專利名稱：干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對測定被檢透鏡的波前像差的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差進 行校正的方法，特別是，涉及適于將由干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差引起的系 統(tǒng)固有的散光像差(散光像差)成分及慧形像差成分、被檢透鏡固有的 散光像差成分及慧形像差成分分離求出的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方 法。
背景技術：
過去，為了檢查CD或DVD等的光盤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(jù)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中，由干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差(參照基準平面 或參照球面的形狀誤差等)引起的像差成分與測定結(jié)果重疊，所以為了 得到高精度的測定結(jié)果，優(yōu)選盡量抑制系統(tǒng)誤差，但加工精度方面完全 消除系統(tǒng)誤差非常困難。
過去，作為降低這種系統(tǒng)誤差的影響而高精度地測定被檢透鏡的波 前像差的技術方法，已知有下述專利文獻1所記載的方法。若采用該方 法，使被檢透鏡繞光軸旋轉(zhuǎn)預定角度(在求散光像差成分時為90度，在 求慧形像差成分時為180度)，求出在旋轉(zhuǎn)前后的2位置得到的各測定 波前之差的2分之1，根據(jù)將其用澤尼克多項式展開時的散光像差系數(shù) 及慧形像差系數(shù)，可以求出被檢透鏡固有的散光像差成分和慧形像差成 分。
專利文獻1:日本專利第3230536號公報若采用上述專利文獻1記載的方法，能夠從得到的測定波前數(shù)據(jù)中 在結(jié)果上去除系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧形像差成分的影響，但是對 于求出系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧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慧形像差 成分，對成為測定對象的每個被檢透鏡，需要每次進行在2個旋轉(zhuǎn)位置 的透射波前測定。
另一方面，若能夠求出系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧形像差成分， 則通過對由任意的旋轉(zhuǎn)位置上的1次的透射波前測定得到的波前像差結(jié) 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慧形像 差成分，所以可以大幅度縮短測定或運算所需的時間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的情況做出的，其目的在于，提供一種分析性地 求出由干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧形像 差成分，能校正被檢透鏡的波前像差的測定結(jié)果的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤 差校正方法。
本發(fā)明涉及的第1干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于， 在根據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分，補正上述波前像 差的測定結(jié)果，
將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋 轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該 任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；
將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn) 90度的比較用的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉 條紋圖像求出與該比較用的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第2像差函 數(shù)；
將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第1散光像差函數(shù)求出；將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第2散光像差函數(shù)求出；
將上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)相加后的函數(shù)再 分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像 差函數(shù)作為第3散光像差函數(shù)求出；
將該第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有 的散光像差成分的系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的散光像 差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的散光像差成分。
本發(fā)明涉及的第2干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于， 在根據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的慧形像差成分，補正上述波前像 差的測定結(jié)果，
將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋 轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該 任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；
將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn)
180度的比較用的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干 涉條紋圖像求出與該比較用的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第2像差 函數(shù)；
將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第1慧形像差函數(shù)求出；
將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第2慧形像差函數(shù)求出；
將上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)相加后的函數(shù)再 分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像 差函數(shù)作為第3慧形像差函數(shù)求出；
將該第3慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有 的慧形像差成分的系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像 差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的慧形像差成分。本發(fā)明的第3干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，在根 據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分及慧形像差成分，補正 上述波前像差的測定結(jié)果；其中，
