TW200925549A - System error calibration method of interferometer - Google Patents

Description

200925549 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 5 ❹ 10 15 本發明係關於一種對測定被檢透鏡的波前像差的干涉 儀裝置的系統誤差進行校正的方法，特別是，適用於將由 干涉儀裝置的系統誤差引起的系統固有的散光像差（散光 像差）成分及彗形像差成分、被檢透鏡固有的散光像差成分 及彗形像差成分分離求出的干涉儀裝置的系統誤差校正方 法0 【先前技術】 過去，為了檢查CD或DVD等光碟用的物鏡的光學性 能，進行利用干涉儀裝置的透射波前（也稱波陣面）測定。例 如，在對被設計得將平面波變換成球面波的被檢透鏡進行 測定的情況下，在平行光束中配置被檢透鏡，使透射被檢 透鏡而由參照球面所折反的被驗光（透射波前）與來自參照 基準面的參照光（參照波前）干涉，根據得到的干涉條紋圖像 測定被檢透鏡的波前像差。 在這種透射波前測定t，由干涉儀裝置的系統誤差（參 照，準平面或參照球面的形狀誤差等）引起的像差成分與 、·ί疋、.'Q果重疊，所以為了得到高精度的測定結果，較佳地 盡置抑制系統誤差，但加工精度方面完全消除系統誤差非 常困難。 過去，作為降低這種系統誤差的影響而高精度地測定 破檢透鏡的波别像差的技術方法，已知有下述專利文獻I所 20 200925549 °己載的方法。若採用該方法，使被檢透鏡繞光轴旋轉預定 角度（在求散光像差成分時為9G度，在求彗形像差成分時為 180度），求出在旋轉前後的二個位置得到的各測定波前之 差的二分之一，根據將其用澤尼克多項式展開時的散光像 5差係數及彗形像差係數，可以求出被檢透鏡固有的散光像 差成分和彗形像差成分。 專利文獻1:日本專利第3230536號公報 ❹ 若採用上述專利文獻1記載的方法，能夠從得到的測定 波則數據中在結果上去除系統固有的散光像差成分和彗形 10像差成分的影響，但是對於求出系統固有的散光像差成分 和彗形像差成分沒有考慮。 為此，為了高精度地求出被檢透鏡固有的散光像差成 分和彗形像差成分，對成為測定對象的每個被檢透鏡，需 要每次進行在二個旋轉位置的透射波前測定。 15 另一方面，若能夠求出系統固有的散光像差成分和彗 形像差成分，則透過對由任意的旋轉位置上的—次的透射 © 波前測定得到的波前像差結果進行校正，就可以高精度求 出被檢透鏡固有的散光像差成分或彗形像差成分，所以可 以大幅度縮短測定或運算所需的時間。 【發明内容】 本發明是鑒於這樣的情況做出的，其目的在於，提供 一種分析性地求出由干涉儀裝置的系統誤差引起的系統固 20 200925549 ^的散光像差成分和形像差成分，能校正被檢透鏡的波 别像差的測定結果的干涉儀裝置的系統誤差校正方法。 本發明的第一干涉儀裝置的系統誤差校正方法，其 中，在根據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得 5 ❹ 10 15 ❹ 到的干涉條紋圖像來測定上述被檢透鏡的波前像差的干涉 儀裝置中，分析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差引起 的系統固有的散光像差成分，補正上述波前像差的測定結 果， 將上述被檢透鏡相對於上述干涉儀裝置的測定光轴保 持在任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置得到的上 述干涉條紋圖像，求出與該任意的旋轉位置的上述波前像 差對應的第一像差函數； 將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉位置繞上述 測定光軸旋轉90度的比較用的旋轉位置，根據在該比較用 的旋轉位置得到的上述干涉條紋圖像求出與該比較用的旋 轉位置的上述波前像差對應的第二像差函數； 將上述第一像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數，將其中對應於散光像差的像差函數作為第一散 光像差函數求出； 將上述第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數’將其中對應於散光像差的像差函數作為第二散 光像差函數求出； 將上述第一散光像差函數和上述第二散光像差函數相 加後的函數再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數， 20 200925549 將其中對應於散光像差的像差函數作為第三散光像差函數 求出； 將該第三散光像差函數的二分之一倍的函數作為表示 上述系統固有的散光像差成分的系統固有的散光像差函 5 ❹ 10 15 ❹ 數，根據該系統固有的散光像差函數求出上述系統固有的 散光像差成分。 