(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面と、該第１の表面に対向する第２の表面とを含む透明光学要素についての情報を特定する方法であって、前記第１の表面および前記第２の表面の各々は、レンズ部および平坦平行部を含む、前記方法において、
結像干渉計を使用して、前記透明光学要素の第１の表面の３次元表面プロファイル及び前記透明光学要素の第２の表面の３次元表面プロファイルを取得すること、
前記結像干渉計を使用して、前記第１の表面の２次元画像及び前記第２の表面の２次元画像を取得すること、
前記第１の表面の３次元表面プロファイルに基づいて、前記レンズ部の頂点を特定すること、
前記第１の表面の２次元画像に基づいて、前記第１の表面の平坦平行部に関する特徴を特定すること、
前記３次元表面プロファイル及び前記２次元画像に基づいて、前記第１の表面及び前記第２の表面のうちの少なくとも一方の前記透明光学要素の１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定すること、を備え、
前記寸法情報は、前記第１の表面の平坦平行部に関する特徴に対する前記レンズ部の頂点の位置を含む、方法。
【請求項２】
前記結像干渉計は、コヒーレンス走査干渉顕微鏡である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の２次元画像は、前記結像干渉計の多要素検出器を使用して収集される一連の強度フレームに基づいて特定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の２次元画像の各々は、前記一連の強度フレームで前記多要素検出器の各要素での強度の平均をとることにより特定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記結像干渉計を使用して、前記複数の２次元画像を取得することは、
コヒーレンス走査干渉顕微鏡に対する前記第１の表面及び前記第２の表面の最良結像の各位置での前記多要素検出器の各要素での強度を特定することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記平坦平行部に関する特徴に対する前記レンズ部の頂点の位置は、頂点と前記特徴との間の側方距離であり、
前記側方距離は、前記平坦平行部に公称的に平行する平面で測定される距離である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記特徴は、前記頂点に名目上センタリングされる環状特徴である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記特徴は、前記第１の表面の平坦平行部の段差のうちの少なくとも一方である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記結像干渉計を使用して、前記第１の表面が前記結像干渉計に面した状態で前記透明光学要素の測定を実行し、前記第２の表面が前記結像干渉計に面した状態で前記透明光学要素の測定を実行する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の表面が前記結像干渉計に面した状態での前記透明光学要素の測定から得られるデータを使用して、前記第１の表面の平坦平行部の特徴の位置に対する前記第１の表面のレンズ部の頂点の位置を特定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の表面が前記結像干渉計に面した状態での前記透明光学要素の測定から得られるデータを使用して、前記第２の表面の平坦平行部の特徴の位置に対する前記第１の表面の平坦平行部の特徴の位置を特定する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の表面が前記結像干渉計に面した状態での前記透明光学要素の測定から得られるデータを使用して、前記第１の表面の頂点の位置に対する前記第２の表面のレンズ部の頂点の位置を特定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記寸法情報を特定することは、
前記結像干渉計に対する前記透明光学要素の傾斜に起因した屈折の影響を考慮することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記屈折の影響が考慮される寸法情報は、前記結像干渉計に対向する前記透明光学要素の前記表面の特徴の位置である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記結像干渉計を使用して、前記結像干渉計の軸に対する第１の方位角向きで前記透明光学要素の測定を実行し、前記軸に対して前記第１の方位角向きとは異なる第２の方位角向きで前記透明光学要素の測定を実行する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記寸法情報を特定することは、
前記第１の方位角向きの前記透明光学要素での測定から得られるデータから、前記１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定すること、
前記第２の方位角向きの前記透明光学要素での測定から得られるデータから、前記１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定すること、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記寸法情報を特定することは、
前記第１の方位角向き及び前記第２の方位角向きで得られる前記寸法情報に基づいて、前記寸法情報の誤差を低減することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記透明光学要素が、前記寸法情報に基づいて仕様要件を満たすか否かを判断することを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
透明光学要素についての情報を特定するシステムであって、
結像干渉計と、
前記結像干渉計と通信し、前記システムに請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載の方法を実行させるようにプログラムされる電子コントローラと、を備えるシステム。
【請求項２０】
湾曲部及び平坦部を含む物体についての情報を特定する方法であって、前記湾曲部は、頂点を有し、前記物体の軸を定義する第１の曲面を含む、前記方法において、
結像干渉計を使用して、測定光を前記物体に向けること、
前記結像干渉計を使用して、前記湾曲部の第１の曲面から反射される測定光を検出すること、
前記結像干渉計を使用して、前記物体の平坦部の表面から反射される測定光を検出すること、
検出された前記測定光に基づいて、前記第１の曲面の３次元表面プロファイルを決定すること、
前記検出された測定光に基づいて、前記平坦部の表面の２次元画像を決定すること、
前記３次元表面プロファイル及び前記２次元画像に基づいて、前記湾曲部の第１の曲面の頂点についての情報を特定すること、を備え、
前記湾曲部の第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記第１の曲面の３次元表面プロファイルに基づいて、前記湾曲部の第１の曲面の頂点を特定すること、
前記平坦部の表面の２次元画像に基づいて、前記平坦部の表面に関する特徴を特定すること、を含み、
前記情報は、前記平坦部の表面に関する特徴に対する頂点の位置を含む、方法。
【請求項２１】
前記物体は、透明光学要素である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記透明光学要素は、レンズ要素である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記レンズ要素は、成形レンズ要素である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記物体は、光学要素の金型の部分である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記物体は、レンズ要素の片側の金型である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記湾曲部は、前記第１の曲面に対向する第２の曲面を備え、
前記第２の曲面は、頂点を有し、
前記第１の曲面の頂点についての情報は、光軸に沿って測定される第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間のレンズ要素の厚さを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記湾曲部は、前記第１の曲面に対向する第２の曲面を含み、
前記第２の曲面は、頂点を有し、
前記第１の曲面の頂点についての情報は、光軸に直交する平面において測定される第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間の側方オフセットを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記測定光は、光学機器により前記物体に向けられ、前記第１の曲面は、前記測定光を反射するとき、前記光学機器に面する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記頂点の位置を特定することを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記平坦部の表面は、前記光学機器に面する別の表面を含み、
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記頂点と前記平坦部の表面の関心のある特徴との間の、光軸に直交する平面において測定される側方オフセットを特定することを更に含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記平坦部の表面は、前記光学機器から離れた方に面する表面を含み、
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記光学機器から離れた方に面する前記表面の特徴と、前記光学機器に面する前記平坦部の表面の関心のある特徴との間の、前記光軸に直交する平面において測定される側方オフセットを特定することを更に含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記湾曲部は、前記第１の曲面に対向する第２の曲面を含み、
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記第２の曲面の頂点の位置を特定することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記第１及び第２の曲面の頂点の位置に基づいて、前記光軸に沿って測定される前記湾曲部の厚さを特定することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
（ｉ）前記第１の曲面の頂点と、前記光学機器に面する前記平坦部の表面の関心のある特徴との間の側方オフセット、（ｉｉ）前記光学機器に面する前記平坦部の表面の関心のある特徴と、前記光学機器から離れた方に面する前記表面の関心のある特徴との間の側方オフセット、及び（ｉｉｉ）前記第２の曲面の頂点と、前記光学機器から離れた方に面する前記表面の関心のある特徴との間の側方オフセット
に基づいて、前記光軸に直交する平面において測定される、第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間の側方オフセットを特定することを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、
前記平坦部の少なくとも１つの表面の傾斜についての情報を特定すること、
第１の表面の頂点についての情報を特定する際、前記傾斜を考慮することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３６】
前記傾斜についての情報は、前記測定光を前記物体に向けるのに使用される光学機器の光軸に対する傾斜角αｔｉｌｔである、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記測定光検出後、前記測定光を前記物体に向けるのに使用される光学機器に対する前記物体の方位角向きを調整すること、
前記方位角向き調整後、前記第１の曲面及び前記平坦部の表面からの測定光の検出を繰り返すことを更に備える請求項２０に記載の方法。
【請求項３８】
前記方位角向き調整後、前記検出された測定光に基づいて、前記第１の曲面の頂点についての追加情報を特定することを更に備える請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
測定光検出後、前記測定光の偏光状態を変更すること、
偏光状態変更後、前記第１の曲面及び前記平坦部の表面からの測定光の前記検出を繰り返すことを更に備える請求項２０に記載の方法。
【請求項４０】