將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋 轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該
任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；
將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn) 90度的比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置得到的 上述干涉條紋圖像求出與該比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應
的第2像差函數(shù)；
將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn)
180度的比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置得到 的上述干涉條紋圖像求出與該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對 應的第3像差函數(shù)；
將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，在 其中分別求出作為第1散光像差函數(shù)對應于散光像差的像差函數(shù)，作為 第1慧形像差函數(shù)求出對應于慧形像差的像差函數(shù)；
將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第2散光像差函數(shù)求出；
將上述第3像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第2慧形像差函數(shù)求出；
將上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)相加后的函數(shù)再 分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像
差函數(shù)作為第3散光像差函數(shù)求出；
將上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)相加后的函數(shù)再
分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像
差函數(shù)作為第3慧形像差函數(shù)求出；
將上述第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有的散光像差成分的系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的散光 像差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的散光像差成分；將上述第3慧形像差函數(shù) 的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有的慧形像差成分的系統(tǒng)固有 的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的 慧形像差成分。
在本發(fā)明的第1干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法中，可以將取得了
上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽 德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為 第4散光像差函數(shù)求出；將該第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)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(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的散光像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的散光 像差成分。
在本發(fā)明的第2干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法中，可以將取得了 上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽 德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為 第4慧形像差函數(shù)求出；將該第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作 為表示上述被檢透鏡固有的慧形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差函 數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的慧形 像差成分。
在本發(fā)明的第3干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法中，可以將取得了 上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽 德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為 第4散光像差函數(shù)求出；將取得了上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧 形像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其
中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第4慧形像差函數(shù)求出；
將上述第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)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(shù)，根據(jù)該被檢透 鏡固有的散光像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的散光像差成分；將上述 第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述被檢透鏡固有的慧 形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的慧形像差成分。
若采用本發(fā)明的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，通過具備上述構(gòu) 成，能夠分析性地求出由干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光 像差成分和慧星像差成分，根據(jù)所求出的系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧 形像差成分，可以校正波前像差的測定結(jié)果。
所求出的系統(tǒng)固有的散光像差成分或慧形像差成分的值，需要定期 修改，但在多次被檢透鏡有關的透射波前測定中，可以用在所得到的波 前像差的測定結(jié)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 2個不同的旋轉(zhuǎn)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慧形像差成分。