本發明的第二干涉儀裝置的系統誤差校正方法，其 中，在根據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得 到的干涉條紋圖像來測定上述被檢透鏡的波前像差的干涉 儀裝置中，分析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差^起 的系統固有的彗形像差成分，補正上述波前像差的測定結 將上述被檢透鏡相對於上述干涉儀裝置的測定光軸保 持在任意的旋轉位置’根據在該任意的旋轉位置得到的上 條紋圖像’求出與該任意的旋轉位置的上述波前像 差對應的第一像差函數； 將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉位置繞上述 軸旋轉180度的比較用的旋轉位置，根據在該比較用 轉位2置了到的上條紋圖像求出與該比較用的旋 轉位置的上述波前像差對應的第二像差函數； 將上述第一像差函數分類為與 像差函數，將其中對應於彗形像差 形像差函數求出； 賽德像差分別對應的各 的像差函數作為第一彗 20 200925549 將上述第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數將其中對應於彗形像差的像差函數作為第二彗 形像差函數求出； 將上述第一彗形像差函數和上述第二彗形像差函數相 5 ❹ 10 15 ❹ 加後的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函數， 將其中對應於形像差的像差函數作為第三蓉形像差函數 求出； 將該第三聋形像差函數的二分之一倍的函數作為表示 上述系統固有的彗形像差成分的系統固有的彗形像差函 數，根據該系統固有的_像差函數求出上述系統固有的 彗形像差成分。 本發明的第三干涉儀裝置的系統誤差校正方法其 中，在根據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得 到的干涉條紋圖像來測定上述被檢透鏡的波前像差的干涉 儀裂置中’刀析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差引起 =系統固有的散光像差成分及s形像差成分，補正上述波 前像差的測定結果；其中， 將上述被檢透鏡相對於上述干涉儀裝置的測定光轴保 持在任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置得到的上 述干涉條紋圖像’求出與該任意的旋轉位置的上述波前像 差對應的第一像差函數； —將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉位置繞上述 測疋光轴旋轉90度的比較用的第一旋轉位置’根據在該比 車乂用的第一方疋轉位置得到的上述干涉條纹圖像求出與該比 20 200925549 較用的第一 數； 旋轉位置的上述波前像差對應的第二像差 函 將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉位置繞上述 5 ❹ 10 15 ❹ :定光軸旋轉⑽度的比較用的第二旋轉位置，根據在該比 較用的第—旋轉位置得到的上述干涉條關像求出與該比 較用的第二旋轉位置的上述波前像差對應的第三像差函 數； 將上述第-像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數，在其中分別求出料第—散光像差函數對應於 散光像差的像差函數，作為第—_形像差函數求出對應於 彗形像差的像差函數； 將上述第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數，將其中對應於散光像差的像差函數作為第二散 光像差函數求出； 將上述第三像差函數分類為與赛德像差分別對應的各 像差函數，將其中對應於彗形像差的像差函數作為第二彗 形像差函數求出； 將上述第一散光像差函數和上述第二散光像差函數相 加後的函數再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數， 