JPH1163946A - 形状測定方法及び高精度レンズ製造方法 - Google Patents
形状測定方法及び高精度レンズ製造方法Info
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- JPH1163946A JPH1163946A JP10160027A JP16002798A JPH1163946A JP H1163946 A JPH1163946 A JP H1163946A JP 10160027 A JP10160027 A JP 10160027A JP 16002798 A JP16002798 A JP 16002798A JP H1163946 A JPH1163946 A JP H1163946A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波面形成手段の製作誤差を除去し高精度に面
形状を測定又はレンズを製造する。 【解決手段】 光源１からの光を分割し、一方の光を参
照面５ａで反射させて参照光とし、他方の光を波面形成
手段６を介して被検面７で反射させて測定光とし、該測
定光と前記参照光を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７の面形状を測定する形状測定
方法において、被検面７を測定する第１の工程と、基準
原器を測定する第２の工程とからなり、前記被検面７の
形状誤差の回転対称成分を前記被検面上の座標に対して
緩やかに変化する成分と残差成分との２つの成分の和と
して表したときに、前記緩やかに変化する成分は少なく
とも前記第１の工程の測定結果と前記第２の工程の測定
結果の差分に基づいて求め、前記残差成分は前記第１の
工程の測定結果から求めることを特徴とする。
形状を測定又はレンズを製造する。 【解決手段】 光源１からの光を分割し、一方の光を参
照面５ａで反射させて参照光とし、他方の光を波面形成
手段６を介して被検面７で反射させて測定光とし、該測
定光と前記参照光を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７の面形状を測定する形状測定
方法において、被検面７を測定する第１の工程と、基準
原器を測定する第２の工程とからなり、前記被検面７の
形状誤差の回転対称成分を前記被検面上の座標に対して
緩やかに変化する成分と残差成分との２つの成分の和と
して表したときに、前記緩やかに変化する成分は少なく
とも前記第１の工程の測定結果と前記第２の工程の測定
結果の差分に基づいて求め、前記残差成分は前記第１の
工程の測定結果から求めることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非球面により構成
されたレンズ、ミラーなどの光学素子等の表面形状を高
精度に測定するための形状測定方法及び高精度レンズ製
造方法に関する。
されたレンズ、ミラーなどの光学素子等の表面形状を高
精度に測定するための形状測定方法及び高精度レンズ製
造方法に関する。
【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が用いられている。面形状測定
のうち特に非球面形状を測定する場合には、被検面（非
球面）の設計形状に対応した波面を発生するレンズやゾ
ーンプレート、ホログラム等の波面形成手段により測定
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
を計測する、いわゆるヌルテストが行われている。
は、フィゾー干渉計などが用いられている。面形状測定
のうち特に非球面形状を測定する場合には、被検面（非
球面）の設計形状に対応した波面を発生するレンズやゾ
ーンプレート、ホログラム等の波面形成手段により測定
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
を計測する、いわゆるヌルテストが行われている。
【０００３】かかる面形状測定において、被検面形状を
高精度に知るには、波面形成手段を高精度に製作し、被
検面に入射させる測定光の波面形状を高精度に制御する
か、又は、あらかじめ他の測定手段によって高精度に形
状測定されている設計形状とほぼ一致した面を基準原器
として被検面と比較測定を行う必要がある。
高精度に知るには、波面形成手段を高精度に製作し、被
検面に入射させる測定光の波面形状を高精度に制御する
か、又は、あらかじめ他の測定手段によって高精度に形
状測定されている設計形状とほぼ一致した面を基準原器
として被検面と比較測定を行う必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、波面形成手段
のレンズ等の光学素子の曲率半径や面間隔等を高精度に
制御し当該素子を製造するのは困難である。さらに、被
