表される。
量ΔＷf から平面鏡１の面形状を求める方法について説
明する。一般に、平面鏡１の面形状による波面Ｗf
（ｘ，ｙ）は、多項式Ｚi （ｘ，ｙ）を用いて以下の式
（６）のように表される。
【数１２】
【００２１】多項式Ｚi の具体的な例の１つは、ツェル
ニケの多項式である。しかしながらこの時、ツェルニケ
の多項式は、一般に極座標ｒ、θを用いて表されるの
で、ｒ＝√（ｘ2 ＋ｙ2 ）、tan(θ) ＝ｙ／ｘの関係よ
り、ｘ、ｙの立場で表したツェルニケの多項式になる。
そして、平面鏡１の面形状による波面Ｗf （ｘ，ｙ）
を、ひいては平面鏡１の面形状を求めることは、係数α
i を求めることと同じである。
ニケの多項式である。しかしながらこの時、ツェルニケ
の多項式は、一般に極座標ｒ、θを用いて表されるの
で、ｒ＝√（ｘ2 ＋ｙ2 ）、tan(θ) ＝ｙ／ｘの関係よ
り、ｘ、ｙの立場で表したツェルニケの多項式になる。
そして、平面鏡１の面形状による波面Ｗf （ｘ，ｙ）
を、ひいては平面鏡１の面形状を求めることは、係数α
i を求めることと同じである。
【００２２】式（６）をｘおよびｙで偏微分すると、次
の式（７）および（８）に示す関係が得られる。
の式（７）および（８）に示す関係が得られる。
【数１３】
【００２３】平面鏡１をΔｘだけ移動させたときの平面
鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf の差分量ΔＷf
／Δｘが微分量∂Ｗf （ｘ，ｙ）／∂ｘと等しく、平面
鏡１をΔｙだけ移動させたときの平面鏡１の面形状によ
る波面の変化量ΔＷf の差分量ΔＷf ／Δｙが微分量∂
Ｗf （ｘ，ｙ）／∂ｙと等しいと仮定すると、次の式
（９）および（10）に示す関係が得られる。
鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf の差分量ΔＷf
／Δｘが微分量∂Ｗf （ｘ，ｙ）／∂ｘと等しく、平面
鏡１をΔｙだけ移動させたときの平面鏡１の面形状によ
る波面の変化量ΔＷf の差分量ΔＷf ／Δｙが微分量∂
Ｗf （ｘ，ｙ）／∂ｙと等しいと仮定すると、次の式
（９）および（10）に示す関係が得られる。
【数１４】
【００２４】したがって、式（９）および（10）が成り
立つ係数αi を求めれば、平面鏡１の面形状による波面
を、ひいては平面鏡１の面形状を求めることができる。
しかしながら、差分量ΔＷf ／ΔｘおよびΔＷf ／Δｙ
においてΔｘおよびΔｙは有限値であるため差分量と微
分量とは厳密には等しくなることはなく、式（９）およ
び（10）は成り立たない。また、ΔｘおよびΔｙを十分
小さくしても、測定誤差などがあるので式（９）および
（10）は成り立たない。
立つ係数αi を求めれば、平面鏡１の面形状による波面
を、ひいては平面鏡１の面形状を求めることができる。
しかしながら、差分量ΔＷf ／ΔｘおよびΔＷf ／Δｙ
においてΔｘおよびΔｙは有限値であるため差分量と微
分量とは厳密には等しくなることはなく、式（９）およ
び（10）は成り立たない。また、ΔｘおよびΔｙを十分
小さくしても、測定誤差などがあるので式（９）および
（10）は成り立たない。
【００２５】そこで、第１実施例では、最小二乗法を用
いて係数αi を求める。具体的には、次の式（11）で定
義されるＳが最小になるような係数αi を求める。
いて係数αi を求める。具体的には、次の式（11）で定
義されるＳが最小になるような係数αi を求める。
【数１５】 ここで、ΔＷf ／Δｘ｜p およびΔＷf ／Δｙ｜p は、
平面鏡１上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する
差分量ΔＷf ／ΔｘおよびΔＷf ／Δｙである。
平面鏡１上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する
差分量ΔＷf ／ΔｘおよびΔＷf ／Δｙである。
【００２６】このように、第１実施例では、光軸ＡＸに
垂直な面に沿って平面鏡１を移動させて複数回測定を行
うことにより、コリメータレンズ２の波面収差の影響を
受けることなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量
ΔＷf を測定することができる。したがって、式（11）
で定義されるＳが最小になるような係数αi を求め、求
めた係数αi を式（６）に代入することによって、平面
鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf から平面鏡１の
面形状による波面Ｗf （ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１
の面形状を高精度に求めることができる。すなわち、第
１実施例の装置では、干渉計３と平面鏡１との間に介在
するコリメータレンズ２の波面収差の影響を受けること
なく、大きな平面鏡１の面形状を高精度に測定すること
ができる。この場合、第１実施例の装置を、大きな平面
鏡１の面形状を測定する面形状測定装置としてとらえる
ことができる。
