(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
干渉計装置を用いて、該干渉計装置の球面測定用の基準レンズよりも明るい被検球面の形状を測定解析する方法において、
前記被検球面の光軸と前記基準レンズの光軸とが互いに斜交した状態で、該被検球面を該被検球面の光軸を中心に回転させる回転支持機構を用いて、該被検球面を該被検球面の光軸を中心に所定の回転基準位置に対して回転させながら、前記基準レンズに対して相対的に所定量だけ移動させる毎に、該被検球面の各部分領域にそれぞれ対応した複数の領域別干渉縞画像を撮像平面において撮像し、この撮像された各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報を、該被検球面の極座標系と、前記撮像平面の平面座標系と、開口合成用に複数の該平面座標系を共通化するように設定された、２次元のデカルト座標系からなる共通化座標系との対応関係を用いて、該共通化座標系に応じた各領域別合成用形状情報に変換し、該各領域別合成用形状情報に対して開口合成の処理を施して、該被検球面の全体形状情報を求めるものであり、
前記３つの座標系の対応関係は、前記基準レンズの明るさを示す第１の指標と、該基準レンズの入射光束径の大きさを示す第２の指標と、前記被検球面の明るさを示す第３の指標と、該被検球面を該被検球面よりも明るい仮想の基準レンズを用いて観測したと想定した場合における、該被検球面の前記共通化座標系での投映開口径の大きさを示す第４の指標と、前記２つの光軸の交角の大きさを示す第５の指標と、前記被検球面の前記回転基準位置からの回転角の大きさを示す第６の指標とを用いて求めることを特徴とする球面形状測定解析方法。
【請求項２】
前記回転支持機構は前記交角の大きさを調整可能とされ、該回転支持機構により調整された該交角の大きさを求め、該求めた交角の大きさを前記第６の指標として用いることを特徴とする請求項１記載の球面形状測定解析方法。
【請求項３】
前記交角の大きさを、前記平面座標系における、前記基準レンズおよび前記被検球面の各光軸中心位置間の距離を示す第７の指標と、前記第１の指標と、前記第２の指標とを用いて求めることを特徴とする請求項１または２記載の球面形状測定解析方法。
【請求項４】
前記基準レンズの形状情報を予め求めておき、該形状情報を前記全体形状情報の補正に用いることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の球面形状測定解析方法。
【請求項５】
前記各領域別形状情報を前記各領域別合成用形状情報に変換する際、所定の補間法を用いて画素位置の再配列を行なうことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項記載の球面形状測定解析方法。
【請求項６】
前記共通化座標系は、前記被検球面に固定の第１のデカルト座標系の各軸と、基準レンズ１１に固定の第２のデカルト座標系の各軸とが互いに一致した状態にある時に、前記撮像平面上に投映された画像の開口中心が原点となるように設定されたものであることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の球面形状測定解析方法。
【請求項７】
前記撮像平面の前記平面座標系（Ｘ，Ｙ）と、前記共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）との対応関係は、下式（Ａ），（Ｂ）で求められるθ，φを、下式（Ｃ）に代入することにより求めることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の球面形状測定解析方法。
【数１】
0003661865.tif 000015
ここで、θは前記基準レンズに固定された３次元の極座標系において、前記第２のデカルト座標系のｚ軸と成す天頂角、φは該極座標系において、前記第２のデカルト座標系のｘ軸と成す方位角、Ｆは前記第１の指標（前記基準レンズのＦ値）、Ｄは前記第２の指標、Ｆ'は前記第３の指標（前記被検球面のＦ値）、Ｄ'は前記第４の指標、θ０は前記第５の指標、φ０は前記第６の指標をそれぞれ示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計装置を用いた球面形状測定解析方法に関し、詳しくは、球面測定用の基準レンズよりも明るい被検球面の全体形状情報を、該被検球面の部分領域ごとの形状情報を合成して求める球面形状測定解析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
干渉計装置を用いて、球面レンズや反射鏡等の被検球面の全体形状を測定する際には球面測定用の基準レンズが用いられるが、被検球面がこの基準レンズの明るさよりも明るい（具体的には、開口数が大きい、Ｆ値が小さいあるいは口径が大きいとして表わされる）場合、被検球面の全領域を一度に測定することは原理的に不可能である。そこで、開口合成と称される手法が用いられる。
【０００３】