検面形状が非球面形状の場合、高精度に測定された非球
面原器を得ることは困難であるので、高精度に形状測定
を行うことは困難であり問題である。
のレンズ等の光学素子の曲率半径や面間隔等を高精度に
制御し当該素子を製造するのは困難である。さらに、被
検面形状が非球面形状の場合、高精度に測定された非球
面原器を得ることは困難であるので、高精度に形状測定
を行うことは困難であり問題である。
【０００５】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、被検面の形状を高精度に測定できる形状測定方
法及び高精度レンズ製造方法を提供することを目的とす
る。
であり、被検面の形状を高精度に測定できる形状測定方
法及び高精度レンズ製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による形状測定方法は、光源からの光を分割
し、一方の光を参照面で反射させて参照光とし、他方の
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、該測定光と前記参照光を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
形状測定方法において、被検面を測定する第１の工程
と、基準原器を測定する第２の工程と、からなり、前記
被検面の形状誤差の回転対称成分を、前記被検面上の座
標に対して緩やかに変化する成分と残差成分との２つの
成分の和として表したときに、前記緩やかに変化する成
分は少なくとも前記第１の工程の測定結果と前記第２の
工程の測定結果の差分に基づいて求め、前記残差成分は
前記第１の工程の測定結果から求めることを特徴とす
る。
に、本発明による形状測定方法は、光源からの光を分割
し、一方の光を参照面で反射させて参照光とし、他方の
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、該測定光と前記参照光を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
形状測定方法において、被検面を測定する第１の工程
と、基準原器を測定する第２の工程と、からなり、前記
被検面の形状誤差の回転対称成分を、前記被検面上の座
標に対して緩やかに変化する成分と残差成分との２つの
成分の和として表したときに、前記緩やかに変化する成
分は少なくとも前記第１の工程の測定結果と前記第２の
工程の測定結果の差分に基づいて求め、前記残差成分は
前記第１の工程の測定結果から求めることを特徴とす
る。
【０００７】さらに好ましくは、前記緩やかに変化する
成分は、あらかじめ校正されている基準原器の検定値を
用いて求めることが望ましい。
成分は、あらかじめ校正されている基準原器の検定値を
用いて求めることが望ましい。
【０００８】かかる方法により、非球面等の被検面を波
面形成手段による非球面波で干渉測定する、いわゆるヌ
ルテストを行うことが出来る。加えて、被検面の測定結
果と基準原器の測定結果、さらに好ましくは他の検定手
段による基準原器の検定値を使用して、被検面の形状誤
差の回転対称成分の、被検面上の座標に対して緩やかに
変化する成分を正確に求めることができる。かかる緩や
かに変化する成分は、波面形成手段を構成するレンズ等
の曲率半径や面間隔の誤差にほぼ対応しているので、こ
れら誤差を除去し、高精度に非球面形状を測定すること
ができる。
面形成手段による非球面波で干渉測定する、いわゆるヌ
ルテストを行うことが出来る。加えて、被検面の測定結
果と基準原器の測定結果、さらに好ましくは他の検定手
段による基準原器の検定値を使用して、被検面の形状誤
差の回転対称成分の、被検面上の座標に対して緩やかに
変化する成分を正確に求めることができる。かかる緩や
かに変化する成分は、波面形成手段を構成するレンズ等
の曲率半径や面間隔の誤差にほぼ対応しているので、こ
れら誤差を除去し、高精度に非球面形状を測定すること
ができる。
【０００９】また、本発明による高精度レンズ製造方法
は、光源からの光を分割し、一方の光を参照面で反射さ
せて参照光とし、他方の光を波面形成手段を介して高精
度レンズ面で反射させて測定光とし、該測定光と前記参
照光を干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて
前記高精度レンズ面の面形状を測定する高精度レンズ製
造方法において、高精度レンズ面を測定する第１の工程
と、基準原器を測定する第２の工程と、からなり、前記
高精度レンズ面の形状誤差の回転対称成分を、前記高精
度レンズ面上の座標に対して緩やかに変化する成分と残
差成分との２つの成分の和として表したときに、前記緩
やかに変化する成分は少なくとも前記第１の工程の測定