垂直な面に沿って平面鏡１を移動させて複数回測定を行
うことにより、コリメータレンズ２の波面収差の影響を
受けることなく、平面鏡１の面形状による波面の変化量
ΔＷf を測定することができる。したがって、式（11）
で定義されるＳが最小になるような係数αi を求め、求
めた係数αi を式（６）に代入することによって、平面
鏡１の面形状による波面の変化量ΔＷf から平面鏡１の
面形状による波面Ｗf （ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１
の面形状を高精度に求めることができる。すなわち、第
１実施例の装置では、干渉計３と平面鏡１との間に介在
するコリメータレンズ２の波面収差の影響を受けること
なく、大きな平面鏡１の面形状を高精度に測定すること
ができる。この場合、第１実施例の装置を、大きな平面
鏡１の面形状を測定する面形状測定装置としてとらえる
ことができる。
【００２７】また、第１実施例の装置では、コリメータ
レンズ２の波面収差の影響を受けることなく大きな平面
鏡１の面形状を高精度に随時検出することができるの
で、波面収差の測定に際して適宜検出した平面鏡１の面
形状と干渉計３で得られる波面データとに基づいて、大
きな平面鏡１の面形状の変動の影響を受けることなく、
大口径のコリメータレンズ２の波面収差を高精度に測定
することができる。この場合、第１実施例の装置を、干
渉計３と平面鏡１との間に介在する大口径のコリメータ
レンズ２の波面収差を測定する波面収差測定装置として
とらえることができる。
レンズ２の波面収差の影響を受けることなく大きな平面
鏡１の面形状を高精度に随時検出することができるの
で、波面収差の測定に際して適宜検出した平面鏡１の面
形状と干渉計３で得られる波面データとに基づいて、大
きな平面鏡１の面形状の変動の影響を受けることなく、
大口径のコリメータレンズ２の波面収差を高精度に測定
することができる。この場合、第１実施例の装置を、干
渉計３と平面鏡１との間に介在する大口径のコリメータ
レンズ２の波面収差を測定する波面収差測定装置として
とらえることができる。
【００２８】図２は、本発明の第２実施例にかかる面形
状測定装置および波面収差測定装置の構成を概略的に示
す図である。また、図３は、図２の傾き検出系の内部構
成を示す図である。第２実施例は、第１実施例と類似の
構成を有するが、光軸ＡＸに垂直な面に対する平面鏡１
の傾きを検出するための傾き検出系が付設されている点
だけが第１実施例と相違する。したがって、図２におい
て、図１の第１実施例の構成要素と同様の機能を有する
要素には図１と同じ参照符号を付している。以下、第１
実施例との相違に着目して第２実施例を説明する。
状測定装置および波面収差測定装置の構成を概略的に示
す図である。また、図３は、図２の傾き検出系の内部構
成を示す図である。第２実施例は、第１実施例と類似の
構成を有するが、光軸ＡＸに垂直な面に対する平面鏡１
の傾きを検出するための傾き検出系が付設されている点
だけが第１実施例と相違する。したがって、図２におい
て、図１の第１実施例の構成要素と同様の機能を有する
要素には図１と同じ参照符号を付している。以下、第１
実施例との相違に着目して第２実施例を説明する。
【００２９】第１実施例の装置では、光軸ＡＸに垂直な
面に沿って平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光
軸ＡＸに垂直な面に対して平面鏡１が傾くと、平面鏡１
の面形状の二次成分を測定することができない。以下、
この点について説明する。平面鏡１の面形状が二次成分
を有する場合、その面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）は、
たとえば次の式（12）によって表される。 Ｗ（ｘ，ｙ）＝αｘ2 ＋βｙ2 （12）
面に沿って平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光
軸ＡＸに垂直な面に対して平面鏡１が傾くと、平面鏡１
の面形状の二次成分を測定することができない。以下、
この点について説明する。平面鏡１の面形状が二次成分
を有する場合、その面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）は、
たとえば次の式（12）によって表される。 Ｗ（ｘ，ｙ）＝αｘ2 ＋βｙ2 （12）
【００３０】平面鏡１をｘ軸方向にａだけｙ軸方向にｂ
だけ移動させたときの平面鏡１の面形状による波面Ｗ’
（ｘ，ｙ）は、次の式（13）によって与えられる。
だけ移動させたときの平面鏡１の面形状による波面Ｗ’
（ｘ，ｙ）は、次の式（13）によって与えられる。
【数１６】 Ｗ’（ｘ，ｙ）＝α（ｘ−ａ）2 ＋β（ｙ−ｂ）2 ＝αｘ2 ＋βｙ2 −２αａｘ＋αａ2 −２βｂｙ＋βｂ2 （13）
【００３１】したがって、平面鏡１をｘ軸方向にａだけ
ｙ軸方向にｂだけ移動させたときの平面鏡１の面形状に
よる波面の変化量ΔＷ（ｘ，ｙ）は、次の式（14）によ
って与えられる。 ΔＷ（ｘ，ｙ）＝−２αａｘ−２βｂｙ （14） なお、式（14）では、定数項（αａ2 ＋βｂ2 ）は測定