將其中對應於散光像差的像差函數作為第三散光像差函數 求出； 將上述第一彗形像差函數和上述第二彗形像差函數相 加後的函數再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數， 20 200925549 將其中對應於彗形像差的像差函數作為第三彗形像差函 求出； 5 10 15 ❹ 將上述第三散光像差函數的二分之一倍的函數作為表 示上述系統固有的散光像差成分的系統固有的散光像差函 數，根據該系統固有的散光像差函數求出上述系統固有的 散光像差成分；將上述第三彗形像差函數的二分之一倍的 函數作為表示上述系統固有的馨形像差成分的系統固有的 彗形像差函數，根據該系統固有的彗形像差函數求出上述 系統固有的彗形像差成分。 在本發明的第一干涉儀裝置的系統誤差校正方法中， 可以將取得了上述第一散光像差函數和上述第二散光像差 函數之差的函數分類為與赛德像差分別對應的各像差函 數，將其中對應於散光像差的像差函數作為第四散光像差 函數求出；將該第四散光像差函數的二分之一倍的函數作 為表示上述被檢透鏡固有的散光像差成分的被檢透鏡固有 的散光像差函數，根據該被檢透鏡固有的散光像差函數求 出上述被檢透鏡固有的散光像差成分。 在本發明的第二干涉儀裝置的系統誤差校正方法中， 可以將取得了上述第一彗形像差函數和上述第二彗形像差 函數之差的函數分類為與赛德像差分別對應的各像差函 數，將其中對應於聋形像差的像差函數作為第四彗形像差 函數求出；將該第四彗形像差函數的二分之一倍的函數作 為表示上述被檢透鏡固有的彗形像差成分的被檢透鏡固有 20 200925549 的&形像差函數，根據該被檢透鏡固有的彗形像差函數求 出上述被檢透鏡固有的彗形像差成分。 5 ❹ 10 15 在本發明的第三干涉儀裝置的系統誤差校正方法中， 可以將取得了上述第一散光像差函數和上述第二散光像差 函數之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函 數’將其中對應於散光像差的像差函數作為第四散光像差 函數求出；將取得了上述第一彗形像差函數和上述第二彗 形像差函數之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像 差函數，將其中對應於彗形像差的像差函數作為第四彗形 像差函數求出； 將上述第四散光像差函數的二分之一倍的函數作為表 不上述被檢透鏡固有的散光像差成分的被檢透鏡固有的散 光像差函數，根據該被檢透鏡固有的散光像差函數求出上 述被檢透鏡固有的散光像差成分；將上述第四彗形像差函 數的一分之一倍的函數作為表示上述被檢透鏡固有的彗形 像差成分的被檢透鏡固有的彗形像差函數，根據該被檢透 鏡固有的彗形像差函數求出上述被檢透鏡固有的彗形像差 成分。 若採用本發明的干涉儀裝置的系統誤差校正方法，透 過具備上述結構，能夠分析性地求出由干涉儀裝置的系統 誤差引起的系統固有的散光像差成分和慧星像差成分，根 據所求出的系統固有的散光像差成分和彗形像差成分，可 以校正波前像差的測定結果。 20 200925549 所求出的系統固有的散光像差成分或彗形像差成分的 值’而要疋期修改，但在多次被檢透鏡有關的透射波前測 疋中’可以用在所得到的波前像差的測定結果的校正中。 、因此，如過去方法那樣，不用對作為設想對象的每個 被檢透鏡進行二個不同的旋轉位置上的透射波前測定，可 以高精度地求出在被檢透鏡固有的散光像差成分和_像 差成分。 【實施方式】 ίο 以下，邊參照圖式邊對本發明的干涉儀裝置的系統誤 差校正方法的實施方式進行詳細說明。圖丨是應用本發明的 一實施方式的干涉儀裝置的簡要結構圖。 圖1所示的干涉儀裝置1是進行被設計為將平面波變換 成球面波的被檢透鏡5的透射波前測定的斐索（Fizeau)型， 15 具備光干涉部10和攝影部20和分析部30。 上述光干涉部10具備由雷射光源等構成的光源部u、 光束直徑放大用透鏡12、具有光束分割面13a的分束器13、 將發散光束進行準直的準直透鏡14、具有參照基準平面15a 的透射型的基準板15、保持被檢透鏡5的放置台16、和具有 20 使來自被檢透鏡5的透射波前後向反射的參照基準球面17a 的球面反射鏡17，透過透射型基準板15及被檢透鏡5且由參 照基準面17a反射而再次透過被檢透鏡5向圖中下方行進的 透射波前與由參照基準面15 a反射向圖中下方行進的參照 200925549 波前的干涉光，經由準直透鏡14及分束器13而入射到上述 攝影部20。 10 15

