JPH10260024A - 非球面形状測定装置及び方法 - Google Patents
非球面形状測定装置及び方法Info
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- JPH10260024A JPH10260024A JP9084567A JP8456797A JPH10260024A JP H10260024 A JPH10260024 A JP H10260024A JP 9084567 A JP9084567 A JP 9084567A JP 8456797 A JP8456797 A JP 8456797A JP H10260024 A JPH10260024 A JP H10260024A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】非球面形状の被検面の形状を高精度に測定する
非球面形状測定装置及び方法を得ることを課題とする。 【解決手段】光源からの一部の光を、参照面で反射させ
て参照光とし、他の一部の光を、波面形成手段を介して
被検非球面で反射させて測定光とし、測定光を参照光と
干渉させて干渉縞を形成し、干渉縞に基づいて被検面の
面形状を測定する非球面形状測定装置において、波面形
成手段は、回折光学素子又は回折光学素子とレンズ作用
を有する光学系との組み合わせで構成され、回折光学素
子は被検面の面形状に対応した非球面波を発生する第１
回折パターンと、球面波を発生する第２回折パターンと
を有し、第１回折パターン及び第２回折パターンは、回
折光学素子の同一面に形成され、且つ同一の製造工程に
より形成されたことを特徴とする非球面形状測定装置、
及びこの装置を用いた非球面形状測定方法である。
非球面形状測定装置及び方法を得ることを課題とする。 【解決手段】光源からの一部の光を、参照面で反射させ
て参照光とし、他の一部の光を、波面形成手段を介して
被検非球面で反射させて測定光とし、測定光を参照光と
干渉させて干渉縞を形成し、干渉縞に基づいて被検面の
面形状を測定する非球面形状測定装置において、波面形
成手段は、回折光学素子又は回折光学素子とレンズ作用
を有する光学系との組み合わせで構成され、回折光学素
子は被検面の面形状に対応した非球面波を発生する第１
回折パターンと、球面波を発生する第２回折パターンと
を有し、第１回折パターン及び第２回折パターンは、回
折光学素子の同一面に形成され、且つ同一の製造工程に
より形成されたことを特徴とする非球面形状測定装置、
及びこの装置を用いた非球面形状測定方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非球面により構成
されるレンズ、ミラーなどの光学素子の表面形状を、高
精度に測定するための非球面形状測定装置及び方法に関
する。
されるレンズ、ミラーなどの光学素子の表面形状を、高
精度に測定するための非球面形状測定装置及び方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光の干渉を利用した面形状測定で
は、フィゾー干渉計などを用いて、被検面の設計形状に
対応した波面を有する測定光を形成し、その測定光の被
検面からの反射光と参照光を干渉させることによって、
被検面と測定光の波面の差を計測している。被検面が非
球面形状の場合には、容易に非球面波が得られるゾーン
プレートなどの回折光学素子あるいは回折光学素子とレ
ンズの組み合わせが波面形成手段として用いられてい
る。上記のような面形状測定においては、被検面形状を
高精度に知るには、被検面に入射させる測定光の波面形
状を高精度に測定しておくか、或いは、あらかじめ他の
測定手段によって高精度に形状測定された設計形状とほ
ぼ一致した面を参照原器として、この参照原器と被検面
の比較測定を行う必要がある。
は、フィゾー干渉計などを用いて、被検面の設計形状に
対応した波面を有する測定光を形成し、その測定光の被
検面からの反射光と参照光を干渉させることによって、
被検面と測定光の波面の差を計測している。被検面が非
球面形状の場合には、容易に非球面波が得られるゾーン
プレートなどの回折光学素子あるいは回折光学素子とレ
ンズの組み合わせが波面形成手段として用いられてい
る。上記のような面形状測定においては、被検面形状を