することができない（あるいは測定する意味がない）の
で省略している。式（14）において平面鏡１の移動量ａ
およびｂは既知であるから、係数αおよびβを求めるこ
とができる。こうして、式（12）により、平面鏡１の面
形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１の面
形状の二次成分を測定することができる。
ｙ軸方向にｂだけ移動させたときの平面鏡１の面形状に
よる波面の変化量ΔＷ（ｘ，ｙ）は、次の式（14）によ
って与えられる。 ΔＷ（ｘ，ｙ）＝−２αａｘ−２βｂｙ （14） なお、式（14）では、定数項（αａ2 ＋βｂ2 ）は測定
することができない（あるいは測定する意味がない）の
で省略している。式（14）において平面鏡１の移動量ａ
およびｂは既知であるから、係数αおよびβを求めるこ
とができる。こうして、式（12）により、平面鏡１の面
形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１の面
形状の二次成分を測定することができる。
【００３２】しかしながら、光軸ＡＸに垂直な面に沿っ
て平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光軸ＡＸに
垂直な面に対して平面鏡１が傾くと、式（13）に示す波
面Ｗ’（ｘ，ｙ）の右辺に平面鏡１の傾きに応じた項が
加わることになる。たとえばｙ軸回りに平面鏡１が傾く
と、式（13）に示す波面Ｗ’（ｘ，ｙ）の右辺にγｘの
ような項が加わることになる。ここで、γは平面鏡１の
傾きに応じた定数である。したがって、平面鏡１をｘ軸
方向にａだけｙ軸方向にｂだけ移動させたときにｙ軸回
りに平面鏡１が傾くと、得られる波面の変化量ΔＷ
（ｘ，ｙ）は、次の式（15）によって与えられる。
て平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光軸ＡＸに
垂直な面に対して平面鏡１が傾くと、式（13）に示す波
面Ｗ’（ｘ，ｙ）の右辺に平面鏡１の傾きに応じた項が
加わることになる。たとえばｙ軸回りに平面鏡１が傾く
と、式（13）に示す波面Ｗ’（ｘ，ｙ）の右辺にγｘの
ような項が加わることになる。ここで、γは平面鏡１の
傾きに応じた定数である。したがって、平面鏡１をｘ軸
方向にａだけｙ軸方向にｂだけ移動させたときにｙ軸回
りに平面鏡１が傾くと、得られる波面の変化量ΔＷ
（ｘ，ｙ）は、次の式（15）によって与えられる。
【００３３】
【数１７】 ΔＷ（ｘ，ｙ）＝−２αａｘ−２βｂｙ＋γｘ ＝（−２αａ＋γ）ｘ−２βｂｙ （15） この場合、未知の定数γの存在により、係数αを求める
ことができなくなってしまう。その結果、平面鏡１の面
形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１の面
形状の二次成分を測定することができなくなる。
ことができなくなってしまう。その結果、平面鏡１の面
形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）を、ひいては平面鏡１の面
形状の二次成分を測定することができなくなる。
【００３４】そこで、第２実施例では、光軸ＡＸに垂直
な面に対する平面鏡１の傾きを検出するための傾き検出
系２１を備えている。傾き検出系２１は、図３に示すよ
うに、点光源３１を備えている。点光源３１からの光
は、コリメーターレンズ３２を介して平行光となり、ハ
ーフミラー３３を透過した後に、平面鏡１に入射する。
平面鏡１で反射された平行光は、ハーフミラー３３で反
射され、集光レンズ３４を介して、４分割センサ３５上
に結像する。４分割センサ３５では、４分割された各受
光部からの信号に基づいて、光軸ＡＸに垂直な面に対す
る平面鏡１の傾きを検出する。４分割センサ３５で検出
された平面鏡１の傾き情報は、制御系５に供給される。
な面に対する平面鏡１の傾きを検出するための傾き検出
系２１を備えている。傾き検出系２１は、図３に示すよ
うに、点光源３１を備えている。点光源３１からの光
は、コリメーターレンズ３２を介して平行光となり、ハ
ーフミラー３３を透過した後に、平面鏡１に入射する。
平面鏡１で反射された平行光は、ハーフミラー３３で反
射され、集光レンズ３４を介して、４分割センサ３５上
に結像する。４分割センサ３５では、４分割された各受
光部からの信号に基づいて、光軸ＡＸに垂直な面に対す
る平面鏡１の傾きを検出する。４分割センサ３５で検出
された平面鏡１の傾き情報は、制御系５に供給される。
【００３５】このように、第２実施例では、傾き検出系
２１を介して光軸ＡＸに垂直な面に対する平面鏡１の傾
きを検出することにより、式（15）における定数γの値
を求め、係数αおよびβを求めることができる。したが
って、ΔＷf からこの傾きの影響γ・ｘをひいたものを
改めてΔＷf として、式（11）に代入することにより、
平面鏡１の面形状の二次成分を測定することができる。
すなわち、第２実施例では、光軸ＡＸに垂直な面に沿っ
て平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光軸ＡＸに