前記偏光状態の変更前及び変更後、検出された測定光に基づいて、前記物体の複屈折についての情報を特定することを更に備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の曲面の頂点についての情報に基づいて、前記物体を評価することを更に備える請求項２０に記載の方法。
【請求項４２】
前記物体を評価することは、
前記第１の曲面の頂点についての情報に基づいて、前記物体が仕様要件を満たすか否かを判断することを更に備える請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記平坦部は、前記物体の傾斜制御インターロックである、請求項２０に記載の方法。
【請求項４４】
前記湾曲部の少なくとも１つの曲面は、非球面である、請求項２０に記載の方法。
【請求項４５】
前記平坦部は、前記湾曲部の周縁に配置される、請求項２０に記載の方法。
【請求項４６】
光学組立体を形成する方法であって、
請求項２０に記載の方法を使用して、物体についての情報を特定することであって、前記物体はレンズである、前記特定すること、
前記レンズをバレル内で１つ又は複数の他のレンズに対して固定して、前記光学組立体を形成すること、を備える方法。
【請求項４７】
前記光学組立体をセンサに対して固定して、デジタルカメラのモジュールを提供することを更に備える請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
第１の表面と、該第１の表面に対向する第２の表面とを含む物体についての情報を特定するシステムであって、前記第１の表面および前記第２の表面の各々は、湾曲部及び平坦部を含み、前記第１の表面の湾曲部は、頂点を有し、前記物体の軸を定義する、前記システムにおいて、
前記物体を支持する固定具と、
光源、検出器、及び前記物体が前記固定具により支持される場合、光を前記光源から前記物体に向け、前記物体から反射される光を前記検出器に向けるように配置される光学要素を備える結像干渉計と、
前記検出器と通信する電子コントローラであって、
前記第１の表面の湾曲部の３次元表面プロファイルを取得すること、
前記第１の表面の平坦部の２次元画像を取得すること、
前記３次元表面プロファイルに基づいて、前記第１の表面の湾曲部の頂点を特定すること、
前記２次元画像に基づいて、前記第１の表面の平坦部の特徴を特定すること、
前記特徴に対する頂点の位置を決定すること、を行うようにプログラムされる前記電子コントローラと、を備えるシステム。
【請求項４９】
前記結像干渉計は、コヒーレンス走査干渉計である、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記固定具は、前記結像干渉計に対して前記物体の向きを変更するように構成されたアクチュエータを含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５１】
前記アクチュエータは、前記結像干渉計の光軸に対して前記物体を回転させるように構成される、請求項５０に記載のシステム。
【請求項５２】
前記結像干渉計は、前記光源からの光を偏光するように構成された偏光モジュールを含む、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５３】
前記偏光モジュールは、前記光源からの光を直交偏光状態で選択的に偏光するように構成される、請求項５２に記載のシステム。
【請求項５４】
前記検出器は、多要素検出器であり、
前記結像干渉計は、前記多要素検出器に前記物体の表面を結像するように構成される、請求項４８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
特定の態様では、本開示は、消費者製品に使用される成形レンズ及びそれらの製作に使用されるダイアモンドターニングされた金型（diamond turned mold）の幾何学的形状特性及び光学特性を特徴付ける方法及び工具に関する。本開示は、そのような成形レンズを含む光学組立体の製作及び光学組立体を含む消費者製品の製作に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン及びセル電話、タブレット、ポータブルコンピュータ、車及びトラックで使用される小型カメラの市場は急速に拡大している。現況水準のカメラの画質要件により、製造業者は、多くの非球面成形レンズで構成される複雑な光学組立体を開発するように強いられている。
【０００３】
図１は、４枚の成形プラスチックレンズで構成される例示的な光学組立体を示す。特に、この組立体は、特許文献１に記載されているものであり、組立体の画像平面１７０に配置されるセンサに画像を形成するように配置される４枚のレンズを含む。レンズ要素は、非球面凸形状物体側表面（aspheric convex object-side surface）１０１及び非球面凸形状画像側表面１０２を有して、正の屈折力を有する第１のレンズ要素１００で構成される第１のレンズ群に配置される。組立体は、第２のレンズ要素１１０、第３のレンズ要素１２０、及び第４のレンズ要素１３０で構成される第２のレンズ群も含む。
【０００４】
第２のレンズ要素１１０は、非球面凸形状物体側表面１１１及び非球面凹形状画像側表面１１２を有して、負の屈折力を有する。第３のレンズ要素１２０は、非球面凹形状物体側表面１２１及び非球面凸形状画像側表面１２２を有する。第４のレンズ要素１３０は、非球面凸形状物体側表面１３１及び非球面凹形状画像側表面１３２を有する。アパーチャストップ（aperture stop）１４０が、第１のレンズ要素１００と被撮像物体との間に位置決めされる。ＩＲフィルタ１５０が、第４のレンズ要素１３０の画像側表面１３２と画像平面１７０との間に配置され、ＩＲフィルタ１５０は、結像光学レンズ組立体の焦点距離に影響しない。センサ・カバーガラス（sensor cover glass）１６０が、ＩＲフィルタ１５０と画像平面１７０との間に配置され、センサ・カバーガラス１６０も、結像光学レンズ組立体の焦点距離に影響しない。
【０００５】
一般に、湾曲レンズ表面は、軸を中心として回転対称であり、各表面の軸は名目上、組立体の共通軸（光軸）にある。レンズ表面軸の共通のセンタリングは、組立体全体の光学性能にとって重要である。各レンズ表面の曲率及び各レンズ表面の間隔（すなわち、レンズ厚及び隣接するレンズの間隔）も重要である。
【０００６】
したがって、個々の各レンズは通常、図１に示される湾曲機能光学表面に加えて、一緒に積層された場合、最終的なレンズ組立体の適切な位置合わせを提供するのに十分に厳しい許容差で製造される複数のセンタリング（centration）及び間隔基準を含む。これらの基準は一般に、各レンズの追加の非光学的アクティブ部により提供され、この部分は、アクティブレンズ部の縁部の周囲にリングを形成する。組み立てられたとき、レンズの非光学部は一緒に積層され、レンズ組立体全体の設計により求められるように、レンズ部を互いに対して位置合わせし離間する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，７７７，９７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
製造許容差バジェット（manufacturing tolerance budget）の引き締めのため、従来の計測機器（例えば、接触プローブ及びゲージ、触覚プロファイラ、検査顕微鏡）は多くの場合、必要とされる測定再現性又は精度をもはや達成することができない。さらに、生産フロアで、屈折率又は複屈折等のレンズの特定の特性を測定する計測機器は市販されていない。したがって、現在では、計測ギャップが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、特に、湾曲したアクティブ表面エリアを含むとともに、例えば、組立体内でこれらのレンズを機械的に配置するための名目上平坦及び平行である上面及び下面も含むレンズを含め、透明サンプルの寸法特性及び光学特性を評価する方法及び装置を特徴とする。
【００１０】
実施形態では、本装置は、サンプルの名目上平行する上面エリア及び下面エリアの相対位置を測定する光学計測システムと、サンプルの名目上平行する上面エリア及び下面エリアの２つ以上の位置での計算された光学的厚さ及び物理的厚さから導出される情報を使用して、サンプルの光学特性及び寸法特性を評価するデータ処理システムとを含む。
【００１１】
代替又は追加として、本開示は、サンプルの上面及び下面の両方で３Ｄ表面トポグラフィ情報（例えば、高さプロファイル）を２Ｄ画像（例えば、強度プロファイル）と結合することにより、透明サンプル（例えば、レンズ）の寸法特性を評価する方法及び装置を特徴とする。トポグラフィ情報及び２つの画像は、サンプルの同じ側から取得し得る。
【００１２】
本方法及び本装置は、生産環境で使用し得る。
一般に、サンプルは、湾曲した（例えば、屈折率を有する）上面及び下面アクティブ表面エリアと、光を向けるのに使用されず、むしろ、組立体内のこれらのレンズを機械的に配置するのに使用される追加の上面エリア及び下面エリアとを含むレンズであり得る。これらの部分は、平坦平行表面を有し得る。湾曲部はアクティブ部と呼ぶことができ、他方の（例えば、平坦平行）部分は非アクティブ部分である。サンプルは、凸形状又は凹形状、球面又は非球面であるアクティブ部の表面エリアを有し得る。
【００１３】
非アクティブ部の上面及び下面は、名目上平坦又は円錐形であり得、アクティブ表面エリアの頂点と名目上同心であり得る名目上円形の特徴及び境界を含み得る。
サンプルは、ポータブル電子デバイスカメラ組立体で使用されるレンズであり得る。
【００１４】
一般に、寸法特性は、追加の表面エリアの基準特徴（例えば、名目上円形の基準特徴）に対するアクティブ表面エリアの頂点の位置を含み得る。幾つかの実施形態では、レンズ頂点は、３Ｄ面積表面トポグラフィマップの評価により見つけられ、一方、基準特徴は部品の２Ｄ画像に配置される。２Ｄ画像は、３Ｄマップと同じデータ取得から抽出してもよく、又は別個のステップの一環であってもよい。
【００１５】
寸法特性は、サンプルの上面及び下面頂点特徴の相対高さを含み得る。この測定は、サンプルの名目上平行する上面及び下面表面エリアの２つ以上の位置での計算された光学的厚さ及び物理的厚さから導出される追加情報に頼り得る。
【００１６】
特定の実施形態では、本方法論は、サンプルを通して特徴を見て、特徴の側方位置を特定する場合のレンズの屈折特性の補償を含む。
幾つかの実施形態では、本装置は、補助参照面を含む部品固定具を含む。この補助参照面は、名目上平坦であり得、光学構成要素を通って計測デバイス検出器チャネルに向かって伝搬する光を反射するように、テスト中の光学構成要素下のある距離のところに配置し得る。
【００１７】
幾つかの実施形態では、本装置は、補助参照面及び少なくとも部分的に透明なサンプルのホルダの両方を有する部品固定具と、補助参照面の位置及びサンプルの名目上平行する上面エリア及び下面エリアを測定する光学計測システムと、サンプルの名目上平行する上面エリア及び下面エリアの２つ以上の位置での計算された光学厚さ及び物理的厚さから導出される情報を使用して、サンプルの光学特性及び寸法特性を評価するデータ処理システムとを含む。
【００１８】
幾つかの実施形態では、完全な測定サイクルは、補助参照面のトポグラフィの別個の測定を含む。
幾つかの実施形態では、本装置は、サンプルの材料複屈折特性を評価及び／又は補償するために、光学計測システムにより利用される光の偏光状態を変更する要素（例えば、偏光器及び／又は位相差板）を含む。
【００１９】
幾つかの実施形態では、光学計測デバイスの視野は、テスト中の光学構成要素の側方広がりを超えて延びる。精度を改善し、ドリフトの影響の受けやすさを低減するために、本システムは、参照面が光学構成要素で覆われないエリアにおいて、内部基準に対する参照面の位置の追加測定を実行する。
【００２０】
幾つかの実施形態では、光学計測デバイスはコヒーレンス走査干渉計である。例えば、光学計測デバイスは、テスト中の光学構成要素の光軸に名目上平行する走査されるコヒーレンス走査干渉計であることができる。光源のコヒーレンス特性は、構成要素を通しての走査中に直面する各透明界面で収集される干渉信号の信号対雑音比を強化する（例えば、最大化）するように選び得る。
【００２１】
幾つかの実施形態では、コヒーレンス走査干渉計は、部品の厚さ及び光学特性についての測定又は公称情報に従って信号対雑音比を強化（例えば、最大化）するように、光源コヒーレンス特性を自動的に調整する。
【００２２】
幾つかの実施形態では、サンプルが機器に対して複数の方位角向きにある状態で実行される測定を組み合わせて、系統的誤差を低減した最終結果を生成する。
幾つかの実施形態では、共焦点顕微鏡構成が、走査によるサンプルの透明界面の位置検出に使用される。
【００２３】
特定の実施形態では、結像検知又は構造化照明計測デバイスが、走査によるサンプルの透明界面の位置検出に使用される。
特定の実施形態では、結像検知又は構造化照明計測デバイスが、走査による透明界面の位置検出に使用される。
【００２４】
幾つかの実施形態では、計測に使用される光学放射は、紫外線スペクトル、可視スペクトル、又は赤外線スペクトル内で選ばれる。測定は、好ましくは、光学構成要素が設計されるスペクトル領域に近いスペクトル領域内で実行される。