高精度に知るには、被検面に入射させる測定光の波面形
状を高精度に測定しておくか、或いは、あらかじめ他の
測定手段によって高精度に形状測定された設計形状とほ
ぼ一致した面を参照原器として、この参照原器と被検面
の比較測定を行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被検面
が非球面形状の場合、非球面波面を高精度に測定するこ
とや、高精度に測定された非球面参照原器を得ることは
困難であり、高精度な形状測定は困難であった。そこ
で、本発明は、非球面形状の被検面の形状を高精度に測
定する非球面形状測定装置及び方法を得ることを課題と
する。
が非球面形状の場合、非球面波面を高精度に測定するこ
とや、高精度に測定された非球面参照原器を得ることは
困難であり、高精度な形状測定は困難であった。そこ
で、本発明は、非球面形状の被検面の形状を高精度に測
定する非球面形状測定装置及び方法を得ることを課題と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、光源からの一部の光
を、参照面で反射させて参照光とし、他の一部の光を、
波面形成手段を介して被検非球面で反射させて測定光と
し、測定光を参照光と干渉させて干渉縞を形成し、干渉
縞に基づいて被検面の面形状を測定する非球面形状測定
装置において、波面形成手段は、回折光学素子あるいは
回折光学素子とレンズ作用を有する光学系との組み合わ
せからなり、前記回折光学素子は、波面形成手段全体と
して、被検面の面形状に対応した非球面波を発生する第
１回折パターンと球面波を発生する第２回折パターンと
を有し、第１回折パターン及び第２回折パターンは、回
折光学素子の同一面に形成され、且つ同一の製造工程に
より形成されたことを特徴とする非球面形状測定装置で
ある。
決するためになされたものであり、光源からの一部の光
を、参照面で反射させて参照光とし、他の一部の光を、
波面形成手段を介して被検非球面で反射させて測定光と
し、測定光を参照光と干渉させて干渉縞を形成し、干渉
縞に基づいて被検面の面形状を測定する非球面形状測定
装置において、波面形成手段は、回折光学素子あるいは
回折光学素子とレンズ作用を有する光学系との組み合わ
せからなり、前記回折光学素子は、波面形成手段全体と
して、被検面の面形状に対応した非球面波を発生する第
１回折パターンと球面波を発生する第２回折パターンと
を有し、第１回折パターン及び第２回折パターンは、回
折光学素子の同一面に形成され、且つ同一の製造工程に
より形成されたことを特徴とする非球面形状測定装置で
ある。
【０００５】本発明は、また、回折光学素子あるいは回
折光学素子とレンズ作用を有する光学系との組み合わせ
からなる波面形成手段を有する形状測定装置において、
波面形成手段全体として、被検面の面形状に対応した非
球面波を発生する第１回折パターンと球面波を発生する
第２回折パターンとを有し、第１回折パターン及び第２
回折パターンが、同一面に形成され、且つ同一の製造工
程により形成された回折光学素子を用い、光源からの一
部の光を、参照面で反射させて参照光とし、他の一部の
光を、波面形成手段を介して被検面で反射させて測定光
とし、測定光を参照光と干渉させて干渉縞を形成し、干
渉縞に基づいて被検非球面の面形状と非球面波の波面形
状との差を測定する工程と、被検面を基準球面に置き換
えることにより、基準球面の面形状と球面波の波面形状
との差を測定する工程と、基準球面の面形状と球面波の
波面形状との差に基づいて、非球面波の波面形状を較正
することにより、被検面の面形状を算出する工程と、か
らなる非球面形状測定方法である。
折光学素子とレンズ作用を有する光学系との組み合わせ
からなる波面形成手段を有する形状測定装置において、
波面形成手段全体として、被検面の面形状に対応した非
球面波を発生する第１回折パターンと球面波を発生する
第２回折パターンとを有し、第１回折パターン及び第２
回折パターンが、同一面に形成され、且つ同一の製造工
程により形成された回折光学素子を用い、光源からの一
部の光を、参照面で反射させて参照光とし、他の一部の
光を、波面形成手段を介して被検面で反射させて測定光
とし、測定光を参照光と干渉させて干渉縞を形成し、干
渉縞に基づいて被検非球面の面形状と非球面波の波面形