垂直な面に対して平面鏡１が傾いても、平面鏡１の傾き
による影響を補正して平面鏡１の面形状の二次成分を高
精度に測定することができる。
２１を介して光軸ＡＸに垂直な面に対する平面鏡１の傾
きを検出することにより、式（15）における定数γの値
を求め、係数αおよびβを求めることができる。したが
って、ΔＷf からこの傾きの影響γ・ｘをひいたものを
改めてΔＷf として、式（11）に代入することにより、
平面鏡１の面形状の二次成分を測定することができる。
すなわち、第２実施例では、光軸ＡＸに垂直な面に沿っ
て平面鏡１を移動させながら測定を行う際に光軸ＡＸに
垂直な面に対して平面鏡１が傾いても、平面鏡１の傾き
による影響を補正して平面鏡１の面形状の二次成分を高
精度に測定することができる。
【００３６】なお、上述の各実施例では、フィゾー型干
渉計を用いた例を示したが、フィゾー型干渉計に代えて
トワイマン−グリーン型干渉計やシェアリング型干渉計
を用いることもできる。
渉計を用いた例を示したが、フィゾー型干渉計に代えて
トワイマン−グリーン型干渉計やシェアリング型干渉計
を用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学系の光軸に垂直な面に沿って平面鏡を移動させて複
数回測定を行うことにより、光学系の波面収差の影響を
受けることなく、大きな平面鏡の面形状を高精度に測定
することができる。また、光学系の波面収差の影響を受
けることなく大きな平面鏡の面形状を高精度に随時検出
することができるので、波面収差の測定に際して適宜検
出した平面鏡の面形状と干渉計で得られる波面データと
に基づいて、大きな平面鏡の面形状の変動の影響を受け
ることなく、大口径の光学系の波面収差を高精度に測定
することができる。
光学系の光軸に垂直な面に沿って平面鏡を移動させて複
数回測定を行うことにより、光学系の波面収差の影響を
受けることなく、大きな平面鏡の面形状を高精度に測定
することができる。また、光学系の波面収差の影響を受
けることなく大きな平面鏡の面形状を高精度に随時検出
することができるので、波面収差の測定に際して適宜検
出した平面鏡の面形状と干渉計で得られる波面データと
に基づいて、大きな平面鏡の面形状の変動の影響を受け
ることなく、大口径の光学系の波面収差を高精度に測定
することができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかる面形状測定装置お
よび波面収差測定装置の構成を概略的に示す図である。
よび波面収差測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第２実施例にかかる面形状測定装置お
よび波面収差測定装置の構成を概略的に示す図である。
よび波面収差測定装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図２の傾き検出系の内部構成を示す図である。
１ 平面鏡 ２ コリメータレンズ ２ａ 凹面反射鏡 ２ｂ 凸面反射鏡 ３ 干渉計 ４ 移動系 ５ 制御系 ２１ 傾き検出系 ３１ 点光源 ３２ コリメーターレンズ ３３ ハーフミラー ３４ 集光レンズ ３５ ４分割センサ ＡＸ 光軸
Claims (10)
- 【請求項１】 干渉計と光学系とを備え、前記干渉計か
らの測定光を前記光学系を介して所定の大きさの断面を
有する平行光に変換して被検平面鏡へ入射させ、前記被
検平面鏡で反射された前記測定光を前記光学系を介して
前記干渉計へ導き、前記干渉計に戻った前記測定光と参
照光との干渉により得られた波面データに基づいて前記
被検平面鏡の面形状を測定する面形状測定装置におい
て、 前記光学系の光軸に垂直な面に沿って前記被検平面鏡を
移動させるための移動手段と、 前記光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記被検平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて、前記光学系の波面収差の
影響を受けることなく前記被検平面鏡の面形状を測定す
るための制御手段とを備えていることを特徴とする面形
状測定装置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、 前記光学系の光軸に垂直な面内において互いに直交する
２つの軸線方向をｘ軸およびｙ軸とし、前記被検平面鏡
の面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）が次の式（１）で表さ
れ、 【数１】 前記被検平面鏡をｘ軸方向に沿ってΔｘだけ移動させた
ときの前記被検平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp
）に対応する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘ
で除した差分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記被検平面鏡