【００２５】
特定の実施態様では、本装置及び本方法を使用して、成形レンズの厚さ及び屈折率を特徴付け得る。代替又は追加として、本方法及び本装置を使用して、成形レンズの特徴（例えば、重要な特徴）の厚さ及び側方距離を特徴付け得る。
【００２６】
一般に、典型的なレンズ成形プロセスは、互いに面する２つの金型の正確な位置合わせに頼る。金型間の距離は、成形される構成要素の厚さを定義する。レンズ厚は、最終的なレンズ組立体の性能にとって重要なパラメータである。開示される方法及び装置は、例えば、μｍ未満の精度で頂点間厚さについてのプロセス制御情報を提供することができる。
【００２７】
レンズにわたる厚さの変動は、レンズの２つの半体の相対傾斜についての定量的情報を提供し、これは、最終的なレンズの結像能力（imaging performance）にとって重要であることが多い別のパラメータである。したがって、傾斜又はパラメータ誤差は、開示される装置及び方法により測定し得る別のプロセス制御パラメータである。
【００２８】
屈折率及びレンズ内のその変動も、プロセス制御の関連情報を提供する。許容差外の屈折率変動又は応力複屈折は、射出成形プロセスに伴う問題を示す。両パラメータとも、光学構成要素の結像性能に影響する。両パラメータとも、プロセス制御のために、開示される装置及び方法を用いて定量的に評価し得る。
【００２９】
金型間の側方センタリングは、レンズの頂点間センタリングを定義し、これは最終的なレンズ能力に重要な別のパラメータである。開示される方法及び装置は、例えば、１／１０μｍ未満の精度で頂点間センタリングについてのプロセス制御情報を提供することができる。
【００３０】
成形プロセスパラメータも、金型内のフィルファクタ、ひいては頂点高さ及び位置特定特徴に対するセンタリングに影響を及ぼす。許容差外の頂点から特徴までの高さ及び頂点から特徴までのセンタリングは、射出成形プロセスに伴う問題を示すことができる。両パラメータとも、光学構成要素の結像性能に影響する。両パラメータとも、プロセス制御のために、開示される装置及び方法を用いて定量的に評価し得る。
【００３１】
本発明の様々な態様は、以下のようにまとめられる。
一般に、第１の態様において、本発明は、アクティブ部（例えば、レンズ部）及び非アクティブ部（例えば、平坦平行部）で構成される透明光学要素についての情報を特定する方法であって、アクティブ部は少なくとも１つの曲面を備え、非アクティブ部は対向する第１の表面及び第２の表面を含み、本方法は、測定光を透明光学要素に向けることと、非アクティブ部の第１の表面の少なくとも１つの位置から反射された測定光を検出することと、第１の表面の上記少なくとも１つの位置に対応する位置において非アクティブ部の第２の表面から反射される測定光を検出することと、検出光に基づいて、非アクティブ部についての情報を特定することと、非アクティブ部についての情報に基づいて、透明光学要素を評価することとを含む、方法を特徴とする。
【００３２】
本方法の実施態様は、以下の特徴及び／又は他の態様の特徴のうちの１つ又は複数を含み得る。例えば、非アクティブ部の第１の表面及び第２の表面の表面測定は、コヒーレンス走査干渉法（ＣＳＩ）を使用して実行することができる。代替的には、非アクティブ部の第１の表面及び第２の表面の表面測定は、共焦点顕微鏡法を使用して実行される。
【００３３】
非アクティブ部についての情報は、非アクティブ部の第１の表面の高さプロファイルと、非アクティブ部の第２の表面の高さプロファイルとを含むことができる。非アクティブ部についての情報は、非アクティブ部の物理的な厚さプロファイル又は光学厚さプロファイルを含むことができる。
【００３４】
非アクティブ部についての情報は、透明光学要素を形成する材料の屈折率についての情報を含むことができる。例えば、屈折率についての情報は、材料の群屈折率及び／又は材料の位相指数を含むことができる。屈折率についての情報は、非アクティブ部の異なる位置間の屈折率の変動についての情報を含むことができる。屈折率についての情報は、透明光学要素を形成する材料（例えば、プラスチック）の複屈折についての情報を含むことができる。
【００３５】
幾つかの実施形態では、本方法は、透明光学要素を支持する固定具上の参照特徴から反射される測定光を検出することと、参照特徴からの検出光に基づいて、参照特徴についての情報を特定することとを更に含む。参照特徴から反射される測定光は、非アクティブ部の第１の表面の少なくとも１つの位置に対応する位置（例えば、検出器の同じ位置に結像される）から反射し得る。測定光は、参照特徴から反射される前及び後、透明光学要素により伝送することができる。幾つかの実施形態では、透明光学要素は、参照特徴から反射される測定光の経路上にない。幾つかの場合、本方法は、非アクティブ部の第１の表面の少なくとも１つの位置に対応する位置とは異なる第２の位置において、固定具から反射される測定光を検出することを含むことができる。
【００３６】
測定光は、第１の極性について検出され、その後、第１の極性とは異なる第２の極性について検出することができる。
透明光学要素を評価することは、非アクティブ部についての情報に基づいて、アクティブ部の寸法又は光学特性についての情報を推測することを含むことができる。
【００３７】
幾つかの実施形態では、非アクティブ部は、透明光学要素の傾斜制御インターロック（tilt control interlock）である。アクティブ部の少なくとも１つの曲面は、球面又は非球面であることができる。アクティブ部は、第１の曲面に対向する第２の曲面を含むことができる。
【００３８】
アクティブ部についての情報は、レンズ部を形成する材料の複屈折についての情報を含むことができる。アクティブ部についての情報は、レンズ部を形成する材料の屈折率の変動についての情報を含むことができる。
【００３９】
透明光学要素を評価することは、非アクティブ部についての情報に基づいて、透明光学要素が仕様要件を満たしているか否かを判断することを含むことができる。非アクティブ部は、アクティブ部の周縁に配置することができる。
【００４０】
更なる態様では、本発明は、光学組立体を形成する方法であって、上記方法を使用して、透明光学要素についての情報を特定することであって、透明光学要素はレンズである、特定することと、レンズをバレル（barrel）内の１つ又は複数の他のレンズに対して固定して、光学組立体を形成することとを含む、方法を特徴とする。本方法は、光学組立体をセンサに対して固定して、デジタルカメラのモジュールを提供することを含むことができる。
【００４１】
一般に、別の態様では、本発明は、アクティブ部（例えば、レンズ部）及び非アクティブ部（例えば、平坦平行部）を含む透明光学要素についての情報を特定するシステムであって、アクティブ部は少なくとも１つの曲面を含み、非アクティブ部は対向する第１の表面及び第２の表面を含み、システムは、透明光学要素を支持する固定具と、光源、検出器、及び透明光学要素が固定具により支持される場合、光を光源から透明光学要素に向け、透明光学要素から反射される光を検出器に向けるように配置される光学要素を含む光学機器と、検出器と通信する電子コントローラであって、電子コントローラは、非アクティブ部の第１の表面及び第２の表面の対応する位置から検出される光に基づいて、非アクティブ部についての情報を特定するようにプログラムされる、電子コントローラとを含む、システムを特徴とする。
【００４２】
本システムの実施形態は、以下の特徴及び／又は他の態様の特徴の１つ又は複数を含むことができる。例えば、光学機器は、コヒーレンス走査干渉計又は共焦点顕微鏡等の面積表面トポグラフィ機器であることができる。
【００４３】
固定具は、光学機器からの光の経路に配置される参照特徴を含むことができる。幾つかの実施形態では、参照特徴は平面反射器である。固定具は、透明光学要素を参照特徴からある距離の箇所に位置決めするスタンドを含むことができる。固定具は、光学機器の光軸に対して透明光学要素を回転させるアクチュエータを含み得る。
【００４４】
光源は、可変スペクトル内容を有する光を提供することが可能であり得る。
光学機器は、光源からの光を偏光するように構成される偏光モジュールを含むことができる。偏光モジュールは、光源からの光を直交偏光状態で選択的に偏光するように構成し得る。
【００４５】
一般に、更なる態様では、本発明は、レンズ部及び平坦平行部を有する透明光学要素についての情報を特定する方法であって、光学機器を使用して、透明光学要素の第１の表面及び第１の表面に対向する透明光学要素の第２の表面についての高さ情報（例えば、表面プロファイル）を取得することと、光学機器を使用して、第１の表面の強度マップ（例えば、画像）及び第２の表面の強度マップを取得することと、高さ情報及び強度マップに基づいて、第１の表面及び第２の表面のうちの少なくとも一方での透明光学要素の１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定することとを含む方法を特徴とする。
【００４６】
本方法の実施態様は、以下の特徴及び／又は他の態様の特徴の１つ又は複数を含み得る。例えば、光学機器は、コヒーレンス走査干渉計又は共焦点顕微鏡であることができる。
第１の表面及び第２の表面についての高さ情報はそれぞれ、第１の表面及び第２の表面の表面プロファイルを含むことができる。強度マップは、光学機器の多要素検出器を使用して収集される一連の強度フレームに基づいて特定され得る。強度マップは、一連の強度フレームで多要素検出器の各要素での強度の平均をとることにより特定され得る。光学機器を使用して、強度マップを取得することは、光学機器に対する第１の表面及び第２の表面の最良結像の各位置での多要素検出器の各要素での強度を特定することを含むことができる。
【００４７】
寸法情報は、第１の表面又は第２の表面の別の特徴に対する第１の表面又は第２の表面の頂点の位置を含み得る。幾つかの場合、寸法情報は、頂点と他の特徴との間の側方距離であり、側方距離は、平坦平行部に名目上平行する平面で測定される距離である。他の特徴は、第１の表面又は第２の表面の平坦平行部に配置される特徴であることができる。他の特徴は、名目上頂点にセンタリングされる環状特徴であることができる。他の特徴は、平坦平行部の第１の表面及び／又は第２の表面の段差であることができる。
【００４８】
光学機器を使用して、第１の表面が光学機器に面した状態で透明光学物体の測定を実行し、第２の表面が光学機器に面した状態で透明光学物体の測定を実行し得る。第１の表面が光学機器に面した状態で透明光学物体の測定から得られるデータを使用して、第１の表面のレンズ部の頂点の位置を特定し得る。第１の表面が光学機器に面した状態での透明光学物体の測定から得られるデータを使用して、第１の表面の平坦平行部の特徴の位置に対する第１の表面のレンズ部の頂点の位置を特定し得る。第１の表面が光学機器に面した状態での透明光学物体の測定から得られるデータを使用して、第２の表面の平坦平行部の特徴の位置に対する第１の表面の平坦平行部の特徴の位置を特定し得る。第２の表面が光学機器に面した状態での透明光学物体の測定から得られるデータを使用して、第１の表面の頂点の位置に対する第２の表面のレンズ部の頂点の位置を特定し得る。
【００４９】
寸法情報を特定することは、光学機器に対する透明光学要素の傾斜に起因した屈折の影響を考慮することを含むことができる。屈折の影響を考慮した寸法情報は、光学機器に対向する透明光学要素の表面の特徴の位置であることができる。
【００５０】
光学機器を使用して、光学機器の軸に対する第１の方位角向きで透明光学物体の測定を実行し、軸に対して第１の方位角向きとは異なる第２の方位角向きで透明光学物体の測定を実行することができる。寸法情報を特定することは、第１の方位角向きの透明光学要素での測定から得られるデータから、１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定することと、第２の方位角向きの透明光学要素での測定から得られるデータから、１つ又は複数の特徴についての寸法情報を特定することとを含むことができる。寸法情報を特定することは、第１の方位角向き及び第２の方位角向きで得られる寸法情報に基づいて、寸法情報の誤差を低減することを含むことができる。
【００５１】
本方法は、透明光学要素が、寸法情報に基づいて仕様要件を満たすか否かを判断することを含むことができる。
別の態様では、本発明は、透明光学要素についての情報を特定するシステムであって、光学機器と、光学機器と通信し、システムに先の態様の方法を実行させるようにプログラムされる電子コントローラとを含むシステムを特徴とする。
【００５２】
本システムの実施形態は、他の態様の１つ又は複数の特徴を含み得る。
概して、別の態様では、本発明は、湾曲部及び平坦部を含む物体についての情報を特定する方法であって、湾曲部は、頂点を有し、物体の軸を定義する第１の曲面を含み、方法は、測定光を物体に向けることと、湾曲部の第１の曲面から反射される測定光を検出することと、物体の少なくとも１つの他の表面から反射される測定光を検出することと、検出光に基づいて、湾曲部の第１の曲面の軸についての情報を特定することとを含む方法を特徴とする。
【００５３】
方法の実施態様は、以下の特徴及び／又は他の態様の特徴の１つ又は複数を含み得る。例えば、物体は、レンズ要素（例えば、成形レンズ要素）等の透明光学要素であることができる。幾つかの実施形態では、物体は、レンズ要素の片側の金型等の光学要素の金型の部分である。