状との差を測定する工程と、被検面を基準球面に置き換
えることにより、基準球面の面形状と球面波の波面形状
との差を測定する工程と、基準球面の面形状と球面波の
波面形状との差に基づいて、非球面波の波面形状を較正
することにより、被検面の面形状を算出する工程と、か
らなる非球面形状測定方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係る非球面形
状測定装置の配置図を図１に示す。本実施例に係る非球
面形状測定装置は、フィゾー干渉計によって構成されて
いる。光源ユニット１から出射した直線偏光した光ビー
ムＬは、コリメータレンズ２で平行光に変換されて、偏
光ビームスプリッター３に入射する。この光ビームＬの
偏光面は、偏光ビームスプリッター３で反射されるよう
に選ばれている。偏光ビームスプリッター３で反射され
た光ビームＬは、１／４波長板４を経て、フィゾー部材
５ヘ入射する。フィゾー部材５に入射した光ビームＬ
は、フィゾー部材５の参照平面５ａを透過する測定光Ｌ
Ｍと、参照平面５ａで反射される参照光ＬＲに分割され
る。
状測定装置の配置図を図１に示す。本実施例に係る非球
面形状測定装置は、フィゾー干渉計によって構成されて
いる。光源ユニット１から出射した直線偏光した光ビー
ムＬは、コリメータレンズ２で平行光に変換されて、偏
光ビームスプリッター３に入射する。この光ビームＬの
偏光面は、偏光ビームスプリッター３で反射されるよう
に選ばれている。偏光ビームスプリッター３で反射され
た光ビームＬは、１／４波長板４を経て、フィゾー部材
５ヘ入射する。フィゾー部材５に入射した光ビームＬ
は、フィゾー部材５の参照平面５ａを透過する測定光Ｌ
Ｍと、参照平面５ａで反射される参照光ＬＲに分割され
る。
【０００７】測定光ＬＭは、ゾーンプレート６へ入射
し、ゾーンプレート６を透過して、被検非球面７に入射
する。被検非球面７で反射された測定光ＬＭは、ゾーン
プレート６、及び１／４波長板４を順次経て、偏光ビー
ムスプリッター３へ入射する。一方、参照平面５ａで反
射された参照光ＬＲも、測定光ＬＭと同様に１／４波長
板４を経て、偏光ビームスプリッター３へ入射する。測
定光ＬＭと参照光ＬＲは、１／４波長板を往復で２度透
過し、偏光面が９０度回転するため、偏光ビームスプリ
ッター３を透過する。偏光ビームスプリッター３を透過
した測定光ＬＭと参照光ＬＲは、ビームエクスパンダー
８でビーム径を変換され、２次元画像検出器９に入射す
る。２次元画像検出器９では、入射した測定光ＬＭと参
照光ＬＲによって形成される干渉縞が観察される。な
お、図１では、フィゾー部材５の参照平面５ａは、ゾー
ンプレート６側に設けられているが、偏光ビームスプリ
ッター３側に設けてもよい。
し、ゾーンプレート６を透過して、被検非球面７に入射
する。被検非球面７で反射された測定光ＬＭは、ゾーン
プレート６、及び１／４波長板４を順次経て、偏光ビー
ムスプリッター３へ入射する。一方、参照平面５ａで反
射された参照光ＬＲも、測定光ＬＭと同様に１／４波長
板４を経て、偏光ビームスプリッター３へ入射する。測
定光ＬＭと参照光ＬＲは、１／４波長板を往復で２度透
過し、偏光面が９０度回転するため、偏光ビームスプリ
ッター３を透過する。偏光ビームスプリッター３を透過
した測定光ＬＭと参照光ＬＲは、ビームエクスパンダー
８でビーム径を変換され、２次元画像検出器９に入射す
る。２次元画像検出器９では、入射した測定光ＬＭと参
照光ＬＲによって形成される干渉縞が観察される。な
お、図１では、フィゾー部材５の参照平面５ａは、ゾー
ンプレート６側に設けられているが、偏光ビームスプリ
ッター３側に設けてもよい。
【０００８】本実施例に係る非球面形状測定装置に用い
るゾーンプレート６の平面図を図２に示す。ゾーンプレ
ート６には、パターンＰ ａ及びパターンＰｂが、同一面
上に形成され、且つ同一の製造プロセスで形成されてい
る。なお、図１では、パターンＰ ａ及びパターンＰｂ
は、ゾーンプレート６の被検非球面７側の面上に形成し
ているが、フィゾー部材５側の面上に形成してもよい。
るゾーンプレート６の平面図を図２に示す。ゾーンプレ
ート６には、パターンＰ ａ及びパターンＰｂが、同一面
上に形成され、且つ同一の製造プロセスで形成されてい