をｙ軸方向に沿ってΔｙだけ移動させたときの前記被検
平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波
面データの変動量ΔＷを移動距離Δｙで除した差分量を
ΔＷ／Δｙ｜p としたとき、 次の式（２）で定義されるＳが最小になるような係数α
i を求め、 【数２】 求めた係数αi に基づいて、前記被検平面鏡の面形状に
よる波面を、ひいては前記被検平面鏡の面形状を測定す
ることを特徴とする請求項１に記載の面形状測定装置。 - 【請求項３】 前記光学系の光軸に垂直な面に対する前
記被検平面鏡の傾きを検出するための傾き検出系を備
え、 前記制御手段は、前記傾き検出系の出力に基づいて前記
被検平面鏡の傾きによる影響を補正し、前記被検平面鏡
の面形状の二次成分を測定することを特徴とする請求項
１または２に記載の面形状測定装置。 - 【請求項４】 干渉計からの測定光を光学系を介して所
定の大きさの断面を有する平行光に変換して被検平面鏡
へ入射させ、前記被検平面鏡で反射された前記測定光を
前記光学系を介して前記干渉計へ導き、前記干渉計に戻
った前記測定光と参照光との干渉により得られた波面デ
ータに基づいて前記被検平面鏡の面形状を測定する面形
状測定方法において、 前記光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる位置
に位置決めされた前記被検平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて、前記光学系の波面収差の
影響を受けることなく前記被検平面鏡の面形状を測定す
ることを特徴とする面形状測定方法。 - 【請求項５】 前記光学系の光軸に垂直な面内において
互いに直交する２つの軸線方向をｘ軸およびｙ軸とし、
前記被検平面鏡の面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）が次の
式（１）で表され、 【数３】 前記被検平面鏡をｘ軸方向に沿ってΔｘだけ移動させた
ときの前記被検平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp
）に対応する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘ
で除した差分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記被検平面鏡
をｙ軸方向に沿ってΔｙだけ移動させたときの前記被検
平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波
面データの変動量ΔＷを移動距離Δｙで除した差分量を
ΔＷ／Δｙ｜p としたとき、 次の式（２）で定義されるＳが最小になるような係数α
i を求め、 【数４】 求めた係数αi に基づいて、前記被検平面鏡の面形状に
よる波面を、ひいては前記被検平面鏡の面形状を測定す
ることを特徴とする請求項４に記載の面形状測定方法。 - 【請求項６】 干渉計と平面鏡とを備え、前記干渉計か
らの測定光を所定の大きさの断面を有する平行光に変換
して前記平面鏡へ入射させるように配置された被検光学
系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、 前記被検光学系の光軸に垂直な面に沿って前記平面鏡を
移動させるための移動手段と、 前記被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる
位置に位置決めされた前記平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて前記被検光学系の波面収差
の影響を受けることなく前記平面鏡の面形状を検出し、
検出した前記平面鏡の面形状と前記干渉計において得ら
れる波面データとに基づいて前記平面鏡の面形状の変動
の影響を受けることなく前記被検光学系の波面収差を測
定するための制御手段とを備えていることを特徴とする
波面収差測定装置。 - 【請求項７】 前記制御手段は、 前記被検光学系の光軸に垂直な面内において互いに直交
する２つの軸線方向をｘ軸およびｙ軸とし、前記平面鏡
の面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）が次の式（１）で表さ
れ、 【数５】 前記平面鏡をｘ軸方向に沿ってΔｘだけ移動させたとき
の前記平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応
する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘで除した差
分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記平面鏡をｙ軸方向に沿
ってΔｙだけ移動させたときの前記平面鏡上の測定ポイ
ントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波面データの変動量Δ
Ｗを移動距離Δｙで除した差分量をΔＷ／Δｙ｜p とし