圖1是適用本發(fā)明的一實施方式的干涉儀裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。 圖中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，14-準直透鏡；15-基準板，15a-參照基準平面，16-放置臺，17-球面反射鏡，17a-參照基 準球面，20-攝像部，21-成像透鏡，22-攝像機，30-分析部，31-分析裝 置，32-輸入裝置，33-圖像顯示裝置，C-測定光軸
具體實施例方式
以下，邊參照附圖邊對本發(fā)明的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法的 實施方式進行詳細說明。圖1是應用本發(fā)明的一實施方式的干涉儀裝置 的簡要結(jié)構(gòu)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型，具備光干涉部10和攝像部20和 分析部30。
上述光干涉部10具備由激光光源等構(gòu)成的光源部11、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(fā)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的放置臺16、和具有使來自被檢透鏡5的透射波前后向反射的參照
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15a反射向圖中下方行進的參照波前的干涉光，經(jīng)由 準直透鏡14及分束器13而入射到上述攝像部20。
而且，在上述放置臺16設置有用于調(diào)節(jié)被檢透鏡5相對于干涉儀裝 置1測定光軸C的傾斜度的2軸傾斜度調(diào)節(jié)臺、調(diào)節(jié)被檢透鏡5相對于 干涉儀裝置1測定光軸C及參照基準球面17a位置的3軸位置調(diào)節(jié)臺、 調(diào)節(jié)被檢透鏡5相對于干涉儀裝置1測定光軸C的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)臺 (均未圖示)。另外，上述基準板15構(gòu)成為通過由未圖示的條紋掃描 適配器(7 U y、^7年亇乂7夕':7。夕)支承，且借助該條紋掃描適配器 使其沿干涉儀1的光軸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。
上述攝像部20具備成像透鏡21及攝像機22，捕獲從上述光干涉部 10入射的干涉光，拍攝持有被檢透鏡5的透射波前信息的干涉條紋圖 像，輸出到上述分析部30。
上述分析部30具備分析從上述攝像部20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(jié)果等的圖像顯示裝置 32、用于進行對分析裝置31的各種輸入的輸入裝置33。而且，上述分 析裝置31由計算機等構(gòu)成，具備存儲有各種程序的硬盤等的存儲單元或 進行各種運算處理的CPU等。
以下，對本發(fā)明的一實施方式涉及的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方 法(以下有時稱為"本實施方式方法")的步驟進行說明。本實施方式 方法被適用于上述的干涉儀裝置1，分析性地求出由該干涉儀裝置1的 參照基準平面15a或參照基準球面17a的形狀誤差等的、干涉儀裝置1 的系統(tǒng)誤差引起的散光像差(也稱像散)及慧形像差(也稱慧差)，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(jié)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中可實施的。此外，干 涉儀裝置1的校準調(diào)節(jié)或被檢體5的傾斜度或位置調(diào)節(jié)是己完成的。
(1)如圖1所示，將被檢透鏡5相對于干涉儀裝置1的測定光軸C保持在任意的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的干涉條紋圖 像，求出與該任意的旋轉(zhuǎn)位置的被檢透鏡5的波前像差對應的第1像差 函數(shù)。
(2) 將被檢透鏡5保持在其從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞測定光軸C旋 轉(zhuǎn)了 90度的比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置得 到的干涉條紋圖像，求出與該比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置的被檢透鏡5的波 前像差對應的第2像差函數(shù)。
(3) 將被檢透鏡5保持在其從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞測定光軸旋轉(zhuǎn) 了 180度的比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置得 到的干涉條紋圖像，求出與該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置的被檢透鏡5的波 前像差對應的第3像差函數(shù)。
而且，就上述第1 第3像差函數(shù)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(4次、6次、8次、IO次等的澤尼克 多項式)而求出(以下其他像差函數(shù)中也同樣)。
(4) 將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差(例如，作為3級像差 的傾斜(歪曲像差)、放大率(散焦、像面彎曲)、散光像差(像 散)、慧形像差(也稱慧差)、球面像差(也稱球差)。以下相同)分 別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第1散光 像差函數(shù)、對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第1慧形像差函數(shù)分別進行 求出。
(5) 將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函 數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第2散光像差函數(shù)求出。
(6) 將上述第3像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函 數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第2慧形像差函數(shù)求出。
(7) 將上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)相加的函數(shù) 再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的 像差函數(shù)作為第3散光像差函數(shù)求出。
(8) 將上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)相加的函數(shù) 再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的 像差函數(shù)作為第3慧形像差函數(shù)求出。(9) 將上述第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述干 涉儀裝置1的系統(tǒng)固有的散光像差成分的系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)，根 據(jù)該系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)求出系統(tǒng)固有的散光像差成分。