一般に開口合成とは、領域面積の大きな被検体の全領域を部分領域に分割すると共に、隣接する部分領域同士が互いに一部重複するようにしながら各部分領域ごとに測定し、この測定された各部分領域ごとの形状情報を、重複して測定された領域に関する形状情報に基づいて繋ぎ合わせて、被検体の全領域の形状情報を求める手法として知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
干渉計装置を用いた測定解析において、このような開口合成の処理を施すことは、被検体が平面である場合には比較的容易に可能となるが、被検体が球面である場合には球面故の困難性を有している。
【０００５】
すなわち、干渉計装置を用いて基準レンズよりも明るい被検球面を測定する場合、被検球面を基準レンズに対して相対的に所定量だけ移動させる毎に、被検球面の各部分領域にそれぞれ対応した各領域別干渉縞画像を撮像することになるが、この各領域別干渉縞画像は、被検球面という所定の曲率を有する３次元空間の情報がＣＣＤ等の撮像平面という２次元空間の情報に変換されたものとなっている。また、各領域別干渉縞画像は、それぞれの画像の中心位置が撮像平面の中心位置に対応した画像ともなっている。したがって、各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報の一部が同じ領域の形状情報であることが分かっていても、これら各領域別形状情報を、撮像平面の平面座標系において単純に繋ぎ合わせることができない。
【０００６】
従来、このような球面の開口合成について記載された文献（特開平２−２５９５０９号公報、特開平１０−２８１７３７号公報等）が知られているが、撮像された各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報を、どのようにすれば繋ぎ合わせることが可能となるのかについて、その具体的な記載がされているものはなかった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、干渉計装置を用いて球面測定用の基準レンズよりも明るい被検球面の形状を測定解析する場合において、撮像された各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報を、確実に繋ぎ合わせることが可能な球面形状測定解析方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による球面形状測定解析方法は、干渉計装置を用いて、該干渉計装置の球面測定用の基準レンズよりも明るい被検球面の形状を測定解析する方法において、
前記被検球面の光軸と前記基準レンズの光軸とが互いに斜交した状態で、該被検球面を該被検球面の光軸を中心に回転させる回転支持機構を用いて、該被検球面を該被検球面の光軸を中心に所定の回転基準位置に対して回転させながら、前記基準レンズに対して相対的に所定量だけ移動させる毎に、該被検球面の各部分領域にそれぞれ対応した複数の領域別干渉縞画像を撮像平面において撮像し、この撮像された各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報を、該被検球面の極座標系と、前記撮像平面の平面座標系と、開口合成用に複数の該平面座標系を共通化するように設定された、２次元のデカルト座標系からなる共通化座標系との対応関係を用いて、該共通化座標系に応じた各領域別合成用形状情報に変換し、該各領域別合成用形状情報に対して開口合成の処理を施して、該被検球面の全体形状情報を求めるものであり、
前記３つの座標系の対応関係は、前記基準レンズの明るさを示す第１の指標と、該基準レンズの入射光束径の大きさを示す第２の指標と、前記被検球面の明るさを示す第３の指標と、該被検球面を該被検球面よりも明るい仮想の基準レンズを用いて観測したと想定した場合における、該被検球面の前記共通化座標系での投映開口径の大きさを示す第４の指標と、前記２つの光軸の交角の大きさを示す第５の指標と、前記被検球面の前記回転基準位置からの回転角の大きさを示す第６の指標とを用いて求めることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、上記「明るい」とは、開口数が大きい、Ｆ値が小さいあるいは口径が大きいという意味で用いるものとする。
【００１０】
上記本発明において、前記共通化座標系は、前記被検球面に固定の第１のデカルト座標系の各軸と、基準レンズ１１に固定の第２のデカルト座標系の各軸とが互いに一致した状態にある時に、前記撮像平面上に投映された画像の開口中心が原点となるように設定されたものとすることができる。
【００１１】
上記「斜交した状態」とは、被検球面の光軸と基準レンズの光軸とが互いに傾きを有し、所定の角を成して交差した状態を意味する。
【００１２】
また、上記「交角」とは、被検球面の光軸と基準レンズの光軸とが互いに成す角を意味する。
【００１３】
本発明において、前記回転支持機構は前記交角の大きさを調整可能とされ、該回転支持機構により調整された該交角の大きさを求め、該求めた交角の大きさを前記第５の指標として用いることとしてもよい。
【００１４】