る。なお、図１では、パターンＰ ａ及びパターンＰｂ
は、ゾーンプレート６の被検非球面７側の面上に形成し
ているが、フィゾー部材５側の面上に形成してもよい。
【０００９】図３（ａ）は、ゾーンプレート６のパター
ンＰ ａにより回折された光ビームの状態を表す断面図で
あり、図３（ｂ）は、パターンＰ ｂにより回折された光
ビームの状態を表す断面図である。パターンＰ ａは、被
検非球面７に対応した非球面波を発生させる回折パター
ンである。図３（ａ）に示したように、このパターンＰ
ａで回折された光ビームは、被検非球面７の設計形状に
対して、垂直に入射するよう設計されている。一方パタ
ーンＰｂは、パターンＰ ａにより発生させた非球面波を
較正するためのものであり、球面波を発生させる回折パ
ターンである。図３（ｂ）に示したように、このパター
ンＰ ｂで回折された光ビームは、所定の焦点位置Ｆに集
光するように設計されている。
ンＰ ａにより回折された光ビームの状態を表す断面図で
あり、図３（ｂ）は、パターンＰ ｂにより回折された光
ビームの状態を表す断面図である。パターンＰ ａは、被
検非球面７に対応した非球面波を発生させる回折パター
ンである。図３（ａ）に示したように、このパターンＰ
ａで回折された光ビームは、被検非球面７の設計形状に
対して、垂直に入射するよう設計されている。一方パタ
ーンＰｂは、パターンＰ ａにより発生させた非球面波を
較正するためのものであり、球面波を発生させる回折パ
ターンである。図３（ｂ）に示したように、このパター
ンＰ ｂで回折された光ビームは、所定の焦点位置Ｆに集
光するように設計されている。
【００１０】本実施例に係る非球面形状測定装置を用い
て、被検非球面７での非球面波の波面形状と、被検非球
面の面形状との差を、次のように測定する。先ず被検非
球面７を光路内に挿入する。ゾーンプレート６から発生
する非球面波と球面波のうち、球面波は被検非球面７に
垂直に入射しないから、ゾーンプレート６に戻ったとき
の波面は球面波から大きくはずれ、したがって往路の光
路から大きくはずれる。他方、ゾーンプレート６から発
生する非球面波は、被検非球面７の設計形状に対して垂
直に入射するように設計されているから、被検非球面７
で反射した後、往路の波面形状をほぼ維持して往路を逆
進し、したがってほぼ平面波となって参照光ＬＲと干渉
する。この干渉縞を解析することにより、被検非球面７
の位置での非球面波の波面形状ＷAと、被検非球面の面
形状ＷMとの差φTA＝ＷA−ＷMを測定することができ
る。
て、被検非球面７での非球面波の波面形状と、被検非球
面の面形状との差を、次のように測定する。先ず被検非
球面７を光路内に挿入する。ゾーンプレート６から発生
する非球面波と球面波のうち、球面波は被検非球面７に
垂直に入射しないから、ゾーンプレート６に戻ったとき
の波面は球面波から大きくはずれ、したがって往路の光
路から大きくはずれる。他方、ゾーンプレート６から発
生する非球面波は、被検非球面７の設計形状に対して垂
直に入射するように設計されているから、被検非球面７
で反射した後、往路の波面形状をほぼ維持して往路を逆
進し、したがってほぼ平面波となって参照光ＬＲと干渉
する。この干渉縞を解析することにより、被検非球面７
の位置での非球面波の波面形状ＷAと、被検非球面の面
形状ＷMとの差φTA＝ＷA−ＷMを測定することができ
る。
【００１１】しかしながら、ゾーンプレート６に形成さ
れるパターンＰ ａ、Ｐ ｂには、ゾーンプレート６の製造
過程において生じる、設計値からの誤差を含んでいる。
このため、被検非球面７の位置での非球面波には、この
パターンＰ ａのパターン誤差に基づく波面形状誤差が存
在する。すなわち、被検非球面７の位置での非球面波形
状ＷAは、設計上の非球面波形状をＷ ′A、波面形状誤差
をＷE1とすると、次式のように表される。 このため、非球面波形状ＷAを較正する必要がある。
れるパターンＰ ａ、Ｐ ｂには、ゾーンプレート６の製造
過程において生じる、設計値からの誤差を含んでいる。
このため、被検非球面７の位置での非球面波には、この
パターンＰ ａのパターン誤差に基づく波面形状誤差が存
在する。すなわち、被検非球面７の位置での非球面波形
状ＷAは、設計上の非球面波形状をＷ ′A、波面形状誤差
をＷE1とすると、次式のように表される。 このため、非球面波形状ＷAを較正する必要がある。