(10) 將上述第3慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述
干涉儀裝置1的系統(tǒng)固有的慧形像差成分的系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)， 根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)求出系統(tǒng)固有的慧形像差成分。
(11) 將上述第1散光像差函數(shù)與上述第2散光像差函數(shù)之差的函
數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的
像差函數(shù)作為第4散光像差函數(shù)求出；將上述第1慧形像差函數(shù)與上述 第2慧形像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函 數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第4慧形像差函數(shù)求出
(12) 將上述第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)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(shù)，根據(jù)該被 檢透鏡固有的散光像差函數(shù)求出上述被檢透鏡5固有的散光像差成分； 將上述第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述被檢透鏡5 固有的慧形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡 固有的像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的慧形像差成分。
以下，利用數(shù)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(shù)為Mv (P ， e )、與被檢體5固有的波前像差成分有關的像差函數(shù)為Ww (P ， e)、與干涉儀裝置1的系統(tǒng)固有的波前像差成分有關的像差函
數(shù)為sv (p， e)，則具有下式(i)的關系。而且，后綴v表示被撿
透鏡5相對于干涉儀裝置1測定光軸C的旋轉(zhuǎn)位置角度(例如，v=0°， 90°， 180°， 270°等)，參數(shù)P及9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(shù)Mw (P， e)中，將^=90°及180° 時分別處理為相當于上述的第1、第2及第3像差函數(shù)。 [數(shù)學式1]
Mp(A一^(A爭&(A0 …… (1)
此外，將上述像差函數(shù)Mw ( p ， 9 ) 、 wv ( P ， e )及Sw ( P ，e)分別分類為各賽德像差，若將其中對應于散光像差的像差函數(shù)分別
設為A^ ( p ， e ) 、 aot ( p ， 9)及Aas ( p ， e )，則這些通常由下式
(2) (4)表示。 [數(shù)學式2]
0。"a -D……(2)
4(/^) = ^yC0S2^-O ...... (3)
4(A^)-《y cos2(^-AJ …… (4)
這里，4> 、》 、 4^是表示各散光像差的方向的角度(非點角 度)。
根據(jù)上述式(1)的關系，下式(5) 、 (6)的關系成立。而且，后 綴的括號內(nèi)的數(shù)值是上述v的值(以下相同)。此外，AM(。 (p，
e)及A,， ( p ， e)分別相當于上述的第i散光像差函數(shù)及第2散光像 差函數(shù)。
1(0)(病"一(病+ 4(/^)……(5〉
(A的-4^。)(/^+9Q)+4X^)……(6)
若將上式(5) 、 (6)邊邊相加，利用上式(2) (4)運算處 理，則得到下式(7) 、 (8)的關系。而且，下式(7)相當于將第l散 光像差函數(shù)及第2散光像差函數(shù)相加的函數(shù)，下式(8)相當于從上述第l 散光像差函數(shù)減去第2散光像差函數(shù)的函數(shù)。
4,(A0+4^9o)(A的=4 <。, cos2(6—^一。))+4^)p2 cos"(e-^^十9QK24,(A的
-ZACA^+X,;^ …… ("
4^(。) (A0 —爿鵬(9。) = 4^。)P2 cos2 (S - )—Z—。〉/p2 cos2 (P - + 90)
-M^wO")"—, …… (8)
在上式(7) 、(8)中，，A"。) p2表示賽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(shù)分類為與賽德像差 分別對應的各像差函數(shù)，若將其中對應于散光像差的像差函數(shù)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
(10)的關系成立。而且，下式(9)的左邊及下式(10)的左邊相當于 上述的第3散光像差函數(shù)及第4散光像差函數(shù)。 [數(shù)學式5]
k諷(。)(A力)+ ^0刀)1^2《0^) — (9) k,(/^) —4(鄰)(/^)}, =2(.(0:I(A9)……(1 0)
通過上式(9)示出，上述第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)成 為表示干涉儀裝置1的系統(tǒng)固有的散光像差成分的系統(tǒng)固有散光像差函 數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)求出系統(tǒng)固有的散光像差成分。
通過上式(10)示出，上述第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù) 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(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的散光像差函數(shù)求出被檢透鏡5固有的散光像 差成分。
關于慧形像差也同樣，導出下式(11) 、 (12)的關系。而且，下 式(11)的左邊及下式(12)的左邊相當于上述的第3慧形像差函數(shù)及 第4慧形像差函數(shù)。此外，以下的{}。表示進行求出對應于慧形像差的像 差函數(shù)的操作。 [數(shù)學式6]
(P^)}c=2《(Ae)…… (11)
t《,(P")— 4m《,斷(A巧L:2^U州(P，?！?12〕
其中，通常利用下式(13)的關系成立的原理。 [數(shù)學式7]
<formula>formula see original document page 16</formula>(1 3)在此，AM ( p ， e ) 、 a ( p ， e )及a。s ( p ， e )表示與在將 上述的像差函數(shù)vu(p， e)、ww(p， e)及s,(p， e)分別分類 為各賽德像差時的慧形像差對應的像差函數(shù)，<Km、 4> 、 (Ks是表示各 慧形像差的方向的角度(慧差角度)。
通過上式(11)示出，上述第3慧形像差函數(shù)的2分之l倍的函數(shù) 成為表示干涉儀裝置l的系統(tǒng)固有的慧形像差成分的系統(tǒng)固有的慧形像 差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)求出系統(tǒng)固有的慧形像差成 分。
另外，通過上式(12)示出，將上述第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的 函數(shù)作為表示被檢透鏡5固有的慧形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差 函數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)求出被檢透鏡5固有的慧形像 差成分。