20 而且’在上述放置台16設置有用於調節被檢透鏡5相對 於干涉儀裝置i測定光軸C的傾斜度的2轴傾斜度調節台、調 節被檢透鏡5相對於干涉儀裝置1測定光軸c及參照基準球 面17a位置的3轴位置調節台、調節被檢透鏡5相對於干涉儀 裝置1測定光軸C的旋轉位置的旋轉台（均未圖示）。另外， 上述基準板15結構為：透過由未圖示的條紋掃瞄適配器（7 J / /只夺亇^了夂文夕）支承，且借助該條紋掃瞄適 配器使其沿干涉儀丨的光轴c的方向微動，由此可以使光路 上的參照基準面15a的位置微小變化。 上述攝衫部20具備成像透鏡21及攝影機22，捕獲從上 述光干涉部U)人射的干涉光，拍攝持有被檢透鏡5的透射波 則信息的干涉條紋圖像，輸出到上述分析部30。 、’·刀析。P 30具備分析從上述攝影部2〇輸入的干涉條 紋圖像的分析裝置31、顯示所拍攝的干涉條紋圖像和分析 結果等的圖像顯千酤®” η ^ ^ 、裝置32、用於進行對分析裝置31的各種 輸入的輸人裝置33。而且，域分析 :算:::二各種程式的—進= -个货月的一I孢万式的干涉儀 差校正方法(以下有時稱為「本實施方式方 = ; = 方法被適用於上述的干涉二= 社地求出由奸涉儀裝置⑷參照基準平面⑸或參照基準斤 12 200925549 球面17a的形狀誤差等的、干涉儀裝置丨的系統誤差引起的 散光像差（也稱像散）及彗形像差（也稱彗差），補正由干涉儀 裝置1得到的被檢透鏡5的波前像差的測定結果。而且，以 下各步驟中的運算處理是在上述分析分析裝置31中可實施 5的此外，干涉儀裝置1的校準調節或被檢體5的傾斜度或 位置調節是已完成的。 又 (1) 如圖1所示，將被檢透鏡5相對於干涉儀裝置丨的測 Q 定光軸C保持在任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置 得到的干涉條紋圖像，求出與該任意的旋轉位置的被檢透 10 鏡5的波前像差對應的第一像差函數。 (2) 將被檢透鏡5保持在其從上述任意的旋轉位置繞測 定光軸C旋轉了 90度的比較用的第—旋轉位置，根據在該比 較用的第一旋轉位置得到的干涉條紋圖像，求出與該=較 用的第一旋轉位置的被檢透鏡5的波前像差對應的第二像 15 差函數。 、一 (3 )將被檢透鏡5保持在其從上述任意的旋轉位置繞測 β 定光軸旋轉了 180度的比較用的第二旋轉位置，根據在該比 較用的第二旋轉位置得到的干涉條紋圖像，求出與該Ζ較 用的第二旋轉位置的被檢透鏡5的波前像差對應的第三像 20 差函數。 一 而且，就上述第-〜第三像差函數而言，例如利用相 移法求出波前形狀，可將其展開為澤尼克多項式（四文— 次、八次、十次等的澤尼克多項式)而求出(以下 ： 數中也同樣）。 13 200925549 5 ❹ 10 15 ❹ (4)將上述第一像差函數分類為與赛德像差（例如，作為 三級像差的傾斜（歪曲像差）、放大率（散焦、像面料）、散 光像差（像散）、_像差（也㈣差）、球面像差（也稱球差）。 以下相同）分別對應的各像差函數，將其中對應於散光像差 的像差函數作為第-散練差函數、對應於舞像差的像 差函數作為第一彗形像差函數分別進行求出。 (5) 將上述第二像差函數分類為與赛德像差分別對應 的各像差絲’將其㈣應於散光像Μ像差函數作為第 一散光像差函數求出。 (6) 將上述第三像差函數分類為與賽德像差分別對廡 的各像差純，將其巾對應於舞像差的像差函數作為第 一蓉形像差函數求出。 (7) 將上述第一散光像差函數和上述第二散光像差函 數相加的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函 將中對應於散光像差的像差函數作為第三散光像差 函數求出。 (8) 將上述第一彗形像差函數和上述第二彗形像差函 數相加的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函 數將其中對應於彗形像差的像差函數作為第三彗形像差 函數求出。 (9) 將上述第二散光像差函數的二分之一倍的函數作 ^表不上述干涉儀裝置1的系統固有的散光像差成分的系 、’先固有的散光像差函數，根據該系統固有的散光像差函數 求出系統固有的散光像差成分。 20 200925549 ο 〇)將上述第三彗形像差函數的二分之一倍的函數作 為表不上述干涉儀裝置1的系統固有的彗形像差成分的系 統固有的ft形像差函數’根據該系統固有的彗形像差函數 求出系統固有的彗形像差成分。 5 (11)將上述第一散光像差函數與上述第二散光像差函 數之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數， 將其中對應於散光像差的像差函數作為第四散光像差函數 Ο 求出；將上述第一彗形像差函數與上述第二彗形像差函數 之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數，將 10其中對應於彗形像差的像差函數作為第四彗形像差函數求 出。 (12)將上述第四散光像差函數的二分之一倍的函數作 為表示被檢透鏡5固有的散光像差成分的被檢透鏡固有的 散光像差函數，根據該被檢透鏡固有的散光像差函數求出 15 上述被檢透鏡5固有的散光像差成分；將上述第四彗形像差 藝 函數的一为之一倍的函數作為表示上述被檢透鏡5固有的 彗形像差成分的被檢透鏡固有的彗形像差函數，根據該被 檢透鏡固有的像差函數求出上述被檢透鏡固有的_形像差 成分。 20 以下’利用數學式驗證本實施方式方法的作用。 若設與上述干涉儀裝置1的波前像差的測定值有關的 像差函數為]Vb(p，6»)、與被檢體5固有的波前像差成分有 關的像差函數為W八ρ，θ)、與干涉儀裝置1的系統固有的 波岫像差成分有關的像差函數為S * ( ρ，Θ )，則具有下式（1) 15 200925549 的關係。而且，字尾ψ表示被檢透鏡5相對於干涉儀裝置丄 測定光轴c的旋轉位置角度（例如，ψ =0。，9(Γ，18(Γ 27q。 #)’參數p及0表示距極坐標的中心的距離和角度。此 外’在下面’在上述像差函數中，將ψ =9〇。及18〇 5 10 15 20 時分別處理為相當於上述的第一、第二及第三像差函數。 [數學式1] ^ Ψ (ρ, θ) = w¥ (p, Θ) + Ξψ (p, Θ)......(1) 此外’將上述像差函數1^(0，θ )、)及， Θ )分別分類為各赛德像差，若將其中對應於散光像差的像 差函數分別設為Aain〇，θ )、AwM，θ )及Adp，θ )，則這 些通常由下式（2)〜（4)表示。 [數學式2] Λ«ι(αΘ) = ·<4αΒ(ρ2 cos2(0-D......(2) Α〇.(Αθ) = Amp2 cos2φ-φ^)......(3) ΑΛΡ^) = ^〇sP2 c〇s2(6»-^)......(4) 4裡’ P am、P aw、φ as是表示各散光像差的方向的角 度（非點角度）。 根據上述式（1)的關係，下式（5)、（6)的關係成立。而且， 子尾的括號内的數值是上述必的值（以下相同）。此外，