【００１２】非球面波形状ＷAを較正するため、本実施
例に係る非球面形状測定装置において、被検非球面７
を、基準球面としての参照原器１０に置き換える。ゾー
ンプレート６のパターンＰｂによる回折光の焦点距離を
ｆ、参照原器１０の曲率半径をｒとして、ゾーンプレー
ト６から距離ｆ＋ｒの位置に、参照球面１０ａが一致す
るように参照原器１０を設置する。
例に係る非球面形状測定装置において、被検非球面７
を、基準球面としての参照原器１０に置き換える。ゾー
ンプレート６のパターンＰｂによる回折光の焦点距離を
ｆ、参照原器１０の曲率半径をｒとして、ゾーンプレー
ト６から距離ｆ＋ｒの位置に、参照球面１０ａが一致す
るように参照原器１０を設置する。
【００１３】ゾーンプレート６から発生する非球面波と
球面波のうち、非球面波は参照球面１０ａに垂直に入射
しないから、ゾーンプレート６に戻ったときの波面は所
定の非球面波から大きくはずれ、したがって往路の光路
から大きくはずれる。他方、ゾーンプレート６から発生
する球面波は、参照球面１０ａに対して垂直に入射する
ように設計されているから、参照球面１０ａで反射した
後、往路の波面形状をほぼ維持して往路を逆進し、した
がってほぼ平面波となって参照光ＬＲと干渉する。この
干渉縞を解析することにより、参照球面１０ａの位置で
の球面波の波面形状ＷBと、参照原器１０の参照球面形
状ＷSとの差φTB＝ＷB−ＷSを測定することができる。
参照球面形状ＷSは高精度に測定されているため、パタ
ーンＰｂで発生する球面波の波面形状ＷBを高精度で知
ることができる。前述したパターンＰ ａによる非球面波
の場合と同様に、パターンＰｂによる球面波は、パター
ンＰｂのパターン誤差に基づく波面形状誤差ＷE2を含ん
でいる。参照球面１０ａの位置における球面波形状をＷ
B、設計上の球面波形状をＷ ′Bとすると、次式により、
球面波の波面形状誤差ＷE2を知ることができる。
球面波のうち、非球面波は参照球面１０ａに垂直に入射
しないから、ゾーンプレート６に戻ったときの波面は所
定の非球面波から大きくはずれ、したがって往路の光路
から大きくはずれる。他方、ゾーンプレート６から発生
する球面波は、参照球面１０ａに対して垂直に入射する
ように設計されているから、参照球面１０ａで反射した
後、往路の波面形状をほぼ維持して往路を逆進し、した
がってほぼ平面波となって参照光ＬＲと干渉する。この
干渉縞を解析することにより、参照球面１０ａの位置で
の球面波の波面形状ＷBと、参照原器１０の参照球面形
状ＷSとの差φTB＝ＷB−ＷSを測定することができる。
参照球面形状ＷSは高精度に測定されているため、パタ
ーンＰｂで発生する球面波の波面形状ＷBを高精度で知
ることができる。前述したパターンＰ ａによる非球面波
の場合と同様に、パターンＰｂによる球面波は、パター
ンＰｂのパターン誤差に基づく波面形状誤差ＷE2を含ん
でいる。参照球面１０ａの位置における球面波形状をＷ
B、設計上の球面波形状をＷ ′Bとすると、次式により、
球面波の波面形状誤差ＷE2を知ることができる。
【００１４】つぎに、パターンＰａにより発生した非球
面波に含まれる波面形状誤差ＷE1と、パターンＰｂによ
り発生した球面波に含まれる波面形状誤差ＷE2との関係
について説明する。ゾーンプレートは、パターン１周期
に対して波長λの光路差が得られるものである。したが
って、ゾーンプレート上のある位置でのパターン位置
が、設計値からδだけずれた場合、その位置でのパター
ン周期の設計値をＬとすると、得られた光路差の設計値
からのずれ、すなわち、ゾーンプレート６上のある点で
回折された光に対応する波面形状誤差ＷEは、次式のよ
うに表される。
面波に含まれる波面形状誤差ＷE1と、パターンＰｂによ
り発生した球面波に含まれる波面形状誤差ＷE2との関係
について説明する。ゾーンプレートは、パターン１周期
に対して波長λの光路差が得られるものである。したが
って、ゾーンプレート上のある位置でのパターン位置
が、設計値からδだけずれた場合、その位置でのパター
ン周期の設計値をＬとすると、得られた光路差の設計値
からのずれ、すなわち、ゾーンプレート６上のある点で
回折された光に対応する波面形状誤差ＷEは、次式のよ
うに表される。
【００１５】（３）式より、パターンＰａの設計上のピ