而且，若求出上述的系統(tǒng)固有的散光像差成分，首先，根據(jù)上述式9 的關系，下式(14)的關系成立 [數(shù)學式8]
■ ^
一-p --— ".................111 " '~' ''-
(t4)
上式(14)的第2行第1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(shù)學式9]
4"的=-^-l^ +傳2+W 一……(15)
這里，M、 N、 a用下式(16)表示。 [數(shù)學式IO]W = ^觀(w +爿m(.w》cos 2(#鵬{()) — ^她(m)) {Ar = (<9Q〉 sin 2("0) - L<M)) ...... (16)
a = arctaii(—) M
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)的關系成立下式(17)的關系。 [數(shù)學式ll]
2
=-^~/j +-
4 4
……(17)
上式(17)的第2行第1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(shù)學式12]
:-^-A""!—,……(，8)
這里，K、 P由下式(19)表示。 [數(shù)學式13]
, jv ……(1 9)
/ = arctan(—) L 尺
此外，若求出上述的系統(tǒng)固有的慧形像差成分，首先根據(jù)上式
(11)的關系，下式(20)的關系成立。 [數(shù)學式14]
" 2 .…'.(2 0》這里，P、 Q、 Y由下式(21)表^
<formula>formula see original document page 19</formula>(2 1)
同樣地，若求出上述的被檢體固有的慧形像差成分，首先由上式 (12)的關系，下式(22)的關系成立。 [數(shù)學式16]
<formula>formula see original document page 19</formula>(22)這里，T、 e由下式(23)表示, [數(shù)學式17]<formula>formula see original document page 19</formula>(2 3)
以上，對本發(fā)明的一實施方式進行了說明，但是，本發(fā)明不限于上 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(tǒng)固有的散光像差成分及慧形像差 成分一起，也通過預定的運算處理分析性地求出被檢體固有的散光像差 成分及慧形像差成分，但是也可以通過從測定值減去所求出的系統(tǒng)固有 的散光像差成分及慧形像差成分來校正該測定值，從而求出被檢體固有 的散光像差成分及慧形像差成分。
此外，在上述的實施方式中，在預定的2個旋轉(zhuǎn)位置(散光像差時， 例如0。和9(T)測定被檢體5，基于該2個測定結(jié)果求出系統(tǒng)固有的散光像 差成分，但是預定的2個旋轉(zhuǎn)位置的組合設定多個(散光像差時，例如設 為0°和90°、 90°和180°、 180°和270°、 270°和0° (360°)等的組合)，根據(jù) 各組合的2個旋轉(zhuǎn)位置的測定結(jié)果，分別求出各組合中的系統(tǒng)固有的散光像差成分的值，可以將這些平均值設為系統(tǒng)固有的散光像差成分的值。 這對于求出系統(tǒng)固有的慧形像差成分的情況也相同(慧形像差時，例如
設為0°和180°、 90°和270°等的組合)。
此外，上述實施方式表示利用斐索型的干涉儀裝置l進行無限系統(tǒng)的 被檢透鏡5的透射波前測定的情況的適用例，但是本發(fā)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，在通過其他類型(例 如，麥克爾遜型或馬赫-曾德爾型)的干涉儀裝置測定有限系統(tǒng)的被檢透 鏡時也可以適用。
權(quán)利要求
1. 一種干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，在根據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分，補正上述波前像差的測定結(jié)果，將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn)90度的比較用的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該比較用的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第2像差函數(shù)；將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第1散光像差函數(shù)求出；將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第2散光像差函數(shù)求出；將上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)相加后的函數(shù)再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第3散光像差函數(shù)求出；將該第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有的散光像差成分的系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的散光像差成分。
2. —種干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，在根據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的慧形像差成分，補正上述波前像差的測定結(jié) 果，將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該 任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn)180度的比較用的旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干 涉條紋圖像，求出與該比較用的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第2像 差函數(shù)；將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第1慧形像差函數(shù)求出；將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第2慧形像差函數(shù)求出；將上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)相加后的函數(shù)再 分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第3慧形像差函數(shù)求出；將該第3慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有 的慧形像差成分的系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像 差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的慧形像差成分。