結果と前記第２の工程の測定結果の差分に基づいて求
め、前記残差成分は前記第１の工程の測定結果から求め
ることを特徴とする。
は、光源からの光を分割し、一方の光を参照面で反射さ
せて参照光とし、他方の光を波面形成手段を介して高精
度レンズ面で反射させて測定光とし、該測定光と前記参
照光を干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞に基づいて
前記高精度レンズ面の面形状を測定する高精度レンズ製
造方法において、高精度レンズ面を測定する第１の工程
と、基準原器を測定する第２の工程と、からなり、前記
高精度レンズ面の形状誤差の回転対称成分を、前記高精
度レンズ面上の座標に対して緩やかに変化する成分と残
差成分との２つの成分の和として表したときに、前記緩
やかに変化する成分は少なくとも前記第１の工程の測定
結果と前記第２の工程の測定結果の差分に基づいて求
め、前記残差成分は前記第１の工程の測定結果から求め
ることを特徴とする。
【００１０】さらに好ましくは、前記緩やかに変化する
成分は、あらあじめ校正されている基準原器の検定値を
用いて求めることが望ましい。
成分は、あらあじめ校正されている基準原器の検定値を
用いて求めることが望ましい。
【００１１】かかる方法によれば、レンズ面を高精度に
測定することによって、高精度なレンズを製造する事が
できる。
測定することによって、高精度なレンズを製造する事が
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施の形態を説明する。まず、非球面形状測定装置を図
２に基づいて説明する。
実施の形態を説明する。まず、非球面形状測定装置を図
２に基づいて説明する。
【００１３】図２の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から射出
した直線偏光したビーム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択されている。
渉計によって構成されている。光源ユニット１から射出
した直線偏光したビーム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択されている。
【００１４】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へ
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（フィゾー面）５ａを透過する
測定光ＬＭと、参照平面５ａで反射される参照光ＬＲと
に分割される。
ビームＬは、１／４波長板４を経て、フィゾー部材５へ
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（フィゾー面）５ａを透過する
測定光ＬＭと、参照平面５ａで反射される参照光ＬＲと
に分割される。
【００１５】測定光ＬＭは、レンズ、ゾーンプレート、
あるいはその組み合わせ等で構成される非球面波形成手
段６へ入射し、非球面波に変換され、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、非球
面波形成手段６、および１／４波長板４を再び透過し、
偏光ビームスプリッター３へ入射する。
あるいはその組み合わせ等で構成される非球面波形成手
段６へ入射し、非球面波に変換され、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、非球
面波形成手段６、および１／４波長板４を再び透過し、
偏光ビームスプリッター３へ入射する。
【００１６】他方、参照平面５ａで反射された参照光Ｌ
Ｒも、測定光ＬＭと同様に１／４波長板４を再度透過
し、偏光ビームスプリッター３へ入射する。
Ｒも、測定光ＬＭと同様に１／４波長板４を再度透過
し、偏光ビームスプリッター３へ入射する。
【００１７】測定光ＬＭと参照光ＬＲは、１／４波長板
を往復で２度透過しているので、偏光面が９０度回転す
るため、偏光ビームスプリッター３を透過することとな
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８でビーム径を変換
され、２次元画像検出器９に入射し、干渉縞が観察され
る。
を往復で２度透過しているので、偏光面が９０度回転す
るため、偏光ビームスプリッター３を透過することとな
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８でビーム径を変換
され、２次元画像検出器９に入射し、干渉縞が観察され
る。
【００１８】ここで、非球面波形成手段６で発生する非
球面波は、被検非球面７に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する。従って、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