【００５４】
湾曲部は、第１の曲面に対向する第２の曲面を含むことができ、第２の曲面は頂点を有し、第１の曲面の頂点についての情報は、光軸に沿って測定される第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間のレンズの厚さを含む。
【００５５】
湾曲部は、第１の曲面に対向する第２の曲面を含むことができ、第２の曲面は頂点を有し、第１の曲面の頂点についての情報は、光軸に直交する平面において測定される第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間の側方オフセットを含む。
【００５６】
測定光は、光学機器により物体に向けることができ、第１の曲面は、測定光を反射するとき、光学機器に面する。第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、頂点の位置を特定することを含むことができる。少なくとも１つの他の表面は、光学機器に面する別の表面を含むことができ、第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、頂点と少なくとも１つの他の表面の関心のある特徴との間の光軸に直交する平面において測定される側方オフセットを特定することを更に含むことができる。少なくとも１つの他の表面は、光学機器から離れたほうに面する表面を含むことができ、第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、光学機器から離れたほうに面する表面の特徴と、光学機器に面する他の表面の関心のある特徴との間の、光軸に直交する平面において測定される側方オフセットを特定することを更に含むことができる。湾曲部は、第１の曲面に対向する第２の曲面を含むことができ、第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、第２の曲面の頂点の位置を特定することを含む。第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、第１及び第２の曲面の頂点の位置に基づいて、光軸に沿って測定される湾曲部の厚さを特定することを含むことができる。幾つかの実施形態では、第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、（ｉ）第１の曲面の頂点と、光学機器に面する他の表面の関心のある特徴との間の側方距離、（ｉｉ）光学機器に面する他の表面の関心のある特徴と、光学機器から離れたほうに面する表面の関心のある特徴との間の側方オフセット、及び（ｉｉｉ）第２の曲面の頂点と、光学機器から離れたほうに面する表面の関心のある特徴との間の側方オフセットに基づいて、光軸に直交する平面において測定される、第１の表面の頂点と第２の表面の頂点との間の側方オフセットを特定することを含む。
【００５７】
第１の曲面の頂点についての情報を特定することは、平坦部の少なくとも１つの表面の傾斜についての情報を特定することと、第１の表面の頂点についての情報を特定する際、傾斜を考慮することとを含むことができる。傾斜についての情報は、測定光を物体に向けるのに使用される光学機器の光軸に対する傾斜角αｔｉｌｔである。
【００５８】
本方法は、測定光検出後、測定光を物体に向けるのに使用される光学機器に対する物体の方位角向きを調整することと、方位角向き調整後、第１の曲面及び少なくとも１つの他の表面からの測定光の検出を繰り返すこととを含み得る。本方法は、方位角向き調整後、検出された測定光に基づいて、第１の曲面の頂点についての追加情報を特定することを含み得る。
【００５９】
幾つかの実施形態では、本方法は、測定光検出後、測定光の偏光状態を変更することと、偏光状態変更後、第１の曲面及び少なくとも１つの他の表面からの測定光の検出を繰り返すこととを含む。本方法は、偏光状態変更前及び後、検出された測定光に基づいて、物体の複屈折についての情報を特定することを含むことができる。
【００６０】
本方法は、第１の直面の頂点についての情報に基づいて、物体を評価することを含み得る。物体を評価することは、第１の曲面の頂点についての情報に基づいて、物体が仕様要件を満たすか否かを判断することを含むことができる。
【００６１】
平坦部は、物体の傾斜制御インターロックであることができる。湾曲部の少なくとも１つの曲面は非球面であることができる。平坦部は、湾曲部の周縁に配置することができる。
【００６２】
さらなる態様では、本発明は、光学組立体を形成する方法であって、上記方法を使用して、物体についての情報を特定することであって、物体はレンズである、特定することと、レンズをバレル内で１つ又は複数の他のレンズに対して固定して、光学組立体を形成することとを含む方法を特徴とする。本方法は、光学組立体をセンサに対して固定して、デジタルカメラのモジュールを提供することを含み得る。
【００６３】
さらなる態様では、本発明は、湾曲部及び平坦部を含む物体についての情報を特定するシステムであって、湾曲部は、頂点を有し、光軸を定義する第１の曲面を有し、システムは、物体を支持する固定具と、光源、検出器、及び物体が固定具により支持される場合、光を光源から物体に向け、物体から反射される光を検出器に向けるように配置される光学要素を含む光学機器と、検出器と通信する電子コントローラであって、電子コントローラは、第１の曲面及び物体の少なくとも１つの他の表面から検出される光に基づいて、第１の表面の頂点についての情報を特定するようにプログラムされる、電子コントローラとを含むシステムを特徴とする。
【００６４】
システムの実施形態は、以下の特徴及び／又は他の態様の特徴の１つ又は複数を含み得る。例えば、光学機器は、コヒーレンス走査干渉計又は共焦点顕微鏡等の光学面積表面トポグラフィ機器であることができる。
【００６５】
固定具は、光学機器に対して物体の向きを変更するように構成されたアクチュエータを含むことができる。例えば、アクチュエータは、光学機器の光軸に対して物体を回転させるように構成することができる。
【００６６】
光学機器は、光源からの光を偏光するように構成された偏光モジュールを含むことができる。偏光モジュールは、光源からの光を直交偏光状態で選択的に偏光する（例えば、１つ又は複数の偏光器及び波長板を使用して）ように構成することができる。
【００６７】
検出器は、多要素検出器（例えば、ＣＭＯＳアレイ又はＣＣＤアレイ）とすることができ、光学機器は、多要素検出器に物体の表面を結像するように構成することができる。
光源はスペクトル出力を変更可能であることができる。例えば、光源は、色の異なる２つ以上のＬＥＤを含むことができる。２つ以上のＬＥＤからの相対光強度を変更することにより、光の色を変更する。光源は、可視光源及び／又は赤外線光源であることができる。
【００６８】
本発明の他の態様及び利点は以下の説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】結像光学レンズ組立体の断面図である。
【図２Ａ】テスト中のサンプルレンズの側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されるテスト中のサンプルレンズの上面図である。
【図３】コヒーレンス走査干渉法顕微鏡の概略図である。
【図４Ａ】参照面を有する固定具に搭載されたテスト中のサンプルレンズの側面図である。
【図４Ｂ−４Ｃ】測定シーケンスでの２ステップを示す、図４Ａに示されるサンプルレンズ及び固定具の側面図である。
【図５】コヒーレンス走査干渉法（ＣＳＩ）並びに図４Ｂ及び図４Ｃに示されるステップを使用する実施態様のプロセスフローを示すフローチャートである。
【図６Ａ−６Ｂ】別の実施態様での測定ステップを示す側面図である。
【図７】ＣＳＩ並びに図６Ａ及び図６Ｂに示されるステップを使用する実施態様でのプロセスフローを示すフローチャートである。
【図８】レンズの上部平行面と下部平行面との間の複屈折を測定する実施態様でのプロセスフローを示すフローチャートである。
【図９】テスト中の別のサンプルレンズの側面図である。
【図１０】図９に示されるテスト中のサンプルレンズの上面図を示す。
【図１１】例示を目的として偏心を誇張した、関心のある側方位置をより詳細に示す、図９に示されるテスト中のサンプルレンズの別の上面図を示す。
【図１２】サンプルを通して測定された関心のある特徴の見掛け及び実際の最良焦点位置を示す概略図である。
【図１３】凹レンズ表面が光学機器に面した状態の図９に示されるテスト中のサンプルレンズの側面図を示す。
【図１４】ＣＳＩを使用する実施態様でのプロセスフローを示すフローチャートである。
【図１５Ａ】屈折影響を補正された見掛け及び実際の関心位置を示す概略図である。
【図１５Ｂ】屈折に起因した傾斜及び側方シフトの方位角向きを示す。
【図１６】ＣＳＩを使用する別の実施態様でのプロセスフローを示すフローチャートである。
【図１７Ａ】異なるサンプル−機器方位角向きでのレンズの上面図を示す。
【図１７Ｂ】異なるサンプル−機器方位角向きでのレンズの上面図を示す。
【図１８】ＣＳＩを使用する更なる実施態様でのプロセスフローを示すフローチャートである。
【図１９】テスト中のレンズ金型の側面図である。
【図２０Ａ】レンズを特徴付けるプロセスフローを示すフローチャートである。
【図２０Ｂ】レンズを特徴付ける別のプロセスフローを示すフローチャートである。
【図２１Ａ】レンズ成形プロセスを特徴付けるプロセスフローを示すフローチャートである。
【図２１Ｂ】レンズ成形プロセスを特徴付けるプロセスフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、レンズ２００は、非アクティブ平坦平行部（inactive, plane parallel portion）２１０及びアクティブレンズ部（active, lens portion）２２０を含む。この場合、平坦平行部は、名目上平らで名目上平行する２つの表面２１１及び２１２を含む。ここで、「名目上」とは、レンズの設計を指す。名目上平坦性又は名目上平行性からの検出可能なずれが、例えば、製造誤差に起因して生じ得る。レンズ部２２０は、上部凸面２２１及び下部凹面２２２を有するメニスカスレンズ（meniscus lens）である。一般に、表面２２１及び２２２は、球面であってもよく、又は非球面であってもよい。平坦平行表面２１１及び２１２は、例えば、最終組み立てで１枚又は複数枚のレンズに対するレンズの位置合わせ及び固定を助けるために、サンプル（sample）に形成される特徴であり得る。
【００７１】
特に屈折率の均一性及び残留応力複屈折を含むレンズ２００の光学特性の幾つか並びに座標ｘ、ｙ（図２Ａに示されるデカルト座標系を参照）に応じた図中の厚さＴを含むが、これに限定されないレンズの厚さ等の寸法特徴を、光学計測機器２０１を用いて評価する。開示される方法は、平坦平行表面２１１及び２１２間のエリアの光学特性及び物理的寸法を測定することにより、これらの評価を実行する。これらの測定は、レンズの全体的な光学特性及び寸法特性のインジケータとしての役割を果たす。
【００７２】
一般に、光学計測機器２０１は、レンズ２００の表面積トポグラフィ測定を実行可能な様々な異なる機器の１つであることができる。機器の例としては、コヒーレンス走査干渉法（CSI : coherence scanning interferometry）顕微鏡（例えば、Ｐ．デ・グルート（P.de Groot）著、「コヒーレンス走査干渉法（Coherence Scanning Interferometry）」、表面トポグラフィの光学測定（Optical Measurement of Surface Topography）、Ｒ．リーチ（R. Leach）編、第９章、ｐ．１８７〜２０８（シュプリンガー出版（Springer Verlag）、ベルリン、２００１年）に開示される等）、撮像共焦点顕微鏡（例えば、Ｒ．アルティガス（R. Artigas）著、「撮像共焦点顕微鏡法（Imaging Confocal Microscopy）」、表面トポグラフィの光学測定（Optical Measurement of Surface Topography）、Ｒ．リーチ（R. Leach）編、第１１章、ｐ．２３７〜２８６（シュプリンガーベルリンハイデルベルク（Springer Berlin Heidelberg）、２０１１年）に開示される等）、構造化証明顕微鏡（例えば、Ｘ．Ｍ．コロンナ・デ・レガ（X. M. Colonna de Lega）著、「変調照明を使用した非接触表面特徴付け（Non-contact surface characterization using modulated illumination）」、米国特許、２０１４年に開示される等）、焦点検知（例えば、Ｆ．ヘルムリ（F. Helmli）著、「焦点変更機器（Focus Variation Instruments）」、表面トポグラフィの光学測定（Optical Measurement of Surface Topography）、Ｒ．リーチ（R. Leach）編、第７章、ｐ．１３１〜１６６（シュプリンガーベルリンハイデルベルク（Springer Berlin Heidelberg）、２０１１年）に開示される等）、又は波長調整フーリエ変換位相シフト干渉法（FTPSI : wavelenght tuned Fourier transform phase shifting interferometry）システム（例えば、Ｌ．Ｌ．デック（L. L. Deck）著、「フーリエ変換位相シフト干渉法（Fourier-Transform Phase-Shifting Interferometry）」、応用光学（Applied Optics）第４２巻（１３）、ｐ．２３５４〜２３６５、２００３年に開示される等）が挙げられる。