たとき、 次の式（２）で定義されるＳが最小になるような係数α
i を求め、 【数６】 求めた係数αi に基づいて、前記平面鏡の面形状による
波面を、ひいては前記平面鏡の面形状を検出することを
特徴とする請求項６に記載の波面収差測定装置。 - 【請求項８】 前記被検光学系の光軸に垂直な面に対す
る前記平面鏡の傾きを検出するための傾き検出系を備
え、 前記制御手段は、前記傾き検出系の出力に基づいて前記
平面鏡の傾きによる影響を補正し、前記平面鏡の面形状
の二次成分を測定することを特徴とする請求項６または
７に記載の波面収差測定装置。 - 【請求項９】 干渉計からの測定光を所定の大きさの断
面を有する平行光に変換して平面鏡へ入射させるように
配置された被検光学系の波面収差を測定する波面収差測
定方法において、 前記被検光学系の光軸に垂直な面に沿って複数の異なる
位置に位置決めされた前記平面鏡で反射されて前記干渉
計に戻った前記測定光と参照光との干渉により得られた
複数の波面データに基づいて前記被検光学系の波面収差
の影響を受けることなく前記平面鏡の面形状を検出し、 検出した前記平面鏡の面形状と前記干渉計において得ら
れる波面データとに基づいて前記平面鏡の面形状の変動
の影響を受けることなく前記被検光学系の波面収差を測
定することを特徴とする波面収差測定方法。 - 【請求項１０】 前記被検光学系の光軸に垂直な面内に
おいて互いに直交する２つの軸線方向をｘ軸およびｙ軸
とし、前記平面鏡の面形状による波面Ｗ（ｘ，ｙ）が次
の式（１）で表され、 【数７】 前記平面鏡をｘ軸方向に沿ってΔｘだけ移動させたとき
の前記平面鏡上の測定ポイントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応
する波面データの変動量ΔＷを移動距離Δｘで除した差
分量をΔＷ／Δｘ｜p とし、前記平面鏡をｙ軸方向に沿
ってΔｙだけ移動させたときの前記平面鏡上の測定ポイ
ントＰ（ｘp ，ｙp ）に対応する波面データの変動量Δ
Ｗを移動距離Δｙで除した差分量をΔＷ／Δｙ｜p とし
たとき、 次の式（２）で定義されるＳが最小になるような係数α
i を求め、 【数８】 求めた係数αi に基づいて、前記平面鏡の面形状による
波面を、ひいては前記平面鏡の面形状を検出することを
特徴とする請求項９に記載の波面収差測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287723A JPH11108624A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 面形状測定装置および方法、並びに波面収差測定装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9287723A JPH11108624A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 面形状測定装置および方法、並びに波面収差測定装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108624A true JPH11108624A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17720921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9287723A Pending JPH11108624A (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 面形状測定装置および方法、並びに波面収差測定装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108624A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014582A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-15 | Nikon Corp | 波面収差測定装置 |
| JP2014232009A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 株式会社ニコン | 光学系、および面形状測定装置 |
-
1997
- 1997-10-03 JP JP9287723A patent/JPH11108624A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014582A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-15 | Nikon Corp | 波面収差測定装置 |
| JP2014232009A (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 株式会社ニコン | 光学系、および面形状測定装置 |
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