Aam(〇)(p，θ )及,6» )分別相當於上述的第一散光像 差函數及第二散光像差函數。 [數學式3]

Aam(0)(P^) = ^aw(0) (ρ,θ) + Αα$(ρ,θ)......(5) ^crm(90) (ρ，θ) ~~ ^-aw(O) (A ^ + 90)+ ^(ρ,6>)......(6) 16 200925549 若將上式（5)、（6)相加’利用上式（2)〜（4)運算處理， 則得到下式（7)、（8)的關係。而且，下式（7)相當於將第一散 光像差函數及第二散光像差函數相加的函數，下式（8)相當 於從上述第一散光像差函數減去第二散光像差函數的函 數0 [數學式4] 人》|(。) (β，Θ) + 4/11(90) (P’ f) _ COS (Θ —多叫。))+ A〇^)P2 cos2 (θ - φαν{0) + 90) + 2Aas(ρ,θ) = 2Aas{ρ,θ) + Α^ρ2.......(7)

Aam(0) (Α θ) - Aam(m (ρ, θ) = Aawmp2 cos2 (6> - ^(〇 )) _ Α^ρ2 cos2 (θ - φα„(0) + 90) = 2^(0)(ρ,θ) - Α^ρ2......⑻ ίο ©15 在上式（7)、（8)中，2表示赛德像差中的放大率 像差成分。因此，將由上式（7)、（8)表示的像差函數分類為 與賽德像差分別對應的各像差函數，若將其中對應於散光 像差的像差函數求出（{}s表示進行該操作的情況），則除去 該放大率像差成分，所以下式（9)及⑽的關係成立。而且， 下式（9)的左邊及下式（1〇)的左邊相當於上述的第三散光像 差函數及第四散光像差函數。 [數學式5] {Aam(0) (A Θ) -f ^(9〇) (A = 2Aas (A 0)......( 9 ) kM(〇)(AΘ)~ Acmm(Aθ)\^ = 2Aaw(0)(p,Θ)……(10) 透過上式（9)示出，上述第三散光像差函數的二分之一 倍的函數成為表示干涉儀裝置丨的系統 分的系統固有崙#儋兰$缸柏城 ）取尤像差成 函數求出系統固有的散光像差成分。有的放先像差 17 20 200925549 透過上式（ίο)示出，上述第四散光像差函數的二分之 一倍的函數成為表示被檢透鏡5固有的散光像差成分的被 檢透鏡固有的散光像差函數，根據該被檢透鏡固有的散光 像差函數求出被檢透鏡5固有的散光像差成分。 5 關於彗形像差也同樣，導出下式（11)、（12)的關係。而 且，下式（11)的左邊及下式（12)的左邊相當於上述的第三彗 形像差函數及第四彗形像差函數。此外，以下的丨表示進 行求出對應於彗形像差的像差函數的操作。 [數學式6] 10 k«(〇)(A^) + Acm{m){p,e)\c = 2Acs{p,e)……（11) RW(〇) (α θ) - Acm(180) (p, e)\c = 2Α^ (p, Θ)......(12 ) 其中，通常利用下式（13)的關係成立的原理。 [數學式7] r