【００７３】
図３を参照すると、例として、レンズ２００の特徴付けに適する光学計測器具の一種はＣＳＩ顕微鏡３００である。このシステムでは、光源３０２が、中継光学系３０８及び３１０並びにビームスプリッタ３１２を介して、入力光３０４を干渉対物レンズ３０６に向ける。中継光学系３０８及び３１０は、（点線周辺光線３１６及び実線主光線３１７で示されるように）空間的に拡張された光源３０２からの入力光３０４をアパーチャストップ３１５及び干渉対物レンズ３０６の対応する瞳面３１４に到達させる。
【００７４】
図３の実施形態では、干渉対物レンズ３０６はミロー型（Mirau-type）のものであり、対物レンズ３１８、ビームスプリッタ３２０、及び参照面３２２を含む。ビームスプリッタ３２０は、入力光３０４を、ステージ３２６により支持されるレンズ２００に向けられるテスト光３２２と、参照面３２２から反射する参照光２２８とに分ける。対物レンズ３１８は、テスト光及び参照光をテスト面及び参照面にそれぞれ結像する。参照面３２２を支持する参照光学系３３０は、結像参照光のみを反射するようにコーティングされ、それにより、入力光の大部分は参照光学系を透過し、それからビームスプリッタ３２０により分割される。
【００７５】
テスト面及び参照面から反射された後、テスト光及び参照光はビームスプリッタ３２０により再結合されて、結合光３３２を形成し、結合光３３２はビームスプリッタ３１２及び中継レンズ３３６により伝搬されて、電子検出器３３４（例えば、多要素ＣＣＤ又はＣＭＯＳ検出器）に光学干渉パターンを形成する。検出器にわたる光学干渉パターンの強度プロファイルは、検出器の異なる要素により測定され、分析するのに、電子プロセッサ３０１（例えば、スタンドアロン又はネットワーク接続されたコンピュータ又はシステムの他の構成要素に統合されたプロセッサ）に記憶される。中継レンズ１３６は、対物レンズ３０６の焦点面の異なる点を検出器１３４上の対応する点に結像する。
【００７６】
中継光学系３０８と３１０との間に位置するフィールドストップ３３８が、テスト光１２２により照明されるテスト表面１２４の面積を定義する。レンズ２００及び参照面から反射された後、結合光３３２は、対物レンズの瞳面３１４に光源の二次像（secondary image）を形成する。
【００７７】
任意選択的に、偏光要素３４０、３４２、３４４、及び３４６は、テスト面及び参照面にそれぞれ向けられているテスト光及び参照光の偏光状態並びに検出器に向けられている結合光の偏光状態を定義する。実施形態に応じて、各偏光要素は、偏光器（例えば、線形偏光器）、位相差板（retardation plate）（例えば、二分の一波長板及び四分の一波長板）、又は入射ビームの偏光状態に影響する同様の光学系とすることができる。さらに、幾つかの実施形態では、偏光要素の１つ又は複数がなくてもよい。さらに、実施形態に応じて、ビームスプリッタ３１２は、偏光ビームスプリッタであってもよく、又は非偏光ビームスプリッタであってもよい。概して、偏光要素３４０、３４２、及び／又は３４６の存在により、テスト面３２４でのテスト光３２２の偏光状態は、瞳面３１４での光の方位角位置に依存している。
【００７８】
ここで記載される実施形態では、光源３０２は、広帯域の波長（例えば、２０ｎｍ超、５０ｎｍ超、又は好ましくは１００ｎｍ超の半値全幅を有する放射スペクトル）にわたる照明を提供する。例えば、ソース３０２は、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲン球のフィラメント、キセノン（Ｘｅｎｏｎ）等のアーク灯とすることができ、光学材料での非線形効果を使用して、非常に広いソーススペクトル（＞２００ｎｍ）を生成するランプ又はいわゆるスーパーコンティニウムソースである。波長の広帯域は、限られたコヒーレンス長に対応する。遷移ステージ３５０が、テスト光と参照光との間の相対光路長を調整して、各検出器要素において光学干渉信号を生成する。例えば、図３の実施形態では、遷移ステージ３５０は、干渉対物レンズ３０６に結合されて、テスト面と干渉対物レンズとの間の距離を調整し、それにより、検出器でのテスト光と参照光との間の相対光路長を変更する圧電トランスデューサである。
【００７９】
再び図２Ａを参照すると、光学機器２０１は、図２Ａに示されるｚ軸に平行する観測方向に沿ってレンズ２００を見下ろす。図中、Ｓ１及びＳ２は、レンズ２００上の上部及び下部の名目上平坦平行な表面２１１及び２１２のそれぞれからの光反射を示す。計測データ取得中、システムは、グローバル座標系ｘ、ｙ、ｚでのこれらの表面の高さ情報を収集する。この座標系は光学機器２０１により確立される。理想的には、レンズ表面の回転軸は、名目上ｚ軸に平行するように位置合わせされる。
【００８０】
レンズ２００の上面２１１の計測情報は、空中の光の反射（図中、信号「Ｓ１」）から導出される。それぞれ、レンズ２００の下面２１２の計測情報は、図中、レンズ材料内の反射から導出される（信号「Ｓ２」）。
【００８１】
システム３００等のＣＳＩ顕微鏡系の特定例を考えると、特定の座標ｘ、ｙでの上面２１１と下面２１２との間の相対距離Ｔは、
Ｔ＝Ｔ’／ｎＧ                                                        （１）
により与えられ、式中、Ｔ’は、コヒーレンス情報を使用してＣＳＩ顕微鏡法又は波長調整ＦＴＰＳＩにより特定される見掛け又は実測の光学厚さであり、低ＮＡ（例えば、０．０６以下）でのｎＧは群速度屈折率である（高ＮＡ、例えば０．２以上では、傾斜効果により、値ｎＧは変化し得、それにより、効果的な群速度屈折率になる）。逆に、信号Ｓ２は、共焦点、構造化照明、又は焦点検知を使用する場合、より高いｚ位置から発せられるように見える。この場合の物理的な厚さは、
Ｔ＝ｎＴ’’                                                          （２）
により与えられ、式中、Ｔ’’は、共焦点又は関連する焦点高感度機器により特定されるような見掛け又は実測の光学厚さであり、ｎは群速度屈折率である。
【００８２】
厚さマップＴ’（ｘ，ｙ）又はＴ’’（ｘ，ｙ）は、物理的な厚さＴ（ｘ，ｙ）の平均値及び均一性並びに屈折率ｎＧ（ｘ，ｙ）又はｎ（ｘ，ｙ）で例示されるようなレンズ２００の光学特性についての情報を提供する。幾つかの場合、これらの寸法特性及び光学特性の両方の複合均一性及び平均値が、レンズ２００の製造でのプロセス制御に十分である。
【００８３】
望ましい場合、接触形状測定（例えば、Ｐ．スコット（P. Scott）著、「接触スタイラス機器による非球面測定の近代進歩（Recent Developments in the Measurement of Aspheric Surfaces by Contact Stylus Instrumentation）」、ＳＰＩＥ議事録４９２７、ｐ．１９９〜２０７、２００２年に開示されるような）等による他の手段により得られる厚さマップＴ（ｘ，ｙ）又は光学屈折率ｎ（ｘ，ｙ）等の追加の情報が、光学計測機器２０１により実行される測定を補足し得、屈折率の影響評価を物理的厚さから切り離し、独立させることができる。
【００８４】
上記レンズ特徴付けは、表面２１１及び２１２のみについての高さ情報に頼るが、レンズ特徴付けは他の情報を利用することもできる。例えば、幾つかの実施態様では、専用参照固定具が含められて、追加の光学情報を提供する。図４Ａを参照すると、特定の実施形態では、レンズ２００は、埋め込み参照面４２０を有する固定具４００に搭載される。図４Ａでは、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３は、レンズ２００の関心（interest）のある上面及び下面（２１１及び２１２）からの反射光並びにｚ軸に沿って測定される距離Ｔａｉｒだけレンズ下面２１２から隔てられた固定具参照の上面４２０からの反射光を示す。
【００８５】
固定具４００は、支持構造体４１０及び反射上面４２０を含む。レンズ２００は支持構造体４１０上に静止し、支持構造体４１０は、反射面４２０から距離Ｔａｉｒのところにレンズを位置決めする。支持構造体４１０は、レンズ２００の両側の複数の支柱又は壁で構成し得るか、又は反射面４２０の外部４２１から内部４２２を隔てる単一の円筒形支持体であり得る。固定具４００は、特にレンズ２００に向けて配置されることができ、異なる形状のレンズが測定される場合、別の固定具で置換し得る。
【００８６】
図４Ｂ及び図４Ｃは、レンズ２００の平坦平行部２１０の全フィールドにわたり測定する光学機器２０１を用いる２つの連続した測定ステップを示す。これらのステップは、表面２１１、２１２、及び４２０の高さプロファイル測定を含む計測情報を提供して、図５のフローチャート５００に従ってレンズの幾何学的形状及び光学特性の特徴付けを完了する。見かけの高さ測定値ｚ１，・・・，４は、図中の反射光Ｓ１、・・・、Ｓ４にそれぞれ対応する。
【００８７】
図４Ｂに示される第１のステップにおいて、３つの表面２１１、２１２、及び４２０の計測情報が収集され（ステップ５１０、５２０、５３０）、ここで、下面２１２及び補助参照面４２０は、レンズ材料を通して測定され、したがって、見掛けの高さに対応する。３つの表面の計測情報は、固定具上のレンズの位置を調整せずに収集される。
【００８８】
図４Ｃに示される第２のステップにおいて、レンズは固定具４００から外され（ステップ５４０）、補助参照面４２０が２回目として測定される（信号Ｓ４）（ステップ５５０）。
【００８９】
計測情報は組合わされて、レンズ要素の平行する上面と下面との間の厚さ及び屈折率の分布のマップを作成する。コヒーレンス走査干渉計及び互換性のある干渉機器では、見掛け高さ情報ｚ１，・・・，４を取得した後、物理的厚さマップ及び光学的厚さマップはそれぞれ、
【００９０】
【数１】
0006542355.tif 000002
である。
【００９１】
次に、群速度屈折率のマップは、
ｎＧ（ｘ，ｙ）＝Ｔ’（ｘ，ｙ）／Ｔ（ｘ，ｙ）                          （５）  である。
【００９２】
計測システムが共焦点、構造化照明、又は焦点検知表面プロファイリングに頼る場合、式（４）及び（５）は、
Ｔ’’（ｘ，ｙ）＝ｚ１（ｘ，ｙ）−ｚ２（ｘ，ｙ）                      （６）
ｎ＝Ｔ／Ｔ’’                                                        （７）
になる。
【００９３】
厚さマップは、レンズの平均厚並びにレンズの片面から他面までの測定厚さの変動に基づくレンズの両側間で可能な傾斜についての情報を提供する。屈折率マップは、レンズエリアにわたる可能な屈折率勾配についての情報を提供する。
【００９４】
任意選択的な追加ステップとして、レンズの材料の公称的な屈折分散特性を知った上で、群屈折率を位相屈折率に変換することが可能なことが多い。
ｎ＝Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ（ｎＧ）                                        （８）
幾つかの場合、変換は、付加定数と同程度単純であり得る。例えば、付加定数は、
【００９５】
【数２】
0006542355.tif 000003
であり、ここで、ｎ（ｋ）は、波数の関数として表現される、材料の公称屈折率（製造業者により記載されるか、又は何らかの他の手段を通して測定される）であり、ｋ０は、測定に使用されるスペクトル帯の重心波数（centroid wavenumber）である。ルックアップテーブル又は多項式関数等の他の変換も可能である。変換多項式は、テストサンプルの既知の屈折率の関数として、測定された群指数値（group index values）（機器を使用した）のデータ点をフィッティングすることにより行うことができる。
【００９６】
プロセスの正確性を改善するために、追加の測定を行うこともできる。例えば、図６Ａ、図６Ｂ、及び図７を参照すると、幾つかの実施形態では、光路がレンズ２００により妨げられない固定具参照面からの反射Ｓ５の追加の測定値ｚ５（ｘ，ｙ）が、レンズ像と同時に捕捉される（フローチャート７００でのステップ７１０）。この追加の情報は、例えば、固定具を２つの測定ステップ間で動かし得る場合、光学機器に対する固定具の全体高さオフセットを提供する。この情報は、例えば、測定間での固定具位置の変化のオフセット又はオフセット、先端部、及び傾斜補償の組合せを提供することにより、ｚ４（ｘ，ｙ）測定結果を補正することができる（ステップ７２０）。
【００９７】