形状と被検非球面の面形状との差を測定することができ
る。
球面波は、被検非球面７に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する。従って、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
形状と被検非球面の面形状との差を測定することができ
る。
【００１９】次に、非球面波形成手段に含まれるレンズ
の曲率半径、面間隔の誤差の非球面波への影響について
説明する。被検非球面の一例である表１に諸元値を示す
形状ｘを有する被検非球面７ａとそれに対応する非球面
波形成手段の位置関係を図３に示す。表１において、ｙ
（単位：ｍｍ）は光軸に垂直な高さ、ｘ（単位：ｍｍ）
は高さｙにおける光軸方向の変化量（サグ量）、ｒ（単
位：ｍｍ）は基準曲率半径、κは円錐定数、Ｃ４等は非
球面係数をそれぞれ示している。
の曲率半径、面間隔の誤差の非球面波への影響について
説明する。被検非球面の一例である表１に諸元値を示す
形状ｘを有する被検非球面７ａとそれに対応する非球面
波形成手段の位置関係を図３に示す。表１において、ｙ
（単位：ｍｍ）は光軸に垂直な高さ、ｘ（単位：ｍｍ）
は高さｙにおける光軸方向の変化量（サグ量）、ｒ（単
位：ｍｍ）は基準曲率半径、κは円錐定数、Ｃ４等は非
球面係数をそれぞれ示している。
【００２０】
【表１】
【００２１】この例において非球面波形成手段である球
面単レンズ６ａの諸元値を表２に掲げる。表２におい
て、面は光源側から数えたレンズ面の順番、ｒ（単位：
ｍｍ）は曲率半径、ｄ（単位：ｍｍ）はレンズ面間隔、
ｎは波長λ＝６３３ｎｍに対する屈折率をそれぞれ表し
ている。
面単レンズ６ａの諸元値を表２に掲げる。表２におい
て、面は光源側から数えたレンズ面の順番、ｒ（単位：
ｍｍ）は曲率半径、ｄ（単位：ｍｍ）はレンズ面間隔、
ｎは波長λ＝６３３ｎｍに対する屈折率をそれぞれ表し
ている。
【００２２】
【表２】 面 ｒ ｄ ｎ １ −２９６．５３８ ８．０ １．５１５０９ ２ ３１．６０３ 被検面７ａと球面単レンズ６ａとの距離＝８２．５
【００２３】図４の実線は、かかる非球面波形成手段で
ある球面単レンズ６ａの第２面の曲率半径にニュートン
リング縞１本分の誤差がある場合の被検面位置での波面
の変化量を測定波長（λ）を単位として示している。ま
た、図５の実線は、非球面波形成手段である球面単レン
ズ６ａと被検面７ａとの間隔に１μｍの誤差がある場合
の波面の変化量を測定波長（λ）を単位として示してい
る。両図とも横軸は被検面上の座標を表している。
ある球面単レンズ６ａの第２面の曲率半径にニュートン
リング縞１本分の誤差がある場合の被検面位置での波面
の変化量を測定波長（λ）を単位として示している。ま
た、図５の実線は、非球面波形成手段である球面単レン
ズ６ａと被検面７ａとの間隔に１μｍの誤差がある場合
の波面の変化量を測定波長（λ）を単位として示してい
る。両図とも横軸は被検面上の座標を表している。
【００２４】図４，５からも明らかなようにかかる誤差
により発生する波面変化量は大きなものであり、かかる
誤差を含んだ状態では高精度な干渉測定を行うことはで
きない。
により発生する波面変化量は大きなものであり、かかる
誤差を含んだ状態では高精度な干渉測定を行うことはで
きない。
【００２５】しかし、かかる波面変化の大部分は、被検
面上の座標の２次と４次の関数で表すことができる。以
下の式（２）、 δ（ｙ）＝ａ２・ｙ2＋ａ４・ｙ4 （２） に示す関数δ（ｙ）をａ２、ａ４をパラメータとして、
当該波面変化にフィッティングを行い、その残差を各々
図４、図５の点線で示す。ここで、ｙは被検面上の座標
である。
面上の座標の２次と４次の関数で表すことができる。以
下の式（２）、 δ（ｙ）＝ａ２・ｙ2＋ａ４・ｙ4 （２） に示す関数δ（ｙ）をａ２、ａ４をパラメータとして、
当該波面変化にフィッティングを行い、その残差を各々
図４、図５の点線で示す。ここで、ｙは被検面上の座標
である。
【００２６】図４，５の点線で示す曲線から明らかなよ
うに、フィッティング残差は小さく、非球面波形成手段
である球面単レンズ６ａの曲率半径、間隔の誤差による
波面変化は、ほとんど２次関数と４次関数の和で表され
ることがわかる。
うに、フィッティング残差は小さく、非球面波形成手段
である球面単レンズ６ａの曲率半径、間隔の誤差による
波面変化は、ほとんど２次関数と４次関数の和で表され
ることがわかる。
【００２７】一方、一般の触針式の座標測定機では、サ
ンプリング数の制限などのため、測定された形状誤差の
内、急激に変化する成分の信頼性は低いが、緩やかに変
化する成分の信頼性は高いものとなる。また、非球面に