Am (P>G) = A^p3 COS(0 ~ ) ^cw(A= Ampl cos{0-φ^)......(13) w (ρ, Θ) = Ααρ3 C〇s(0 ~ φα ) 〇 15 在此 ’ Acm(p，~)、Α«-(Ρ，Θ)及 Α„(ρ,θ)表示與在將 上述的像差函數叫以）、W心，及，0)分別分 類為各赛德像差時的彗形像差對應的像差函 r cm ψ CW、Pcs是表示各彗形像差的方向的角度（彗差角度）。 透過上式（u)示出，上述第三彗形像差函數的二分之 20 7倍的函數成為表示干涉儀裝们的系統固有的_像差 成分的系統固有的_形像差函數’根據該系統固有的慧形 像差函數求n㈣有的形似成分。 夕 18 200925549 另外，透過上式（12)示出，將上述第四彗形像差函數 的二分之一倍的函數作為表示被檢透鏡5固有的彗形像差 成分的被檢透鏡固有的彗形像差函數，根據該被檢透鏡固 有的彗形像差函數求出被檢透鏡5固有的彗形像差成分。 而且’若求出上述的系統固有的散光像差成分，首先， 根據上述式9的關係，下式（14)的關係成立 [數學式8]

ίο

AnJp,6f) = ^°)(A^ + ,^(9〇)(Ag) _ 七(〇) +1(90)， 2 4 P + 2H(。)）c〇d) + u_、))……(14) 4 _ 上式（14)的第二行第一項表示放大率像差成分，在上 式（9)中被去除，所以下式（15)成立。 [數學式9] 2 (15) 這裡，Μ、Ν、α用下式（16)表示。 [數學式10] ^ = 4ffl(0) +^(90) C〇s2(^cm(〇)-φ€ΐη{9〇)) ^ Q = Aan，msin2(Φcmm-Φcmm) ......(16)

L a = arc 同樣地，若求出上述的被檢體固有的散光像差成分， 首先由上式（10)的關係成立下式（i 7)的關係。 [數學式11] 15 (17) 200925549 ,,^flm(0)(A^)-Am(90)(A^) _ ^am(0) ~~ ^am(90) 2 4w(A^) =-2-=-4-p + cos 2(θ -九_)) - 4m(9。)/?2 cos 2((θ - Φ am(0)) + (九m(0)-九坩(90))) - 上式（17)的第二行第一項表示放大率像差成分，在上 式（10)中被去除，所以下式（18)成立。 [數學式12] Λ^Ρ,Θ) yjK2 + N1 cos1 (θ - φαηι{0) --^β) Ρ 教2 + Ν2 Ρ (18)

ίο

這裡，Κ、冷由下式（19)表示。 [數學式13] (19) [=Λτ«(0) — 4/71(180) COS2d(〇) ~Ί(90)) β = arctan(令) 此外，若求出上述的系統固有的彗形像差成分，首先 根據上式（11)的關係，下式（20)的關係成立。 [數學式14] ^ / Λ、_ Λτη(0> (Α Θ) + 為m(18〇) (Ρ，Θ)

Acs\P^U) = « (_ 2 ……(2〇) +β2 cos(0-^m(O)+/> 3 =---Ρ 這裡，Ρ、Q、τ由下式（21)表示。 [數學式15] 15 尸—^cm(O) ^cm(180) COS(^cm(0) —^cm(180)) "Q ~ ^cm(180) COS(^cm(0) ~~Φαη{\%0)) (21) lr: ：arCtan(f} 同樣地，若求出上述的被檢體固有的彗形像差成分， 首先由上式（12)的關係，下式（22)的關係成立。 20 200925549 [數學式16] J (ρ Θ) = 4m(0) (Α Θ) - (厂，Θ) V—' 2 -……(22) _λ/τ2 +Q2 cos(/9 - φ£η(〇) - £·) ^ = 〇--Ρ 這裡’ Τ、ε由下式（23)表示。 [數學式17] ^ = Am(0) ~ ^cm〇SO) COS(^cm(0) ~ ^cm(180))

(23)