幾つかの実施形態では、測定は、実質的に異なるスペクトル分布、例えば、４００ｎｍと４９０ｎｍとの間に中心を有する第１のスペクトル分布、４９０ｎｍと５９０ｎｍとの間に中心を有する第２のスペクトル分布、及び５９０ｎｍと７００ｎｍとの間に中心を有する第３のスペクトル分布でデータ収集が実行されるように、異なる構成の機器に対して繰り返される。各スペクトル分布は、レンズ材料の光学特性の独立した測定を提供する。次に、群速度屈折率（group-velocity index）又は位相速度屈折率の複数の測定値は組合わされて（combined）、波長（又は分散）に伴う材料光学特性変動の推定を導出し、これは、材料が許容差内であることの検証及び／又は製造プロセスの制御に使用することができる。機器が群屈折率を測定する場合（例えば、コヒーレンス走査干渉計）、分散の推定を更に使用して、例えば、重心波数との一次導関数の積を使用して、屈折率の推定を計算する。幾つかの実施形態では、機器が、走査データ取得から生じるデータを収集する間、複数のスペクトル分布が同時に存在する。複数のスペクトル帯は、例えば、色高感度デバイス（color sensitive device）（カラーフィルタを備えたＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラ）を使用して検出器において分離される。代替的には、センサから返された光は、特定のスペクトル成分を複数のモノクロセンサに向けて反射又は伝送するダイクロイック光学要素（dichroic optical element）により空間的に分離される。２つのスペクトル帯のうちの小さい方が、材料の分散特性の推定に必要とされる。
【００９８】
上記測定は、偏光又は非偏光を使用して実行し得るが、偏光を使用してレンズ２００についての追加情報を拾い集めることが可能である。例えば、図８を参照すると、レンズ（又は他の部分的に透明なサンプル）製造に伴う問題を明らかにすることができる応力複屈折の影響を含め、レンズの偏光依存光学特性についての情報を特定し得る。大半の場合、応力及び関連する応力複屈折がないレンズが、製造プロセス制御の設計目標である。
【００９９】
サンプルでの応力複屈折の存在は、サンプルの平坦平行エリアへのその影響を観測することによりモニタリングし得る。ここで、フローチャート５００又はフローチャート７００において概説される測定プロセスは、少なくとも２回実行され、ここで、各完成データ取得サイクルは、計測システムにより使用される照明光の異なる偏光状態で実行される。光学測定機器の偏光状態は、従来の偏光器及び／又は位相差板を使用して操作し得る。
【０１００】
例えば、フローチャート８００に示されるように、第１の測定は、照明光がｘ方向に沿って線形偏光される状態で実行され、照明光をｙ方向に沿って線形偏光して繰り返される。幾つかの実施形態では、偏光方向は、レンズが射出成形レンズであり、射出される材料が金型キャビティに入るゲート（gate）に基準特徴（datum features）が対応し得る場合等、レンズ２００上の基準特徴に対して位置合わせされる。
【０１０１】
次に、収集された複数の屈折率マップは組合わされて、レンズ材料に存在する複屈折の定量的測定を提供する。例えば、ステップ８７０において、複屈折の影響が測定値から計算される。ステップ８８０において、平均屈折率が測定値から計算される。複屈折は、例えば、フローチャート８００のステップ８７０に示されるように、レンズを通る光路の差として表現し得る。ここで、レンズを通る複屈折の累積影響は、
Ｂ（ｘ，ｙ）＝［ｎ２（ｘ，ｙ）−ｎ１（ｘ，ｙ）］Ｔ                      （９）
として計算され、一方、平均屈折率（ステップ８８０に示されるような）は、
【０１０２】
【数３】
0006542355.tif 000004
である。
【０１０３】
複屈折も同様に、材料内の伝搬の単位長さ当たりの光路差として表現することができる。位相速度屈折率ｎ１，２は、２つの偏光向きに対応する。プロセス制御の場合、これらの屈折率は、例えば、ＣＳＩ顕微鏡測定から得られる群屈折率測定値により適宜表される。さらに、幾つかのプロセス制御状況では、図２Ａのより単純な構成を使用して光学厚さ変動の測定
【０１０４】
【数４】
0006542355.tif 000005
で既に十分であり得る。
【０１０５】
上記実施形態は、レンズの非アクティブ部（例えば、平坦平行部）を特徴付ける測定及び一般的にそれらの特徴付けからレンズについての情報を推測することを含むが、他の実施態様も可能である。例えば、レンズのアクティブ部を直接特徴付ける測定を実行することもできる。
【０１０６】
図９及び図１０を参照すると、テスト中のサンプルレンズ９００は、曲面を有するアクティブ部９２０と、アクティブ部の周囲の名目上平らな幾つかの表面で構成される非アクティブ部９１０とを含む。図９はレンズ９００の側面図を示し、一方、図１０は上面図を示す。アクティブ部９２０は、凸上面９２１及び凸下面９２２に対応する。上面２２１は、名目上下面９２２の頂点９２４と同じ軸に沿って位置合わせされる頂点９２３を有する。
【０１０７】
非アクティブ部９１０は、レンズ９００の各面で内側及び外側平面をオフセットする段差特徴を有する一連の平坦な環状表面で構成される。一般に、非アクティブ部９１０の表面は、例えば、最終組み立てでレンズの位置合わせ及び固定を助け、及び／又はレンズ特徴の相対的な位置合わせの測定に役立つためにサンプルに形成される特徴を含み得る。この場合、非アクティブ部９１０の上面は、平面９１２及び９１６を含む。段差９１４が、表面９１２と９１６とを隔てる。段差９１４は、縁部９１４ｏにおいて表面９１２と交わり、縁部９１４ｉにおいて表面９１６と交わる。表面９１６は、縁部９１８において凸上面９２１と交わる。
【０１０８】
非アクティブ部９１０の下面は、平面９１１及び９１７を含む。段差９１５が表面９１１と９１７とを隔てる。段差９１５は、縁部９１５ｏにおいて表面９１１と交わり、縁部９１５ｉにおいて表面９１７と交わる。表面９１７は、縁部９１９において凹下面９２２と交わる。
【０１０９】
光学計測機器２０１を使用して、頂点間厚さＴＡｐｅｘと、頂点中心及び位置合わせ表面特徴を含む（がこれに限定されない）表面特徴位置の相対的なｘ、ｙ側方オフセット（共通軸ｚを参照）とを含む（がこれに限定されない）レンズ９００の寸法的特徴の幾つかを評価する。これらの評価は、上面プロファイルを測定して、３Ｄ頂点位置及び相対的３Ｄ位置並びに他の表面特徴のトポグラフィを特定することにより実行される。これらの測定は、レンズの全体寸法特性のインジケータとしての役割を果たす。
【０１１０】
動作中、光学機器２０１は、機器２０１の光軸に対応する図９に示されるｚ軸に平行する観測方向に沿ってサンプルを見下ろす。計測データ取得中、システムは、グローバル座標系ｘ、ｙ、ｚでの関心のある表面の高さ情報及び強度情報を収集する。
【０１１１】
頂点９２３の計測情報は、上面での関心のある他の特徴についての計測情報（図９での信号ＳＵＦ）と同様に、空中の光の反射（図９での信号ＳＵＡ）から導出される。それぞれ、下面での関心のある特徴についての計測情報は、レンズ材料内の光の反射（図９での信号ＳＬＦ）から導出される。
【０１１２】
図３に示される等のＣＳＩ顕微鏡系の特定の例を考えると、信号ＳＵＡは一般に処理されて、高さ情報を生成し、次に、この情報を分析して、頂点９２３の３Ｄ位置ＰＵＡを特定することができる。信号ＳＵＦから導出される高さ情報は、ＰＵＡと組合わされて、関心のある上面特徴、表面９１２に相対するｚにおける頂点高さＨＵＡを特定することができる。これと同じ高さ情報を使用して、上面縁部特徴、例えば、関心のある上面特徴９１２の名目上円形の縁部の位置を特定することもできる。代替又は追加として、信号ＳＵＦを処理して、強度情報を生成することができ、次に、強度情報を分析して、上面縁部特徴９１４の位置を特定することができる。
【０１１３】
ＳＬＦは、下面縁部特徴９１５の位置を特定するために分析し得る非干渉強度信号である。図１２を参照すると、ＳＬＦは、図１２に示される最良結像の、そのｘ、ｙ位置において上面の焦点面に相対してＴＢＦだけ変位されたｚ位置において、顕微鏡系を用いて測定し得る。厚さＴｆｅａｔｕｒｅ及び屈折率ｎの場合、ＴＢＦは、
ＴＢＦ＝Ｔｆｅａｔｕｒｅ／ｎ                                              （１３）
として公称に近い入射角で計算することができる。
【０１１４】
この計算では、厚さ及び屈折率は、公称値であると仮定するか、又は何らかの他の手段により、例えば、同じ機器若しくはキャリパーを使用して前に測定し得る。所与の用途で求められる精度に応じて、レンズ材料を通しての屈折により誘発される球面収差の影響を補償し、例えば、公式
【０１１５】
【数５】
0006542355.tif 000006
を使用して、ＴＢＦの補正値を計算することが更に有利であり得、式中、ＮＡは、光学機器の開口数を指す。
【０１１６】
上面頂点ＣＵＡの側方位置は、ＰＵＡのｘ、ｙ縦座標により与えられる。関心のある他の特徴の位置は、他の方法で、例えば、図１１においてＣＵＦ及びＣＬＦとして示される測定縁部位置の中心として定義することができる。これらの位置間の側方距離は、基準面として暗黙的に呼ばれ、幾つかの上面の平坦特徴に対応するｚ軸と平行する軸間のオフセットに対応する。例えば、特徴間側方距離ＸＹＦｅａｔｕｒｅは、
ＸＹＦｅａｔｕｒｅ＝ＣＵＦ−ＣＬＦ                                          （１４）
として計算することができる。
【０１１７】
同様に、上面頂点−特徴側方距離ＸＹＵＡＦは、
ＸＹＵＡＦ＝ＣＵＡ−ＣＵＦ                                              （１５）
として計算することができる。
【０１１８】
幾つかの場合、ＸＹＦｅａｔｕｒｅは、例えば、金型半体（mold halves）の側方位置合わせの手段として、レンズの製造におけるプロセス制御に十分である。同様に、相対頂点高さＨＵＡと共にＸＹＵＡＦは、例えば、これらが上面金型半体から予期される寸法からずれる場合、レンズ形成に伴う問題を識別するのに十分であり得る。
【０１１９】
図１１に示されるＣＵＡとＣＬＡとの間の側方距離に対応する、図９に示される頂点厚さＴＡｐｅｘ又は頂点間側方距離ＸＹＡｐｅｘ等の上面頂点と下面頂点との間の寸法特性を明示的に測定することが望ましいことがある。幾つかの実施形態では、図１３を参照すると、これは、レンズ９００の上面が光学機器２０１に面した状態で行われる測定に対して方位角向きを追跡しながら、下面９１１、９１７、及び９２２が光学機器２０１に面するように向けられたレンズ９００をさらに測定することにより、達成することができる。最初の測定について説明した方法と同様の方法を使用して、この２番目の測定は、ＨＬＡ、ＰＬＡ、及びＣＬＡとＣＬＦとの間の側方距離に対応する下面頂点から特徴までの側方距離ＸＹＬＡＦを提供する。
【０１２０】
ＸＹＬＡＦ＝ＣＬＡ−ＣＬＦ                                              （１６）
なお、ＨＬＡは、図１３に示される特定の幾何学的形状では負である。
【０１２１】
幾つかの場合、第２の測定は、ＸＹＦｅａｔｕｒｅの独立した測定を提供することができる。
幾つかの実施形態では、最初は片面が機器に面した状態でレンズを測定し、次に他面が機器に面した状態でレンズを測定することからの計測情報は、図１４に示されるフローチャート１４００に従って組合わされて、頂点総厚及び所望の側方距離の測定を生成する。この実施態様では、ステップの順序は以下である。まず、レンズ９００が、上面が計測機器２０１に面した状態で位置決めされる（ステップ１４０５）。この構成である間、計測機器２０１が、少なくとも上面の頂点の領域における高さプロファイルを測定し、この上面頂点の位置を計算する（ステップ１４１０）。レンズ９００が同じ位置にある状態で、機器２０１は、縁部９１４ｏ等の関心のある上面特徴の高さプロファイル及び強度プロファイルを測定する（ステップ１４１５）。次に、ステップ１４２０において、システムは、（例えば、式（１５）を使用して）上面頂点高さＨＵＡ及び上面頂点から特徴までの側方距離（upper surface apex-to-feature lateral distance）ＸＹＵＡＦを計算する。
【０１２２】
下面特徴を測定するために、計測機器２０１及びレンズ９００は、縁部９１５ｏ等の関心のある下面特徴が最良結像位置にあるように互いに対して移動する（ステップ１４２５）。この位置は、Ｔｆｅａｔｕｒｅ及びｎの公称値又は測定値を使用して特定し得る。この位置において、機器は、下面特徴の強度プロファイルを測定する（ステップ１４３０）。強度プロファイルからの情報を使用して、システムは特徴間側方オフセットＸＹＦｅａｔｕｒｅを計算する（ステップ１４３５において）。
【０１２３】
次に、レンズ９００は裏返され、下面が機器２０１に面した状態で位置決めされる（ステップ１４４０）。この位置で、下面頂点９２４の領域において高さプロファイルが測定され、下面頂点位置ＰＬＡが計算される（ステップ１４４５）。次に、システムは、ステップ１４５０において、下面にある１つ又は複数の特徴（例えば、縁部９１５）の高さプロファイル及び強度プロファイルを測定する。この測定値を用いて、システムは、下面頂点高さＨＬＡ及び下面頂点から特徴までの側方距離ＸＹＬＡＦを計算する（ステップ１４５５）。
【０１２４】
ステップ１４６０において、頂点厚さＴＡｐｅｘは、
ＴＡｐｅｘ＝ＨＵＡ＋Ｔｆｅａｔｕｒｅ＋ＨＬＡ                                  （１７）
として計算することができる。
【０１２５】