さらに、前記交角の大きさを、前記平面座標系における、前記基準レンズおよび前記被検球面の各光軸中心位置間の距離を示す第７の指標と、前記第１の指標と、前記第２の指標とを用いて求めることとすることができる。
【００１５】
また、前記基準レンズの形状情報を予め求めておき、該形状情報を前記全体形状情報の補正に用いるようにしてもよい。
【００１６】
さらに、前記各領域別形状情報を前記各領域別合成用形状情報に変換する際、所定の補間法を用いて画素位置の再配列を行なうようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態による球面形状測定解析方法を説明するための概略図、図２はその球面形状測定解析方法を実施するための装置の概略構成図である。
本実施形態に係る球面形状測定解析方法は、図２に示すようなフィゾー型の干渉計装置１０を用いて、球面測定用の基準レンズ１１よりも明るい被検球面１２の形状を測定解析するものである。本実施形態方法で用いる干渉計装置１０は、基準レンズ１１の他に、所定波長の光束を出力するレーザ光源、撮像素子であるＣＣＤを有するＴＶカメラ等（いずれも不図示）を備えてなり、フリンジスキャンによる干渉縞測定解析が実施可能に構成されている。
【００１８】
被検球面１２は、３軸調整手段１３上に載置された回転支持手段１４により保持されている。この回転支持手段１４は、傾き調整手段を備えており、それを用いて基準レンズ１１の光軸Ｌａと被検球面１２の光軸Ｌｂとが互いに斜交した状態、すなわち２つの光軸ＬａとＬｂとが所定の角を成して互いに交差した状態で被検球面１２を保持すると共に、保持した被検球面１２をその光軸Ｌｂを中心として回転させるように構成されている。また、この回転支持手段１４の傾き調整機構によって、２つの光軸ＬａとＬｂとが成す交角の大きさをその目盛から読み取ることが可能となっている。
【００１９】
図１に基準レンズ１１と被検球面１２との配置関係、および３つのデカルト座標系が示されている。図１に示すように、基準レンズ１１(図１では仮想的な主球面を仮想線で示している)と被検球面１２とは、基準レンズ１１の焦点と被検球面１２の曲率中心とが互いに重なるように配置されている。第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）は、被検球面１２に固定された空間座標系であり、その原点は被検球面１２の曲率中心に一致し、そのｚ'軸は被検球面１２の光軸Ｌｂに一致するように設定されている。第２のデカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）は、基準レンズ１１（干渉計装置１０）に固定された空間座標系であり、その原点は基準レンズ１１の焦点に一致し、そのｚ軸は基準レンズ１１の光軸Ｌａに一致するように設定されている。第３のデカルト座標系（Ｘ，Ｙ）は、ＣＣＤの撮像面からなる撮像平面１５に固定された平面座標系であり、その原点は撮像平面１５上に投映された画像開口の中心に一致するように設定されている。なお、第１のデカルト座標系のｘ'軸および第２のデカルト座標系のｘ軸は、図１において共に紙面表面側から紙面裏側に向かって延びており、図示されていない。
【００２０】
本実施形態方法では、上記３つのデカルト座標系の他に、３つの座標系を設定する。１つ目は、被検球面１２に固定された３次元の極座標系（Ｒ，θ'，φ'）である。Ｒは被検球面１２の曲率半径、θ'は上記第１のデカルト座標系のｚ'軸と成す天頂角、φ'は上記第１のデカルト座標系のｘ'軸と成す方位角である。２つ目は、基準レンズ１１（干渉計装置１０）に固定された３次元の極座標系（Ｒ，θ，φ）である。Ｒは被検球面１２の曲率半径、θは上記第２のデカルト座標系のｚ軸と成す天頂角、φは上記第２のデカルト座標系のｘ軸と成す方位角である。３つ目は、被検球面１２が初期状態にある時、すなわち被検球面１２に固定の第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）の各軸と、基準レンズ１１に固定の第２のデカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の各軸とが互いに一致した状態にある時に、撮像平面１５上に投映された画像の開口中心が原点となるように設定された、２次元のデカルト座標系からなる開口合成用の共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）である。
【００２１】
＜各座標系の対応関係＞
以下、これら各座標系の対応関係について詳述する。まず、各座標系の対応関係を求めるために用いる６つの指標について説明する。第１の指標Ｆは、上記基準レンズ１１の明るさを示すＦ値、第２の指標Ｄは、この基準レンズ１１の入射光束径（上記第３のデカルト座標系（Ｘ，Ｙ）での投映開口径）の大きさである。第３の指標Ｆ'は、上記被検球面１２の明るさを示すＦ値、第４の指標Ｄ'は、この被検球面１２の入射光束径（上記初期状態にある時（θ０＝0の時）の被検球面１２を、この被検球面１２よりも明るい仮想の基準レンズを用いて観測したと想定した場合における、被検球面１２の上記共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）での投映開口径）の大きさである。第５の指標θ０は、基準レンズ１１の光軸Ｌａと被検球面１２の光軸Ｌｂとの成す交角の大きさ、第６の指標φ０は、被検球面１２の回転基準位置（最初の測定解析位置）からのｚ'軸を中心とした回転角の大きさである。