3. —種干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，在根據(jù)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(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分及慧形像差成分，補正上述波 前像差的測定結(jié)果；其中，將上述被檢透鏡相對于上述干涉儀裝置的測定光軸保持在任意的旋 轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該任意的旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該 任意的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的第1像差函數(shù)；將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn) 90度的比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第1旋轉(zhuǎn)位置得到的 上述干涉條紋圖像，求出與該比較用的旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差對應的 第2像差函數(shù)；將上述被檢透鏡保持在從上述任意的旋轉(zhuǎn)位置繞上述測定光軸旋轉(zhuǎn) 180度的比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置，根據(jù)在該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置得到的上述干涉條紋圖像，求出與該比較用的第2旋轉(zhuǎn)位置的上述波前像差 對應的第3像差函數(shù)；將上述第1像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將 其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第1散光像差函數(shù)求出，將對應于 慧形像差的像差函數(shù)作為第1慧形像差函數(shù)求出；將上述第2像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第2散光像差函數(shù)求出；將上述第3像差函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第2慧形像差函數(shù)求出；將上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)相加后的函數(shù)再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的像差函數(shù)作為第3散光像差函數(shù)求出；將上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)相加后的函數(shù)再分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第3慧形像差函數(shù)求出；將上述第3散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有的散光像差成分的系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的散光像差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的散光像差成分；將上述第3慧形像差函數(shù) 的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述系統(tǒng)固有的慧形像差成分的系統(tǒng)固有 的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該系統(tǒng)固有的慧形像差函數(shù)求出上述系統(tǒng)固有的 慧形像差成分。
4. 如權(quán)利要求1所述的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，將取得了上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)之差的函 數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的 像差函數(shù)作為第4散光像差函數(shù)求出；將該第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)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(shù)，根據(jù)該被檢透鏡 固有的散光像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的散光像差成分。
5. 如權(quán)利要求2所述的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，將取得了上述第1慧形像差函數(shù)和上述第2慧形像差函數(shù)之差的函 數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的 像差函數(shù)作為第4慧形像差函數(shù)求出；將該第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述被檢透鏡 固有的慧形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡 固有的慧形像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的慧形像差成分。
6.如權(quán)利要求3所述的干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，其特征在于，將取得了上述第1散光像差函數(shù)和上述第2散光像差函數(shù)之差的函 數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像差函數(shù)，將其中對應于散光像差的 像差函數(shù)作為第4散光像差函數(shù)求出；將取得了上述第1慧形像差函數(shù) 和上述第2慧形像差函數(shù)之差的函數(shù)分類為與賽德像差分別對應的各像 差函數(shù)，將其中對應于慧形像差的像差函數(shù)作為第4慧形像差函數(shù)求 出；將上述第4散光像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)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(shù)，根據(jù)該被檢透 鏡固有的散光像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的散光像差成分；將上述 第4慧形像差函數(shù)的2分之1倍的函數(shù)作為表示上述被檢透鏡固有的慧 形像差成分的被檢透鏡固有的慧形像差函數(shù)，根據(jù)該被檢透鏡固有的慧 形像差函數(shù)求出上述被檢透鏡固有的慧形像差成分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差校正方法，分析性地求出由干涉儀裝置的系統(tǒng)誤差引起的系統(tǒng)固有的散光像差成分和慧形像差成分，而使被檢透鏡的波前像差的測定結(jié)果得以校正。將被檢透鏡(5)相對于測定光軸(C)保持在相互隔離90度的2個旋轉(zhuǎn)位置而分別進行測定，將所得到的第1及第2像差函數(shù)分類為對應于賽德像差的各像差函數(shù)，將其中與散光像差對應的第1及第2散光像差函數(shù)求出。將第1散光像差函數(shù)和第2散光像差函數(shù)相加的函數(shù)再分類為對應于賽德像差的各像差函數(shù)，將其中與散光像差對應的第3散光像差函數(shù)求出，基于該第3散光像差函數(shù)的2分之1所對應的系統(tǒng)固有的像差函數(shù)而求出系統(tǒng)固有的散光像差成分。
文檔編號G01J9/00GK101451889SQ20081017743
公開日2009年6月10日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者齋藤隆行, 葛宗濤 申請人:富士能株式會社