最後に、ステップ１４６５において、頂点間側方距離ＸＹＡｐｅｘは、ＣＵＡとＣＬＡとの間の側方距離に対応し、以下に従って計算することができ、式中、上付き文字は、パラメータが上面測定から得られたか、それとも下面測定から得られたかを示す。
【０１２６】
ＸＹＡｐｅｘ＝ＸＹＵＡＦｕｐｐｅｒ＋（ＸＹＦｅａｔｕｒｅ）ｕｐｐｅｒ−ＸＹＬＡＦｌｏｗｅｒ  （１８）
下面測定が、特徴間側方距離ＸＹＦｅａｔｕｒｅの独立した測定を提供する場合、以下の式を任意選択的に使用して、統計学的変動を潜在的に低減することができる。
【０１２７】
ＸＹＦｅａｔｕｒｅ＝０．５［ＸＹＦｅａｔｕｒｅｕｐｐｅｒ＋ＸＹＦｅａｔｕｒｅｌｏｗｅｒ］    （１９）
ＸＹＡｐｅｘ＝ＸＹＵＡＦｕｐｐｅｒ＋ＸＹＦｅａｔｕｒｅ−ＸＹＬＡＦｌｏｗｅｒ            （２０）
幾つかの実施形態では、図４Ａ〜図４Ｃに関して上述したように、装置は、名目上平坦な反射面を含み、サンプルを通って伝搬した光を反射し、再びサンプルを通して計測機器に向かって伝搬するようにサンプル下に配置される部分特徴を含み得る。そのような実施態様は、光学機器２０１を使用して取得される強度画像のコントラストを改善し得る。
【０１２８】
特定の実施形態では、関心のある特徴を含むエリアでのｘ、ｙ空間的変動に関する情報を利用して、寸法特徴をより正確に特定し得る。例えば、この情報は、屈折率ｎ（ｘ，ｙ）、厚さＴ（ｘ，ｙ）、及び表面トポグラフィＳＵＡ（ｘ，ｙ）のマップを含むことができる。
【０１２９】
図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、テスト中のレンズの平面エリアは、平行であるように見えるが、実際には、この理想からのずれがあり得る。例えば、関心のある上面特徴及び下面特徴を通しての最良適合平面は、平行から逸脱し得る。これは、例えば、部分傾斜が上面及び下面のそれぞれの非平行特徴に対して調整される場合、第２の測定（下面が機器に面する）に対する第１の測定（上面が機器に面する）の非平行部分傾斜を生み出し得る。これらの相対的な部分傾斜は、くさび角度（wedge angle）Ｗを形成し、くさび角度Ｗは、厚さマップＴ（ｘ，ｙ）から導出し、寸法特徴の計算に組み込むことができる。例えば、頂点厚さＴＡｐｅｘは、
ＴＡｐｅｘ＝ｆＡｐｅｘＺ（ＨＵＡ，Ｔｆｅａｔｕｒｅ，ＨＬＡ，Ｗ）                    （２１）
として表すことができる。
【０１３０】
側方距離ＸＹＦｅａｔｕｒｅ及びＸＹＡｐｅｘは、
ＸＹＦｅａｔｕｒｅ＝ｆＦｅａｔｕｒｅＸＹ（ＣＵＦ，ＣＬＦ，Ｗ）                    （２２）
ＸＹＡｐｅｘ＝ｆＡｐｅｘＸＹ（ＸＹＵＡＦ，ＸＹＦｅａｔｕｒｅ，ＸＹＬＡＦ，Ｗ）        （２３）
として表すことができる。
【０１３１】
図９は、面積表面トポグラフィ機器の光軸に垂直であるように見える上面界面を通して測定された下面縁部を示すが、ここでも実際には、この理想からのずれがあり得る。さらに、このずれは、（ｘ，ｙ）依存性を有することができ、例えば、表面トポグラフィマップＳＵＡ（ｘ，ｙ）内の局所傾斜の変動として現れる。図１５Ａは、垂直からαｔｉｌｔだけ傾斜した表面に最初に直面した光線により測定される屈折率ｎを有する材料の厚さＴを通して測定される特定の側方位置での関心のある位置を示す。
【０１３２】
屈折影響に起因して、
ΔＬ＝Ｔｓｉｎ（αｒｅｆｒ）                                          （２４）
により大まかに与えられる関心のある位置の見掛け側方位置と実際の側方位置との間の側方シフトΔＦがあり、ここで、ｓｉｎ（αｒｅｆｒ）及びｓｉｎ（αｔｉｌｔ）は、スネルの法則を介して関連する。
【０１３３】
ｓｉｎ（αｒｅｆｒ）＝ｓｉｎ（αｔｉｌｔ）／ｎ                            （２５）
したがって、ΔＬは、
ΔＬ＝Ｔｓｉｎ（αｔｉｌｔ）／ｎ                                      （２６）
により与えられる。
【０１３４】
図１５Ａにおいて、厚さＴは、サンプルが同じ向きの状態で特定の厚さ測定方法で予期されるように、光線の方向に沿って測定されるものとして示される。幾つかの実施形態では、Ｔは、光軸に沿った厚さに対応し得る。概して、直面するようにαｔｉｌｔの値が小さい場合、この潜在的な差のΔＬに対する影響は極わずかである。
【０１３５】
局所傾斜αｔｉｌｔは、ＸＹ平面において幾らかの方位角向きθｔｉｌｔを有する。図１５Ｂに示されるように、側方シフトΔＬは同じ方位角向きを有する。次に、関心のある位置の見掛け位置のｘ及びｙ座標への補正はそれぞれ、
Δｘ＝ΔＬ・ｃｏｓ（θｔｉｌｔ）                                      （２７）
Δｙ＝ΔＬ・ｓｉｎ（θｔｉｌｔ）                                      （２８）
である。
【０１３６】
一般に、屈折率ｎ、厚さＴ、傾斜αｔｉｌｔ、及び方位角向きθｔｉｌｔは、側方位置（ｘ，ｙ）に依存するため、ΔＬも一般に（ｘ，ｙ）の関数である。屈折補正を各測定縁部点に対して適用することができ、それに続き、補正縁部点の集まりを所望に応じて分析して、関心のある特徴の補正位置を生成し得る。
【０１３７】
図１６を参照して、レンズの傾斜角を説明する例示的な実施態様をフローチャート１６００で示す。ここで、レンズはまず、上面が計測機器に面する状態で位置決めされ（ステップ１６０５）、機器を使用して、上面頂点領域の高さプロファイルを測定し、この測定から、上面頂点位置ＰＵＡを計算する（ステップ１６１０）。次に、システムは、上面９１５又は上面の縁部等の関心のある上面特徴の高さプロファイル及び強度プロファイルを測定する（ステップ１６１５）。この測定から、システムは上面特徴中心ＣＵＦを計算する。次に、ステップ１６２０において、システムは、上面頂点高さＨＵＡ及び上面頂点から特徴までの側方距離ＸＹＵＡＦを計算する。次の測定では、Ｔｆｅａｔｕｒｅ及びｎの公称値又は測定値を使用して、システムは、関心のある下面特徴（例えば、平面又は縁部）が最良結像位置にあるように、レンズを光学機器に相対して移動させる（ステップ１６２５）。この位置において、システムは、下面特徴の強度プロファイルを測定し、下面上の見掛け縁部位置を測定する（ステップ１６３０）。これらの測定値は、屈折率ｎ、傾斜αｔｉｌｔ、及び厚さＴの局所値を使用して、各縁部位置で側方シフトΔＬについてシステムにより補正される（ステップ１６３５）。補正された縁部位置を使用して、システムは、下面特徴の中心位置ＣＬＦを計算する（ステップ１６４０）。上面特徴及び下面特徴の位置（ＣＵＦ及びＣＬＦ）並びにくさび角度Ｗを有して、システムは、特徴間側方オフセットＸＹＦｅａｔｕｒｅを計算する（ステップ１６４５）。ここで、くさび角度は、レンズの厚さマップの傾斜に対応する。
【０１３８】
次に、ステップ１６５０において、レンズは、下面が光学機器に面するように裏返され（ステップ１６５０）、下面頂点領域の高さプロファイルが取得される（ステップ１６５５）。システムは、この高さプロファイルから下面頂点位置ＰＬＡを計算する。次に、システムは、関心のある下面特徴の高さプロファイル及び強度プロファイルを測定する（ステップ１６６０）。次に、下面頂点高さＨＬＡ及び下面頂点から特徴までの側方距離ＸＹＬＡＦが、ステップ１６５５及び１６６０から取得される情報から計算される（ステップ１６６５）。ＨＵＡ及びＴｆｅａｔｕｒｅの値と共にＨＬＡのこの値を使用して、システムは頂点厚さＴＡｐｅｘを計算する（ステップ１６７０）。ＸＹＵＡＦ、ＸＹＬＡＦ、ＸＹＦｅａｔｕｒｅ、及びＷを使用して、システムは、頂点間側方オフセットＸＹＡｐｅｘの値も計算する（ステップ１６７５）。
【０１３９】
幾つかの実施形態では、サンプルは、光学機器に対して２つ以上の方位角向きで測定される。異なる方位角向きでレンズの寸法特性の独立した測定を得ることにより、システムは、これらの独立した測定値を結合して、最終的に報告される寸法特性の系統的誤差を低減することができる。
【０１４０】
系統的誤差の原因例としては、光軸と走査軸との位置合わせずれ、照明の側方又は軸方向位置合わせずれ、及びサンプル傾斜でのバイアスが挙げられる。
幾つかの場合、系統的誤差は、サンプルの向きから独立した成分を有する。例えば、２つの特定の特徴間の報告された側方距離は、機器座標のいくらかのオフセット（Δｘｂｉａｓ、Δｙｂｉａｓ）によりバイアスされ得る。このバイアスは、測定中の特定のサンプル特徴に依存し得る。そのような場合、測定される側方距離での系統的誤差は、サンプルが機器に対する方位角向きθ０にある状態での測定と、サンプルが機器に対して方位角向きθ１８０にある状態での測定とを結合することにより低減することができ、ここで、θ１８０は、θ０に対して１８０°オフセットされるべきである。図１７Ａ及び図１７Ｂに示されるように、これは、サンプル座標（ｘｓａｍｐｌｅ，ｙｓａｍｐｌｅ）と機器座標（ｘｉｎｓｔｒ，ｙｉｎｓｔｒ）との間の１８０°の相対方位角回転に対応する。この相対方位角向きは、サンプル固定を介して、又はそれ自体の部品上の別個の特徴に位置合わせすることにより達成することができる。例えば、サンプル支持体は、所望量だけ光学機器の光軸の回りを手動又は自動的に回転することができる回転ステージ及び目盛りを含み得る。
【０１４１】
図１８を参照して、サンプル回転を利用する例示的な方法をフローチャート１８００で示す。このプロセスは、レンズが機器に対して以下の４つの別個の向きにある状態で実行される測定シーケンスを結合する。
【０１４２】
・上面が方位角向きθ０において機器に面する。
・上面が方位角向きθ１８０において機器に面する。
・下面が方位角向きθ０において機器に面する。
【０１４３】
・下面が方位角向きθ１８０において機器に面する。
特定のステップは以下である。まず、レンズは、上面が光学機器を向き、方位角向きθ０である状態で位置決めされる（ステップ１８０５）。この向きにおいて、システムは、一連の高さプロファイル測定及び強度プロファイル測定を実行し、
【０１４４】
【数６】
0006542355.tif 000007
の値を計算する（ステップ１８１０）。
【０１４５】
次の測定シーケンスでは、レンズは、上面が光学機器に面し、方位角向きθ１８０である状態で位置決めされる（ステップ１８１５）。この向きにおいて、システムは、一連の高さプロファイル測定及び強度プロファイル測定を実行し、
【０１４６】
【数７】
0006542355.tif 000008
の値を計算する（ステップ１８２０）。
【０１４７】
続く測定シーケンスでは、レンズは、下面が光学機器に面し、方位角向きθ０である状態で位置決めされる（ステップ１８２５）。この向きにおいて、システムは、一連の高さプロファイル測定及び強度プロファイル測定を実行し、
【０１４８】
【数８】
0006542355.tif 000009
の値を計算する（ステップ１８３０）。
【０１４９】
最後の測定シーケンスでは、レンズは、下面が光学機器に面し、方位角向きθ１８０である状態で位置決めされる（ステップ１８３５）。この向きにおいて、システムは、一連の高さプロファイル測定及び強度プロファイル測定を実行し、
【０１５０】
【数９】
0006542355.tif 000010
の値を計算する（ステップ１８４０）。測定がこれらの相対位置で行われる順序は重要ではなく、何が最も好都合かにより左右され得る。
【０１５１】
次に、計算された値を使用して、各向きでの成分頂点間側方距離
【０１５２】
【数１０】
0006542355.tif 000011
を計算する（ステップ１８４５）。最後に、これらの成分値を使用して、システムは、頂点間側方距離
【０１５３】
【数１１】
0006542355.tif 000012
を計算し（ステップ１８５０）、最終的な頂点から特徴までの側方距離
【０１５４】
【数１２】
0006542355.tif 000013
を計算する（ステップ１８５５）。
【０１５５】
最終的に報告される側方距離ＸＹｆｉｎａｌが、θ０及びθ１８０においてそれぞれ測定される対応する側方距離ＸＹ０及びＸＹ１８０を結合することにより計算される。
ＸＹｆｉｎａｌ＝ｆＣｏｍｂｉｎｅ（ＸＹ０，ＸＹ１８０）                          （２９）
上記式は、特徴間側方距離ＸＹＦｅａｔｕｒｅ、頂点から特徴までの側方距離ＸＹＵＡＦ及びＸＹＬＡＦ、並びに頂点間側方距離ＸＹＡｐｅｘ等の上述した側方距離を含め、関心のある側方距離に適用することができる。側方距離の成分測定が全て、サンプルの基準系内にある場合、すなわち、サンプル座標（ｘｓａｍｐｌｅ，ｙｓａｍｐｌｅ）に相対する場合、幾つかの場合、結合関数は、成分測定の算術平均くらい単純であり得る。代替又は追加として、幾つかの演算は、器具基準系結果をサンプル基準系に単一ステップでマッピングし得る。可能な他の演算は、前に特定される残留器具バイアスを考慮することができる。
【０１５６】
上述したように、別の潜在的な測定誤差原因は、サンプルの材料複屈折である。幾つかの場合、測定誤差は、例えば、偏光器及び／又は位相差板を使用して、様々な偏光状態で機器を用いて得られる測定を結合することにより、低減することができる。これは、機器に対するサンプルの相対方位角向きの変更と更に組み合わせることができる。
【０１５７】