【００２２】
次に、これら６つの指標を用いて、被検球面１２の極座標系（Ｒ，θ'，φ'）と、撮像平面１５の平面座標系（上記第３のデカルト座標系（Ｘ，Ｙ））と、開口合成用に設定された共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）との対応関係を、以下の手順により求める。
まず、被検球面１２に固定された第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）と極座標系（Ｒ，θ'，φ'）との対応関係は下式（１）で表わされる。
【００２３】
【数１】
0003661865.tif 000002
【００２４】
次に、被検球面１２の光軸Ｌｂ（ｚ'軸）と基準レンズ１１の光軸Ｌａ（ｚ軸）とが、第５の指標θ０の交角を成して斜交し、また、被検球面１２を回転基準位置（最初の測定解析位置）に対し、被検球面１２の光軸Ｌｂを中心に第６の指標φ０分回転させた場合、被検球面１２に固定された第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）と、基準レンズ１１に固定された第２のデカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）との関係は、第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）の各軸と第２のデカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の各軸とが互いにそれぞれ一致した状態の時の被検球面１２を、まずｘ'軸を中心としてｚ'軸からｙ'軸の方向へφ０回転させ、次に、この回転後のｚ'軸を中心としてｘ'軸からｙ'軸の方向へθ０回転させた場合、下式（２）で示すことができる。
【００２５】
【数２】
0003661865.tif 000003
【００２６】
次いで、被検球面１２に固定された第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）と、基準レンズ１１に固定された極座標系（Ｒ，θ，φ）との対応関係は、以下のようになる。
すなわち、まず、基準レンズ１１に固定された第２のデカルト座標系（ｘ，ｙ，ｚ）と極座標系（Ｒ，θ，φ）との関係より、下式（３）が成り立つ。
【００２７】
【数３】
0003661865.tif 000004
【００２８】
上式（３）のｚを第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）で表わすと、上式（２）から、下式（４）が成り立つので、下式（５）が求まる。
【００２９】
【数４】
0003661865.tif 000005
【００３０】
また、下式（６）に、上式（２）を代入すると、下式（７）が求まる。
【００３１】
【数５】
0003661865.tif 000006
【００３２】
よって、下式（８）が求まる。
【００３３】
【数６】
0003661865.tif 000007
【００３４】
上式（５）、（８）により、基準レンズ１１に固定の極座標系（Ｒ，θ，φ）と、被検球面１２に固定の第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）との対応関係を表わすことができる。
【００３５】
次に、撮像平面１５の平面座標系（Ｘ，Ｙ）において、原点からの距離をｒとし、基準レンズ１１の焦点距離をｆとすると、下式（９）が成り立つ。
【００３６】
【数７】
0003661865.tif 000008
【００３７】
ここで、基準レンズ１１のＦ値である第１の指標Ｆと、平面座標系（Ｘ，Ｙ）上での基準レンズ１１の入射光束径である第２の指標Ｄとを用いた場合、下式（１０）が成り立つため、下式（１１）の関係が求まる。
【００３８】
【数８】
0003661865.tif 000009
【００３９】
また、平面座標系（Ｘ，Ｙ）と基準レンズ１１の極座標系（Ｒ，θ，φ）との関係から、下式（１２）が成り立つので、これに上式（１１）を代入すると、下式（１３）が求まる。
【００４０】
【数９】
0003661865.tif 000010
【００４１】
上式（１３）に、上式（５）、（８）を代入すれば、撮像平面１５の平面座標系（Ｘ，Ｙ）と、被検球面１２の極座標系（Ｒ，θ'，φ'）との対応関係を、第１の指標Ｆ、第２の指標Ｄ、第５の指標θ０、および第６の指標φ０を用いて表示できる。
【００４２】
次に、撮像平面１５の平面座標系（Ｘ，Ｙ）と、上記共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）との対応関係を求める。被検球面１２のＦ値である第３の指標Ｆ'と、被検球面１２の共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）上での入射光束径である第４の指標Ｄ'を用いると、上式（１３）より、下式（１４）が成り立つ。