ッチをＬ1、そのパターンのずれ量をδ1とし、パターン
Ｐｂの設計上のピッチをＬ2、そのパターンのずれ量を
δ2とすると、ゾーンプレート６上の１点を透過する、
非球面波の波面形状誤差ＷE1及び球面波の波面形状誤差
ＷE2は、それぞれ以下のように表される。
ッチをＬ1、そのパターンのずれ量をδ1とし、パターン
Ｐｂの設計上のピッチをＬ2、そのパターンのずれ量を
δ2とすると、ゾーンプレート６上の１点を透過する、
非球面波の波面形状誤差ＷE1及び球面波の波面形状誤差
ＷE2は、それぞれ以下のように表される。
【００１６】一方、ゾーンプレート６のパターンＰ ａ及
びパターンＰｂは、同一面上に、且つ同一の製造プロセ
スで形成されている。したがって、パターンＰ ａ及びパ
ターンＰｂが、ゾーンプレート６上に形成される際の製
造条件は同一であるから、パターンＰ ａ及びパターンＰ
ｂのパターンのずれ量δ1、δ2は、同じとみなすことが
でき、（４）式、（５）式より、以下の関係式が得られ
る。
びパターンＰｂは、同一面上に、且つ同一の製造プロセ
スで形成されている。したがって、パターンＰ ａ及びパ
ターンＰｂが、ゾーンプレート６上に形成される際の製
造条件は同一であるから、パターンＰ ａ及びパターンＰ
ｂのパターンのずれ量δ1、δ2は、同じとみなすことが
でき、（４）式、（５）式より、以下の関係式が得られ
る。
【００１７】したがって、（２）式から得られた球面波
の波面形状誤差ＷE2と、（６）式から、非球面波の波面
形状誤差ＷE1を求めることができる。これにより、
（１）式から、ゾーンプレート６のパターンＰａにより
発生した、実際の非球面波形状ＷAを知ることができ、
この非球面波形状ＷAと被検面形状ＷMとの差の測定値φ
TAにより、被検面７の面形状を高精度で測定することが
できる。
の波面形状誤差ＷE2と、（６）式から、非球面波の波面
形状誤差ＷE1を求めることができる。これにより、
（１）式から、ゾーンプレート６のパターンＰａにより
発生した、実際の非球面波形状ＷAを知ることができ、
この非球面波形状ＷAと被検面形状ＷMとの差の測定値φ
TAにより、被検面７の面形状を高精度で測定することが
できる。
【００１８】本実施例では、図１のように参照平面５ａ
と非球面波形成手段であるゾーンプレート６を用いた
が、図４に示すように、球面波形成手段１１と球面波形
成手段で形成される球面波と同心の参照球面１２を設
け、球面波を被検非球面に対応した非球面波面に変換す
るゾーンプレート１３を備えた構成としてもよい。なお
本実施例に係る非球面形状測定装置及び方法では、フィ
ゾー干渉計を利用したが、トワイマン−グリーン干渉計
を用いることも可能である。
と非球面波形成手段であるゾーンプレート６を用いた
が、図４に示すように、球面波形成手段１１と球面波形
成手段で形成される球面波と同心の参照球面１２を設
け、球面波を被検非球面に対応した非球面波面に変換す
るゾーンプレート１３を備えた構成としてもよい。なお
本実施例に係る非球面形状測定装置及び方法では、フィ
ゾー干渉計を利用したが、トワイマン−グリーン干渉計
を用いることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ゾーンプ
レートの第２の回折パターンから発生する球面波を高精
度に測定し、第１の回折パターンから発生する非球面波
を高精度に較正することによって、非球面形状の被検面
の形状を高精度に測定することが可能となった。
レートの第２の回折パターンから発生する球面波を高精
度に測定し、第１の回折パターンから発生する非球面波
を高精度に較正することによって、非球面形状の被検面
の形状を高精度に測定することが可能となった。
【図１】本発明の一実施例に係る非球面形状測定装置の
配置図
配置図
【図２】本実施例に係る非球面形状測定装置に用いるゾ
ーンプレート６の平面図
ーンプレート６の平面図
【図３】（ａ）ゾーンプレート６のパターンＰ ａにより
回折された光ビームの状態を表す断面図、及び（ｂ）パ
ターンＰ ｂにより回折された光ビームの状態を表す断面
図
回折された光ビームの状態を表す断面図、及び（ｂ）パ
ターンＰ ｂにより回折された光ビームの状態を表す断面
図
【図４】非球面波形成手段を模式的に示した図
１…光源ユニット ２…コリメータレン