上述した装置及び方法では、特に、湾曲したアクティブ表面エリア並びにサンプルの寸法特性及び光学特性を特定するための代理として機能する平坦平行エリアを含むレンズを含め、製造過程の透明なサンプルを評価することができる。透明サンプルは、例えば、デジタルカメラのマルチレンズ・レンズ組立体の部分である成形レンズ等のレンズを含む。そのようなレンズ組立体は、例の中でも特にセル電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ等のモバイルデバイスのカメラに広く使用されている。
【０１５８】
幾つかの実施形態では、上記方法は、レンズの金型の測定に適用し得る。例えば、図１９を参照すると、テスト中のサンプルは、レンズ金型１９００の半体であり得る。この金型は、金型を使用して形成されるレンズのアクティブエリアに対応する曲面１９２１を含む。曲面１９２１は頂点１９２３を有する。金型は、第１の内側平面１９１６及び第２の外側平面１９１２で構成される平坦部も含む。平面は段差１９１４により隔てられる。段差１９１４の外縁部１９１４ｏは、金型１９００を特徴付ける測定において関心のある特徴として使用し得る。外側平面１９１２及び頂点１９２３は、機器２０１のｚ軸に沿って測定される高さＨＡだけオフセットされる。金型１９００は、例えば、表面１９２１（光ＳＡを介して）及び外側平面１９１２（ＳＦ）から高さプロフィル及び強度プロファイルを取得することにより特徴付け得る。例えば、頂点位置及び関心のある特徴の縁部に対する頂点の側方オフセットについての情報は、レンズ９００について上述したように特定し得る。
【０１５９】
図２０Ａ及び図２０Ｂのフローチャートは、説明した技法の可能な用途を示す。図１９のフローチャート２０００は、上述したような厚さ及び複屈折の測定（ステップ２０１０）を使用するレンズ特徴付け技法を示す。ステップ２０２０において、これらの測定に基づいて、システムは、厚さ、平行性、平均屈折率、屈折率勾配、及び複屈折の値を報告する。これらの値は次に、これらのパラメータの所定の仕様と比較される（ステップ２０３０）。
【０１６０】
仕様外のレンズの場合、レンズは拒絶され（ステップ２０４０）、システムは、対応する金型部位をプロセス制御ターゲット外のものとして報告する（ステップ２０５０）。仕様を満たすレンズの場合、レンズは厚さビン（thickness bin）にソートされ（ステップ２０６０）、対応する金型部位は、プロセス制御ターゲット内であるものとして報告される（ステップ２０７０）。
【０１６１】
図２０Ｂのフローチャート２００１は、頂点から特徴までの高さ、頂点厚さ、頂点間側方距離、及び特徴間側方距離の測定を使用するレンズ特徴付け技法を示す。ここでは、最初のステップ２０１１において、レンズの様々な特徴の位置が、上述したように測定される高さデータ及び強度データから導出される。ステップ２０２１において、これらの測定値に基づいて、システムは、頂点から特徴までの高さ、頂点厚さ、頂点間側方距離、及び特徴間側方距離の値を報告する。これらの値は次に、これらのパラメータの所定の仕様と比較される（ステップ２０３１）。
【０１６２】
仕様外のレンズの場合、レンズは拒絶され（ステップ２０４１）、システムは、対応する金型部位をプロセス制御ターゲット外のものとして報告する（ステップ２０５１）。仕様を満たすレンズの場合、レンズは厚さビンにソートされ（ステップ２０６１）、対応する金型部位は、プロセス制御ターゲット内であるものとして報告される（ステップ２０７１）。
【０１６３】
測定技法は、レンズの製作に使用される成形プロセスの特徴付けに使用することもできる。成形プロセスを特徴付ける実施態様は、図２１Ａ及び図２１Ｂのフローチャートに示される。
【０１６４】
図２１Ａのフローチャート２１００に示されるプロセスでは、最初のステップ２１１０は、レンズの非アクティブ部の厚さ及び複屈折を測定することである。これらの測定に基づいて、システムは、レンズの厚さ、平行性、平均屈折率、屈折率勾配、及び複屈折を分析する（ステップ２１２０）。この分析に基づいて、金型の２つの半体の相対位置は、厚さ仕様及び平行性仕様を満たすように調整される（ステップ２１３０）。成形プロセスパラメータ（例えば、温度及び温度ランプ率、レンズ材料組成、射出圧）は、屈折率仕様を満たすように調整される（ステップ２１４０）。
【０１６５】
図２１Ｂのフローチャート２１０１に示されるプロセスでは、最初のステップ２１５０は、頂点及び特徴のレンズ表面の高さプロファイル及び側方位置を測定することである。これらの測定に基づいて、システムは、頂点から特徴までの高さ、頂点厚さ、頂点間側方距離、及び特徴間側方距離を特定し報告する（ステップ２１６０）。この分析に基づいて、金型の２つの半体の相対位置は、厚さ仕様及び側方センタリング仕様を満たすように調整される（ステップ２１３０）。成形プロセスパラメータ（例えば、温度及び温度ランプ率、レンズ材料組成）は、頂点から特徴までの仕様（apex-to-feature specification）を満たすように調整される（ステップ２１４０）。
【０１６６】
上記フローチャートは、頂点及び特徴測定よりも、複屈折及び厚さ測定について別個のプロセスを示すが、幾つかの実施形態では、これらの測定セットの両方を組み合わせて、例えば、レンズ特徴付け及び／又はレンズ成形を改善し得る。
【０１６７】
特定の実施態様について説明したが、他の実施態様も可能である。例えば、レンズ２００及びレンズ９００は両方ともメニスカスレンズであるが、より一般には、例えば、凸−凸レンズ、凹−凹レンズ、平凸レンズ、及び平凹レンズを含め、開示された技法を使用して他のタイプのレンズを特徴付け得る。レンズ表面は非球面であり得る。幾つかの実施形態では、レンズ表面は、表面の凹性が変化する変曲点を含み得る。そのような表面の例は、図１の表面１３２である。
【０１６８】
さらに、上で示されたものに加えて、様々な位置合わせ特徴を使用し得る。例えば、レンズ２００及び９００の平面は環状面であるが、他の幾何学的形状も可能である。表面の隆起部、窪み、又は単純に表面上の印等の別個の特徴が、上述した測定での特徴として使用可能である。
【０１６９】
本明細書は一般に、光学構成要素の計測を中心としているが、関連する用途分野は、射出成形レンズの製造に使用される金型の計測である。この場合、金型は、レンズにも見られる全ての特徴、すなわち、アクティブ光学表面及び１つ又は複数の位置、センタリング、及び位置合わせ基準を示す。レンズの片面について説明された計測ステップはこれで、容易に適用可能である。例えば、機器を使用して、機械的基準に対する光学表面の頂点のセンタリング及び高さを測定する。他の計測ステップは、外側基準と急勾配円錐形センタリング基準の角度との間の段差の特徴付けを含む。
【０１７０】
テスト中の部品が光学機器の視野よりも大きい場合等の特定の実施形態では、部品の異なる領域の測定を一緒にステッチングして（stitched）、部品全体の測定を提供し得る。測定をステッチングする例示的な技法は、Ｊ．ロス（J. Roth）及びＰ．デ・グルート（P. de Groot）著、「凸凹表面の高視野走査白色光干渉法（Wide-field scanning white light interferometry of rough surfaces）」、表面計測進歩に関するＡＳＰＥ春期会議議事録（Proc. ASPE Spring Topical Meeting on Advances in Surface Metrology）、ｐ．５７〜６０、１９９７年に開示されている。
【０１７１】
幾つかの実施態様では、追加の補正を適用して、測定精度を改善し得る。例えば、表面の反射特性に対する位相変化補正を適用し得る。例えば、Ｐ．デ・グルート（P. de Groot）、Ｊ．ベイゲン（J. Biegen）、Ｊ．クラーク（J. Clark）、Ｘ．コロンナ・デ・レガ（X. Colonna de Lega）、及びＤ．グリッグ（D. Grigg）著、「産業部品の幾何学的寸法測定の光学干渉法（Optical Interferometry for Measurement of the Geometric Dimensions of Industrial Parts）」、応用光学（Applied Optics）第４１巻（１９）、ｐ．３８５３〜３８６０、２００２年において参照。
【０１７２】
特定の実施態様では、部品は、２つ以上の視野角から、又は両側から測定し得る。例えば、Ｐ．デ・グルート（P. de Groot）、Ｊ．ベイゲン（J. Biegen）、Ｊ．クラーク（J. Clark）、Ｘ．コロンナ・デ・レガ（X. Colonna de Lega）、及びＤ．グリッグ（D. Grigg）著、「産業部品の幾何学的寸法測定の光学干渉法（Optical Interferometry for Measurement of the Geometric Dimensions of Industrial Parts）」、応用光学（Applied Optics）第４１巻（１９）、ｐ．３８５３〜３８６０、２００２年参照。
【０１７３】
測定の結果は、例えば、Ｐ．スコット（P. Scott）著、「接触スタイラス機器による非球面測定の近代進歩（Recent Developments in the Measurement of Aspheric Surfaces by Contact Stylus Instrumentation）」、４９２７、ｐ．１９９〜２０７、２００２年において開示される等の、例えば非球面形態のスタイラス測定を含め、他の測定値と結合し得る。
【０１７４】
様々なデータ処理方法が適用可能である。例えば、コヒーレンス走査干渉計を使用して複数の表面を測定するように構成された方法を使用し得る。例えば、Ｐ．デ・グルート（P. de Groot）及びＸ．コロンナ・デ・レガ（X. Colonna de Lega）著、「干渉顕微鏡法による透明膜のプロファイリング及び分析（Transparent film profiling and analysis by interference microscopy）」、ＳＰＩＥ議事録７０６４、７０６４０１−１、７０６４０１−６、２００８年参照。
【０１７５】
上述した測定及び分析に関連付けられた計算は、本明細書に記載される方法及び図に従い、標準のプログラミング技法を使用してコンピュータプログラムで実施することができる。プログラムコードを入力データに適用して、本明細書に記載の機能を実行し、出力情報を生成する。出力情報は、ディスプレイモニタ等の１つ又は複数の出力デバイスに適用し得る。各プログラムは、高水準手続き型又はオブジェクト指向プログラミング言語で実施されて、コンピュータシステムと通信し得る。しかし、プログラムは、所望であれば、アセンブリ言語又は機械語で実施することができる。いずれの場合でも、言語はコンパイル型又はインタプリタ型言語とすることができる。さらに、プログラムは、その目的に向けて予めプログラムされた専用集積回路で実行することができる。
【０１７６】
そのような各コンピュータプログラムは、好ましくは、汎用又は専用プログラマブルコンピュータにより読み取り可動な記憶媒体又は記憶装置（例えば、ＲＯＭ、光ディスク、又は磁気ディスク）に記憶され、記憶媒体又は記憶装置がコンピュータにより読み取られると、本明細書に記載の手順を実行するようにコンピュータを構成し動作させる。コンピュータプログラムは、プログラム実行中、キャッシュ又はメインメモリに存在することもできる。少なくとも部分的に、コンピュータプログラムが構成されたコンピュータ可読記憶媒体として、較正方法を実施することもでき、記憶媒体は、コンピュータに、特定の予め定義された様式でコンピュータを動作させ、本明細書に記載の機能を実行させるように構成される。
【０１７７】
他の実施形態も以下の特許請求の範囲内にある。
【図１】
0006542355.tif 000014
【図２Ａ】
0006542355.tif 000015
【図２Ｂ】
0006542355.tif 000016
【図３】
0006542355.tif 000017
【図４Ａ】
0006542355.tif 000018
【図４Ｂ−４Ｃ】
0006542355.tif 000019
【図５】
0006542355.tif 000020
【図６Ａ−６Ｂ】
0006542355.tif 000021
【図７】
0006542355.tif 000022
【図８】
0006542355.tif 000023
【図９】
0006542355.tif 000024
【図１０】
0006542355.tif 000025
【図１１】
0006542355.tif 000026
【図１２】
0006542355.tif 000027
【図１３】
0006542355.tif 000028
【図１４】
0006542355.tif 000029
【図１５Ａ】
0006542355.tif 000030
【図１５Ｂ】
0006542355.tif 000031
【図１６】
0006542355.tif 000032
【図１７Ａ】
0006542355.tif 000033
【図１７Ｂ】
0006542355.tif 000034
【図１８】
0006542355.tif 000035
【図１９】
0006542355.tif 000036
【図２０Ａ】
0006542355.tif 000037
【図２０Ｂ】
0006542355.tif 000038
【図２１Ａ】
0006542355.tif 000039
【図２１Ｂ】
0006542355.tif 000040