限らず、レンズあるいはミラーを光学系で使用する際、
形状誤差の２次成分、４次成分などの緩やかな成分によ
る性能劣化の大部分は、光学系を構成する部品間隔で修
正することができる。従って、被検面の形状誤差の内、
被検面上の座標に対して緩やかに変化する成分について
は、公差は比較的緩く、触針式の座標測定機等で検定し
た基準原器と比較測定を行うことで十分な精度を得るこ
とができる。
ンプリング数の制限などのため、測定された形状誤差の
内、急激に変化する成分の信頼性は低いが、緩やかに変
化する成分の信頼性は高いものとなる。また、非球面に
限らず、レンズあるいはミラーを光学系で使用する際、
形状誤差の２次成分、４次成分などの緩やかな成分によ
る性能劣化の大部分は、光学系を構成する部品間隔で修
正することができる。従って、被検面の形状誤差の内、
被検面上の座標に対して緩やかに変化する成分について
は、公差は比較的緩く、触針式の座標測定機等で検定し
た基準原器と比較測定を行うことで十分な精度を得るこ
とができる。
【００２８】図１に、本発明の実施形態にかかる形状測
定法の測定手順を示す。まず、基準原器を触針式の座標
測定機等で測定し、基準原器と被検非球面の設計値との
差、すなわち形状誤差を求める。次に、演算により、原
器の形状誤差の回転対称成分Ｅを抽出し、式（２）の関
数でフィッティングを行い、２次、４次成分（低次成
分、緩やかに変化する成分）ＥＬとそれ以外の成分ＥＨ
に分離する。
定法の測定手順を示す。まず、基準原器を触針式の座標
測定機等で測定し、基準原器と被検非球面の設計値との
差、すなわち形状誤差を求める。次に、演算により、原
器の形状誤差の回転対称成分Ｅを抽出し、式（２）の関
数でフィッティングを行い、２次、４次成分（低次成
分、緩やかに変化する成分）ＥＬとそれ以外の成分ＥＨ
に分離する。
【００２９】検定された原器を非球面形状測定装置の光
路内に挿入し、原器の面形状と非球面波の波面形状の差
を測定し、演算により、回転対称成分Ｗ０を抽出する。
路内に挿入し、原器の面形状と非球面波の波面形状の差
を測定し、演算により、回転対称成分Ｗ０を抽出する。
【００３０】次に、基準原器を干渉計からはずし、被検
非球面を基準原器と同じ位置に配置し、被検非球面の面
形状と非球面波の波面形状の差を測定し、演算により、
回転対称成分Ｗ１を抽出する。さらに、式（２）の関数
でフィッティングを行い、回転対称成分Ｗ１の高次成分
Ｗ１Ｈ（残差成分）を求める。
非球面を基準原器と同じ位置に配置し、被検非球面の面
形状と非球面波の波面形状の差を測定し、演算により、
回転対称成分Ｗ１を抽出する。さらに、式（２）の関数
でフィッティングを行い、回転対称成分Ｗ１の高次成分
Ｗ１Ｈ（残差成分）を求める。
【００３１】そして、２つの測定結果の差、つまり、被
検非球面と基準原器の面形状の差、 Ｗ’＝Ｗ１−Ｗ０ を演算で求め、式（２）の関数でフィッティングを行
い、２次、４次成分Ｗ’Ｌを抽出する。これらの演算結
果を用いて、被検非球面の形状誤差の回転対称成分Ｑは
次式（３）、 Ｑ＝Ｗ’Ｌ＋ＥＬ＋Ｗ１Ｈ （３） で求めることが出来る。
検非球面と基準原器の面形状の差、 Ｗ’＝Ｗ１−Ｗ０ を演算で求め、式（２）の関数でフィッティングを行
い、２次、４次成分Ｗ’Ｌを抽出する。これらの演算結
果を用いて、被検非球面の形状誤差の回転対称成分Ｑは
次式（３）、 Ｑ＝Ｗ’Ｌ＋ＥＬ＋Ｗ１Ｈ （３） で求めることが出来る。
【００３２】本実施形態では、形状誤差および面形状と
波面形状の差を、被検面上の座標を用いて表したが、被
検面上の座標に対応する他の座標系を用いて表してもよ
い。
波面形状の差を、被検面上の座標を用いて表したが、被
検面上の座標に対応する他の座標系を用いて表してもよ
い。
【００３３】また、本実施形態では、被検非球面と原器
の面形状の差の２次、４次成分Ｗ’Ｌを求める際に、回
転対称成分Ｗ１とＷ０を抽出してから、その差に対して
フィッティングを行ったが、被検面の波面形状からのず
れと、原器の波面形状からのずれの差を求め、その後に
回転対称成分を抽出し、フィッティングを行い、２次、
４次成分Ｗ’Ｌを求めるようにしてもよい。
の面形状の差の２次、４次成分Ｗ’Ｌを求める際に、回
転対称成分Ｗ１とＷ０を抽出してから、その差に対して
フィッティングを行ったが、被検面の波面形状からのず
れと、原器の波面形状からのずれの差を求め、その後に
回転対称成分を抽出し、フィッティングを行い、２次、
４次成分Ｗ’Ｌを求めるようにしてもよい。
【００３４】さらに、フィッティングに用いる形状誤差
の緩やかに変化する成分δ’を、次式（４）で示すツェ
ルニケ多項式、 δ’（ρ）＝ｂ０＋ｂ１（２ρ2−１）＋ｂ２（６ρ4−６ρ2＋１） （４） で表すこともできる。ここで、ρは被検面座標をアパー
チャ半径で規格化した座標である。その他の測定手順等
は前記と同様である。