ズ ３…偏光ビームスプリッター ４…１／４波長板 ５…フィゾー部材 ５ａ…参照平面 ６、１３…ゾーンプレート ７…被検面 ８…ビームエクスパンダー ９…２次元画像検出
器 １０…球面参照原器 １０ａ、１２…参照
球面 １１…球面波形成手段
ズ ３…偏光ビームスプリッター ４…１／４波長板 ５…フィゾー部材 ５ａ…参照平面 ６、１３…ゾーンプレート ７…被検面 ８…ビームエクスパンダー ９…２次元画像検出
器 １０…球面参照原器 １０ａ、１２…参照
球面 １１…球面波形成手段
Claims (4)
- 【請求項１】光源からの一部の光を、参照面で反射させ
て参照光とし、他の一部の光を、波面形成手段を介して
被検非球面で反射させて測定光とし、該測定光を前記参
照光と干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて
前記被検面の面形状を測定する非球面形状測定装置にお
いて、 前記波面形成手段は、回折光学素子で構成され、該回折
光学素子は、前記被検面の面形状に対応した非球面波を
発生する第１回折パターンと、球面波を発生する第２回
折パターンとを有し、前記第１回折パターン及び前記第
２回折パターンは、前記回折光学素子の同一面に形成さ
れ、且つ同一の製造工程により形成されたことを特徴と
する非球面形状測定装置。 - 【請求項２】光源からの一部の光を、参照面で反射させ
て参照光とし、他の一部の光を、波面形成手段を介して
被検非球面で反射させて測定光とし、該測定光を前記参
照光と干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて
前記被検面の面形状を測定する非球面形状測定装置にお
いて、 前記波面形成手段は、回折光学素子とレンズ作用を有す
る光学系との組み合わせで構成され、前記回折光学素子
は、前記レンズ作用を有する光学系との組み合わせで、
前記被検面の面形状に対応した非球面波を発生する第１
回折パターンと、球面波を発生する第２回折パターンと
を有し、前記第１回折パターン及び前記第２回折パター
ンは、前記回折光学素子の同一面に形成され、且つ同一
の製造工程により形成されたことを特徴とする非球面形
状測定装置。 - 【請求項３】被検非球面の面形状に対応した非球面波を
発生する第１回折パターンと、球面波を発生する第２回
折パターンとを有し、前記第１回折パターン及び前記第
２回折パターンが、同一面に形成され、且つ同一の製造
工程により形成された回折光学素子を波面形成手段に用
い、 光源からの一部の光を、参照面で反射させて参照光と
し、他の一部の光を、前記波面形成手段を介して前記被
検面で反射させて測定光とし、該測定光を前記参照光と
干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて前記被
検非球面の面形状と前記非球面波の波面形状との差を測
定する工程と、 前記被検面を基準球面に置き換えることにより、前記基
準球面の面形状と前記球面波の波面形状との差を測定す
る工程と、 前記基準球面の面形状と球面波の波面形状との前記差に
基づいて、前記非球面波の波面形状を較正することによ
り、前記被検面の面形状を算出する工程と、からなる非
球面形状測定方法。 - 【請求項４】レンズ作用を有する光学系との組み合わせ
において、被検非球面の面形状に対応した非球面波を発
生する第１回折パターンと、球面波を発生する第２回折
パターンとを有し、前記第１回折パターン及び前記第２
回折パターンが、同一面に形成され、且つ同一の製造工
程により形成された回折光学素子と、前記レンズ作用を
有する光学系の組み合わせを波面形成手段に用い、 光源からの一部の光を、参照面で反射させて参照光と
し、他の一部の光を、前記波面形成手段を介して前記被
検面で反射させて測定光とし、該測定光を前記参照光と
干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて前記被
検非球面の面形状と前記非球面波の波面形状との差を測
定する工程と、 前記被検面を基準球面に置き換えることにより、前記基
準球面の面形状と前記球面波の波面形状との差を測定す
る工程と、 前記基準球面の面形状と球面波の波面形状との前記差に
基づいて、前記非球面波の波面形状を較正することによ