【００４３】
【数１０】
0003661865.tif 000011
【００４４】
上式（１４）より、被検球面１２の第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）と共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）との対応関係は、下式（１５）が成り立つことにより、また、上式（１）より下式（１６）で表わせる。
【００４５】
【数１１】
0003661865.tif 000012
【００４６】
ここで、この（１６）式、つまり共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）で表わした第１のデカルト座標系（ｘ'，ｙ'，ｚ'）を、上式（５）、（８）にそれぞれ代入すると、下式（１７）、（１９）が得られ、最終的に下式（１８）、（２０）が求まる。
【００４７】
【数１２】
0003661865.tif 000013
【００４８】
ここで求めた、上式（１８）と（２０）の結果を上式（１３）に代入することにより、撮像平面１５の平面座標系（Ｘ，Ｙ）と共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）との対応関係を求めることができる。
【００４９】
以下では、上述したようにして求めた各座標系の対応関係を用いて開口合成処理を行なう、本実施形態方法の測定解析手順について説明する。
【００５０】
＜測定解析手順＞
〈１〉被検球面１２の光軸Ｌｂと基準レンズ１１の光軸Ｌａとが互いに斜交した状態となるよう被検球面１２を回転支持手段１４にホールドし、３軸調整手段１３を調整して干渉縞を生じさせる。このとき、被検球面１２の光軸Ｌｂと基準レンズ１１の光軸Ｌａとの交角の大きさθ０は、回転支持手段１４が備えた傾き調整機構の目盛を読んで設定する。また、θ０をどの角度に設定するかについては、被検球面１２の全領域を測定可能とすることを条件に、予め計算により求めておく。
【００５１】
〈２〉〈１〉で設定された状態において、フリンジスキャン測定を行ない、被検球面１２の所定の部分領域に対応した領域別干渉縞画像を撮像する。
〈３〉回転支持手段１４により被検球面１２をその光軸Ｌｂを中心に、角度φ０だけ回転させる。この回転角度φ０についても、所定の撮像回数によって被検球面１２の全領域を測定可能となるように、予め計算により求めておく。
【００５２】
〈４〉３軸調整手段１３を調整して干渉縞を生じさせる。
〈５〉２度目のフリンジスキャン測定を行ない、被検球面１２の他の部分領域に対応した他の領域別干渉縞画像を撮像する。
〈６〉回転支持手段１４をその光軸Ｌａを中心にさらに角度φ０分回転させる。
〈７〉被検球面１２の全領域を測定するまで、上記手順〈４〉から〈６〉を繰り返す。
【００５３】
〈８〉撮像した各領域別干渉縞画像から各領域別形状情報を得、この得られた各領域別形状情報に対し、最小二乗法により、傾きエラーやフォーカス位置に依存するエラーに関する傾きパワー成分を除去する。
〈９〉各領域別形状情報を、上述した各座標系の対応関係を用いて、上記撮像平面１５の平面座標系(Ｘ，Ｙ)から上記の共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）に応じた各領域別合成用形状情報に変換する。
【００５４】
〈１０〉共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）において、各領域別合成用形状情報の領域的に重なった部分を最小二乗法により繋ぎ合わせる、開口合成の処理を施して、被検球面１２の全体形状情報を求める。
〈１１〉求めた開口合成後の全体形状情報に対し、最小二乗法により、傾きパワー成分の除去を行なう。
【００５５】
このような測定解析手順により求められた被検球面１２の全体形状情報についての出力画像の一例を図３に示す。用いた被検球面１２は、開口数０.９７１５のものであり、図中の太線で表わされた円はＦ値０.７の領域を示している。また、図中の放射状の線は、被検球面１２の光軸中心で直交する線を示している。
【００５６】
なお、上記手順〈９〉において、各領域別形状情報を撮像平面１５の平面座標系(Ｘ，Ｙ)から共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）に応じた各領域別合成用形状情報に変換する際には、画素位置の再配列のための補間処理を行なう。この補間方法としては、例えば、平面座標系(Ｘ，Ｙ)に関しては、５１２×５１２の整数値の画素配列とし、共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）に関しては、１０２４×１０２４の整数値の画素配列とした場合、次のように行なう。
【００５７】