の緩やかに変化する成分δ’を、次式（４）で示すツェ
ルニケ多項式、 δ’（ρ）＝ｂ０＋ｂ１（２ρ2−１）＋ｂ２（６ρ4−６ρ2＋１） （４） で表すこともできる。ここで、ρは被検面座標をアパー
チャ半径で規格化した座標である。その他の測定手順等
は前記と同様である。
【００３５】さらに、形状誤差の緩やかに変化する成分
は被検面上の座標の２次、４次成分、あるいは式（４）
のツェルニケ多項式として表したが、これと概ね等価な
関数であれば、それを用いてもよい。また、６次以上の
成分についても、別途原器の検定が可能であれば、その
次数までを緩やかに変化する成分として測定を行っても
よい。
は被検面上の座標の２次、４次成分、あるいは式（４）
のツェルニケ多項式として表したが、これと概ね等価な
関数であれば、それを用いてもよい。また、６次以上の
成分についても、別途原器の検定が可能であれば、その
次数までを緩やかに変化する成分として測定を行っても
よい。
【００３６】また、前記の形状測定方法により形状を高
精度に測定することによって、高精度なレンズを製造す
ることも可能である。
精度に測定することによって、高精度なレンズを製造す
ることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被検面の
形状誤差を被検面上の座標に対して緩やかに変化する成
分とその残差成分との２つの成分に分けて測定すること
により、波面形成手段の製作誤差等を除去し、面形状、
特に非球面形状を高精度に測定することができる。ま
た、被検面形状を高精度に測定することによって、高精
度なレンズを製造することも可能である。
形状誤差を被検面上の座標に対して緩やかに変化する成
分とその残差成分との２つの成分に分けて測定すること
により、波面形成手段の製作誤差等を除去し、面形状、
特に非球面形状を高精度に測定することができる。ま
た、被検面形状を高精度に測定することによって、高精
度なレンズを製造することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる面形状測定方法の測
定手順を示す図である。
定手順を示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる面形状測定方法を行
う非球面形状測定装置の光学素子の配置を示す図であ
る。
う非球面形状測定装置の光学素子の配置を示す図であ
る。
【図３】非球面波形成手段と被検非球面の配置を示す図
である。
である。
【図４】非球面波形成手段である球面単レンズの曲率半
径誤差による非球面波面変化を示す図である。
径誤差による非球面波面変化を示す図である。
【図５】非球面波形成手段である球面単レンズと被検面
の間隔誤差による非球面波面変化を示す図である。
の間隔誤差による非球面波面変化を示す図である。
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 ６，６ａ 非球面波形成手段 ７，７ａ 被検面 ８ ビームエクスパンダ ９ ２次元画像検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 3/02 Ｇ０２Ｂ 3/02 (72)発明者 海老 正美 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 (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 (11)
- 【請求項１】 光源からの光を分割し、一方の光を参照
面で反射させて参照光とし、他方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、該測定光と前記
参照光を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形状測定方法におい
て、 被検面を測定する第１の工程と、 基準原器を測定する第２の工程と、からなり、 前記被検面の形状誤差の回転対称成分を、前記被検面上
の座標に対して緩やかに変化する成分と残差成分との２
つの成分の和として表したときに、前記緩やかに変化す
る成分は少なくとも前記第１の工程の測定結果と前記第
２の工程の測定結果の差分に基づいて求め、前記残差成
分は前記第１の工程の測定結果から求めることを特徴と
する形状測定方法。 - 【請求項２】 前記緩やかに変化する成分は前記被検面
上の座標の偶数べき級数で４次以下の次数の級数である
ことを特徴とする請求項１記載の形状測定方法。 - 【請求項３】 前記緩やかに変化する成分は前記被検面
上の座標の偶数べき級数で６次以下の次数の級数である
ことを特徴とする請求項１記載の形状測定方法。 - 【請求項４】 前記緩やかに変化する成分はツェルニケ
多項式の３次球面収差以下の次数の項であることを特徴