り、前記被検面の面形状を算出する工程と、からなる非
球面形状測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08456797A JP3773073B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 非球面形状測定装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08456797A JP3773073B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 非球面形状測定装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260024A true JPH10260024A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3773073B2 JP3773073B2 (ja) | 2006-05-10 |
Family
ID=13834251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08456797A Expired - Fee Related JP3773073B2 (ja) | 1997-03-17 | 1997-03-17 | 非球面形状測定装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3773073B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6788389B2 (en) | 2001-07-10 | 2004-09-07 | Nikon Corporation | Production method of projection optical system |
| CN103954235A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种光学凸球面面形的检测装置及方法 |
| CN108917662A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-30 | 上海理工大学 | 参考面平面度检验的优化方法 |
| CN114942486A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-26 | 昆山暨扬光电科技有限公司 | 一种液晶全息片及制备方法与检测光路及检测方法 |
-
1997
- 1997-03-17 JP JP08456797A patent/JP3773073B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6788389B2 (en) | 2001-07-10 | 2004-09-07 | Nikon Corporation | Production method of projection optical system |
| CN103954235A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种光学凸球面面形的检测装置及方法 |
| CN108917662A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-30 | 上海理工大学 | 参考面平面度检验的优化方法 |
| CN108917662B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-05-19 | 上海理工大学 | 参考面平面度检验的优化方法 |
| CN114942486A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-08-26 | 昆山暨扬光电科技有限公司 | 一种液晶全息片及制备方法与检测光路及检测方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3773073B2 (ja) | 2006-05-10 |
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