共通化座標系（Ｘ'，Ｙ'）上の所定の座標（Ｘ'１,Ｙ'１）においての形状情報Ｆ'（Ｘ'１,Ｙ'１）を求めるために、この座標（Ｘ'１,Ｙ'１）を逆変換すると、平面座標系(Ｘ，Ｙ)上の対応座標(Ｘ１ｆ，Ｙ１ｆ)が求まる。ただし，ここで、Ｘ１ｆ，Ｙ１ｆは、整数ではないので、この小数部分を切り捨てて整数にして、これを座標（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）とする。この座標（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）に対応する形状情報を、Ｆ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）とすれば、これに対して、Ｆ（Ｘ１ｉ＋１，Ｙ１ｉ）、Ｆ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ＋１）、Ｆ（Ｘ１ｉ＋１，Ｙ１ｉ＋１）が分かり、また、これらの３つの座標とＦ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）で囲まれた中にＦ（Ｘ１ｆ，Ｙ１ｆ）が存在することも分かるので、これらＦ（Ｘ１ｉ＋１，Ｙ１ｉ）、Ｆ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ＋１）、Ｆ（Ｘ１ｉ＋１，Ｙ１ｉ＋１）によって補間処理を行なうことにより、Ｆ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）が求まる。このＦ（Ｘ１ｉ，Ｙ１ｉ）が、Ｆ'（Ｘ'１，Ｙ'１）となる。
【００５８】
また、基準レンズ１１の形状を予め求めておき、この基準レンズ１１の形状情報を被検球面１２の全体形状情報の補正に用いるようにしてもよい。なお、基準レンズ１１の形状を求める方法としては、例えば、特開平５−２４０６２６号公報に記載されているような３面合わせ方法を、球面レンズの場合に応用して用いることができる。
【００５９】
また、上記測定解析手順においては、被検球面１２の光軸Ｌｂと基準レンズ１１の光軸Ｌａとの交角の大きさθ０は、回転支持手段１４が備えた傾き調整機構の目盛を読んで求めるようにしているが、被検球面１２の光軸中心位置が、基準レンズ１１の光軸中心位置と共に、各領域別干渉縞画像中に含まれている場合には、この交角の大きさθ０を、平面座標系（Ｘ，Ｙ）における基準レンズ１１の光軸中心位置と、被検球面１２の光軸中心位置との距離を示す第７の指標ｒ０と、基準レンズ１１のＦ値である第１の指標Ｆと、基準レンズ１１の平面座標系（Ｘ，Ｙ）における入射光束径を示す第２の指標Ｄとを用いて、以下に示す計算手順により求めることができる。
【００６０】
すなわち、上記交角の大きさθ０、第７の指標ｒ０、第１の指標Ｆおよび第２の指標Ｄとの間には下式（２１）の関係が成り立つので、θ０が未知だとしても、基準レンズ１１の光軸中心位置と、被検球面１２の光軸中心位置との距離ｒ０が既知となれば、下式（２２）の関係より、θ０を求めることができる。
【００６１】
【数１３】
0003661865.tif 000014
【００６２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による球面形状測定解析方法によれば、被検球面の各部分領域にそれぞれ対応した各領域別干渉縞画像から得られる各領域別形状情報を、被検球面の極座標系と、撮像平面の平面座標系と、開口合成用に設定された共通化座標系との対応関係を用いて、共通化座標系に応じた各領域別合成用形状情報に変換し、この各領域別合成用形状情報に対して開口合成の処理を施して、被検球面の全体形状情報を求めるようにしているので、各領域別形状情報を確実に繋ぎ合わせることが可能となり、これにより、基準レンズよりも明るい被検球面の全体形状を精度良く求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る球面形状測定解析方法を説明する概略図
【図２】本発明の一実施形態に係る球面形状測定解析方法を実施する装置の概略構成図
【図３】被検球面の測定解析結果の一例を示す図
【符号の説明】
１０              干渉計装置
１１              基準レンズ
１２              被検球面
１３              ３軸調整手段
１４              回転支持手段
１５              撮像平面
Ｌａ              基準レンズの光軸
Ｌｂ              被検球面の光軸
Ｆ                第１の指標
Ｄ                第２の指標
Ｆ’              第３の指標
Ｄ’              第４の指標
θ０              第５の指標
φ０              第６の指標
ｒ０              第７の指標
【図１】
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【図２】
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【図３】
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