ίο

15 以上’對本發明的一實施方式進行了說明，但是，本 發明不限於上述實施方式，可以變更為各種方式。 例如’在上述實施方式中，與系統固有的散光像差成 分及蓉形像差成分一起’也透過預定的運算處理分析性地 求出被檢體固有的散光像差成分及彗形像差成分，但是也 可以透過從測定值減去所求出的系統固有的散光像差成分 及彗形像差成分來校正該測定值，從而求出被檢體固有的 散光像差成分及彗形像差成分。 此外，在上述的實施方式中，在預定的2個旋轉位置（散 光像差時，例如0。和90。）測定被檢體5,基於該二個測定結 果求出系統固有的散光像差成分，但是預定的二個旋轉位 置的組合設定多個（散光像差時，例如設為〇。和9〇。、9〇。和 ⑽。、18〇。和謂。、27G、G。⑽。）等的組合），根據各组 合的2個旋轉位置的職結果，分別求出各組合中的系統固 有的散光像差成分的值’可以將這些平均值設為系統固有 的散光像差成分的值。這對於求出系統固有㈣形像差成 21 20 200925549 分的情況也相同㈤形像差時，例如設為^和⑽。 270。等的組合）。 和 此外’上述實施方式表示利用斐索型的干涉儀裝置1 進行無限系統的被檢透鏡5的透射波前測定的情況的適用 5例，但是本發明不限定所使用的干涉儀裝置的對應或限定 被檢透鏡的類型。例如，在透過其他類型（例如，麥克爾遜 (Michelson)型或馬赫·曾德爾（Mach_Zehnder)型）的干涉儀 裝置測定有限系統的被檢透鏡時也可以適用。 10 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的一實施方式的干涉儀裝置的簡要結構圖。 【主要元件符號說明】 1干涉儀裝置 5被檢透鏡 10光干涉部 11光源部 12光束直徑放大用透鏡 13分束器 13a光束分割面 15基準板 16放置台 17 a參照基準球面 21成像透鏡 30分析部 32輸入裝置 C測定光轴 14準直透鏡 15a參照基準平面 17球面反射鏡 20攝影部 22攝影機 31分析裝置 3 3圖像顯示裝置 22

Claims (1)