とする請求項１記載の形状測定方法。 - 【請求項５】 前記緩やかに変化する成分は、あらかじ
め校正されている前記基準原器の検定値をさらに用いて
求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
記載の形状測定方法。 - 【請求項６】 前記被検面は非球面形状であることを特
徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の形状測定
方法。 - 【請求項７】 光源からの光を分割し、一方の光を参照
面で反射させて参照光とし、他方の光を波面形成手段を
介して高精度レンズ面で反射させて測定光とし、該測定
光と前記参照光を干渉させて干渉縞を形成し、該干渉縞
に基づいて前記高精度レンズ面の面形状を測定する高精
度レンズ製造方法において、 高精度レンズ面を測定する第１の工程と、 基準原器を測定する第２の工程と、からなり、 前記高精度レンズ面の形状誤差の回転対称成分を、前記
高精度レンズ面上の座標に対して緩やかに変化する成分
と残差成分との２つの成分の和として表したときに、前
記緩やかに変化する成分は少なくとも前記第１の工程の
測定結果と前記第２の工程の測定結果の差分に基づいて
求め、前記残差成分は前記第１の工程の測定結果から求
めることを特徴とする高精度レンズ製造方法。 - 【請求項８】 前記緩やかに変化する成分は前記高精度
レンズ面上の座標の偶数べき級数で４次以下の次数の級
数であることを特徴とする請求項７記載の高精度レンズ
製造方法。 - 【請求項９】 前記緩やかに変化する成分は前記高精度
レンズ面上の座標の偶数べき級数で６次以下の次数の級
数であることを特徴とする請求項７記載の高精度レンズ
製造方法。 - 【請求項１０】 前記緩やかに変化する成分はツェルニ
ケ多項式の３次球面収差以下の次数の項であることを特
徴とする請求項７記載の高精度レンズ製造方法。 - 【請求項１１】 前記緩やかに変化する成分は、あらか
じめ校正されている前記基準原器の検定値をさらに用い
て求めることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか
１項記載の高精度レンズ製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10160027A JPH1163946A (ja) | 1997-06-12 | 1998-05-26 | 形状測定方法及び高精度レンズ製造方法 |
| US09/097,578 US5986760A (en) | 1997-06-12 | 1998-06-12 | Shape measurement method and high-precision lens manufacturing process |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-169670 | 1997-06-12 | ||
| JP16967097 | 1997-06-12 | ||
| JP10160027A JPH1163946A (ja) | 1997-06-12 | 1998-05-26 | 形状測定方法及び高精度レンズ製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1163946A true JPH1163946A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=26486642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10160027A Withdrawn JPH1163946A (ja) | 1997-06-12 | 1998-05-26 | 形状測定方法及び高精度レンズ製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5986760A (ja) |
| JP (1) | JPH1163946A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013186024A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Canon Inc | 非球面形状計測方法、非球面形状計測装置、光学素子加工装置および光学素子 |
| JP2014202644A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | キヤノン株式会社 | 計測装置、計測方法及び原器 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6312373B1 (en) | 1998-09-22 | 2001-11-06 | Nikon Corporation | Method of manufacturing an optical system |
| US7136519B2 (en) * | 1999-12-30 | 2006-11-14 | Ade Corporation | Specimen topography reconstruction |
| BR0209122A (pt) * | 2001-04-18 | 2004-07-27 | Bausch & Lomb | Refração manifesta objetiva |
| JP2003042731A (ja) | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Canon Inc | 形状計測装置および形状計測方法 |
| CA2424023C (en) * | 2003-03-28 | 2008-10-14 | Institut National D'optique | Method and system for characterizing aspheric surfaces of optical elements |
| JP2007536552A (ja) * | 2004-05-10 | 2007-12-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光学精密測定装置及び方法 |
| JP2008191105A (ja) | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Canon Inc | 表面形状測定装置 |
| TWI447351B (zh) * | 2009-02-24 | 2014-08-01 | Univ Nat Taipei Technology | 正交偏極式Ｍｉｒａｕ干涉術以及其分光模組與干涉系統 |
| GB2506115A (en) | 2012-09-19 | 2014-03-26 | Dupont Teijin Films Us Ltd | An Interferometric Method for Profiling the Topography of a Sample Surface |
| CN103292773B (zh) * | 2013-06-18 | 2015-11-25 | 桂林电子科技大学 | 一种基于最小区域的对称度误差评定方法 |
| DE102018211853A1 (de) | 2018-07-17 | 2020-01-23 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung der Oberflächenform eines optischen Elements |
| CN110531379B (zh) * | 2019-09-02 | 2022-07-08 | 中国科学院新疆天文台 | 副反射面的位姿调整量的确定方法、位姿调整方法及装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5416586A (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-16 | Tropel Corporation | Method of testing aspherical optical surfaces with an interferometer |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10160027A patent/JPH1163946A/ja not_active Withdrawn
- 1998-06-12 US US09/097,578 patent/US5986760A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013186024A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Canon Inc | 非球面形状計測方法、非球面形状計測装置、光学素子加工装置および光学素子 |
| JP2014202644A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | キヤノン株式会社 | 計測装置、計測方法及び原器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5986760A (en) | 1999-11-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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