1. 200925549 七、申請專利範園： 1. 一種干涉儀裝置的系統誤差校正方法，其中，在根 據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得到的干涉 條紋圖像來測定該被檢透鏡的波前像差的干涉儀裝置中， 5分析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差引起的系統固有 的散光像差成分，補正該波前像差的測定結果， 將該被檢透鏡相對於該干涉儀裝置的測定光軸保持在 任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置得到的該干涉 條紋圖像，求出與該任意的旋轉位置的該波前像差對應的 10 第一像差函數； 將該被檢透鏡保持在從該任意的旋轉位置繞該測定光 軸旋轉90度的比較用的旋轉位置，根據在該比較用的旋轉 位置得到的該干涉條紋圖像，求出與該比較用的旋轉位置 的該波前像差對應的第二像差函數； 15 將該第一像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數’將其中對應於散光像差的像差函數作為第一散光 像差函數求出； 將該第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數’將其中對應於散光像差的像差函數作為第二散光 20 像差函數求出； 將該第一散光像差函數和該第二散光像差函數相加後 的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函數，將其 中對應於散光像差的像差函數作為第三散光像差函數求 出； 23 200925549 將該第三散光像差函數的二分之—倍的函數作為表示 該系統固有的散光像差成分的系統固有的散光像差函數， 根據該系統固有的散光像差函數求出該系統固有的散光像 差成分。 5 ❹ 10 15 ❿ 20 2.種干涉儀裝置的系統誤差校正方法，其中，在根 據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得到的干涉 條紋圖像來測定該被檢透鏡的波前像差的干涉儀裝置令， 分析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差引起的系統固有 的彗形像差成分，補正該波前像差的測定結果， 將該被檢透鏡相對於該干涉儀裝置的測定光軸保持在 任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置得到的該干涉 條紋圖像’求出與該任意的旋轉位置的該波前像差對應的 第一像差函數； 將該被檢透鏡保持在從該任意的旋轉位置繞該測定光 軸紅轉180度的比較用的旋轉位置，根據在該比較用的旋轉 位置得到的該干涉條紋圖像’求出與該比較用的旋轉位置 的該波前像差對應的第二像差函數； 將該第一像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數，將纟中對應於聋形像差的像差函數作為第一碧形 像差函數求出； 將該第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數’將其中對應於彗形像差的像差函數作為第二彗形 像差函數求出； 24 200925549 將該第一彗形像差函數和該第二藝形像差函數相加後 的函數再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數，將其 中對應於彗形像差的像差函數作為第三彗形像差函 出； 5 =將該第二彗形像差函數的二分之一倍的函數作為表示 u系統固有的彗形像差成分的系統固有的彗形像差函數， 根據該系統固有的彗形像差函數求出該系統固有的彗形 差成分。 3· 一種干涉儀裝置的系統誤差校正方法，其中，在根 10據由被檢透鏡的透射波前和參照波前的光干涉得到的干涉 條紋圖像來測定該被檢透鏡的波前像差的干涉儀裝置中， 分析性地求出由該干涉儀裝置的系統誤差引起的系統固有 的散光像差成分及彗形像差成分，補正該波前像差的測定 結果；其中， 15 將該被檢透鏡相對於該干涉儀裝置的測定光軸保持在 任意的旋轉位置，根據在該任意的旋轉位置得到的該干涉 條紋圖像，求出與該任意的旋轉位置的該波前像差對應的 第一像差函數； 將該被檢透鏡保持在從該任意的旋轉位置繞該測定光 2〇軸旋轉90度的比較用的第一旋轉位置，根據在該比較用的 第一旋轉位置得到的該干涉條紋圖像，求出與該比較用的 旋轉位置的該波前像差對應的第二像差函數； 將該被檢透鏡保持在從該任意的旋轉位置繞該測定光 軸旋轉180度的φ較用的第二旋轉位置，根據在該比較用的 25 200925549 第一旋轉位置得到的該干涉條紋圖像，求出與該比較用的 第二旋轉位置的該波前像差對應的第三像差函數； 將該第一像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數，將其中對應於散光像差的像差函數作為第一散光 5 10 15 ❹ 20 像差函數求出，將對應於彗形像差的像差函數作為第一彗 形像差函數求出； 將該第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數’將其中對應於散光像差的像差函數作為第二散光 像差函數求出； 將該第二像差函數分類為與赛德像差分別對應的各像 差函數，將其中對應於彗形像差的像差函數作為第二彗形 像差函數求出； 將該第一散光像差函數和該第二散光像差函數相加後 的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函數，將其 中對應於散光像差的像差函數作為第三散光像差函數 出； 將該第一彗形像差函數和該第二彗形像差函數相加後 的函數再分類為與赛德像差分別對應的各像差函數，將其 中對應於彗形像差的像差函數作為第三彗形像差函數 出； =將該第二散光像差函數的二分之一倍的函數作為表示 該系統固有的散光像差成分的系統固有的散光像差函數， 根據統固有的散光像差函數求出該系統时的散光像 刀，將該第二彗形像差函數的二分之一倍的函數作為 26 200925549 表示該系統固有的彗形像差成分的系統固有的彗形像差函 數’根據該系統固有的彗形像差函數求出該系統固有的寒 形像差成分。 5 10 15 參 20 4. 如申請專利範圍第1項所述之干涉儀裝置的系 統誤差校正方法，其中， 將取得了該第一散光像差函數和該第二散光像差函數 之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數，將 其中對應於散光像差的像差函數作為第四散光像差函數求 出； 將該第四散光像差函數的二分之一倍的函數作為表示 該被檢透鏡固有的散光像差成分的被檢透鏡固有的散光像 差函數，根據該被檢透鏡固有的散光像差函數求出該被檢 透鏡固有的散光像差成分。 5. 如申請專利範圍第2項所述之干涉儀裝置的系 統誤差校正方法，其中， 將取得了該第一彗形像差函數和該第二彗形像差函數 之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數將 其中對應於彗形像差的像差函數作為第四彗形像差函數求 出； 將該第四彗形像差函數的二分之一倍的函數作為表示 該被檢透鏡固有的彗形像差成分的被檢透鏡固有的彗形像 差函數，根據該被檢透鏡固有的彗形像差函數求出該被檢 透鏡固有的彗形像差成分。 27 200925549 6·如申睛專利範圍第3項所述之干涉儀裝置的 統誤差校正方法，其中， 將取彳于了該第一散光像差函數和該第二散光像差函數 之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數將 5 〃中對應於散光像差的像差函數作為第四散光像差函數求 出；將取得了該第一彗形像差函數和該第二彗形像差函數 之差的函數分類為與賽德像差分別對應的各像差函數將 G 其中對應於彗形像差的像差函數作為第四彗形像差函數求 出； 10 將該第四散光像差函數的二分之一倍的函數作為表示 該被檢透鏡固有的散光像差成分的被檢透鏡固有的散光像 差函數，根據該被檢透鏡固有的散光像差函數求出該被檢 透鏡固有的散光像差成分；將該第四彗形像差函數的二分 之一倍的函數作為表示該被檢透鏡固有的彗形像差成分的 15 被檢透鏡固有的彗形像差函數’根據該被檢透鏡固有的彗 形像差函數求出該被檢透鏡固有的彗形像差成分。 28