(57)【要約】【目的】  コリメータレンズ等の色収差を略相殺し得るような厚みを有する平行平面透光部材を、光路内の所定位置に挿置可能とすることで、出射光波長が設計時の基準波長から変化した場合にも、その波長の変化によってコリメータレンズ等において発生する色収差を簡易かつ低コストで略相殺する。【解決手段】  使用光の基準波長からの波長のずれ、およびコリメータレンズと基準レンズ部のＦ値の大きさに基づき、その系において発生する色収差の量を特定し、その特定された量を略相殺し得るような厚みの平行平面ガラス板を干渉計装置の光路中の所定位置に挿置する。具体的には、ＬＤからの出射光波長がλ＝６２５ｎｍであって、コリメータレンズおよび基準レンズ部のＦ値が０．７である場合には、平行平面ガラス板として厚み１７．４９ｍｍ（屈折率：１．５１）のものを用いることにより、波面収差量を略０とする。【選択図】          図４Ａ
2005257311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準波長とは値が異なる波長の光が出射され得る光源部および該光源部から出射された発散光を平行光に変換するコリメータレンズとを備え、該光源部からの出射光を用いて被検体の干渉波測定を行なう干渉計装置において、
該光源部と前記コリメータレンズとの間の発散光の光路中に、所定の平行平面透光部材を光軸に対して垂直に挿置可能となるように構成し、
該所定の平行平面透光部材は、前記光路中に挿置された場合に、前記出射光の波長の値に応じて発生する、前記コリメータレンズによる色収差を略相殺し得る厚みとされていることを特徴とする干渉計装置。
【請求項２】
前記厚みと当該波長の値との関係に基づき、使用される前記出射光の波長の値に応じて作成された前記平行平面透光部材を前記光路内に挿置したことを特徴とする請求項１記載の干渉計装置。
【請求項３】
前記厚みと当該波長の値との関係に基づいて作成された、前記厚みが異なる複数種の前記平行平面透光部材を備え、
使用される前記出射光の波長の値に応じて前記光路内に挿置される前記平行平面透光部材が選択可能とされていることを特徴とする請求項１記載の干渉計装置。
【請求項４】
前記被検体の被検面が球面形状を有するものであり、
前記所定の平行平面透光部材は、前記光路中に挿置された場合に、前記コリメータレンズの前記被検体側に配された基準レンズの所定の球面形状をなす基準面から前記出射光の各光線が垂直に出射されるような厚みとされていることを特徴とする請求項１記載の干渉計装置。
【請求項５】
前記厚みと、当該波長の値ならびに前記コリメータレンズおよび前記基準レンズに係る所定のレンズ構成との関係に基づき、使用される前記出射光の波長の値ならびに前記所定のレンズ構成に応じて作成された前記平行平面透光部材を前記光路内に挿置したことを特徴とする請求項４記載の干渉計装置。
【請求項６】
前記厚みと、当該波長の値ならびに前記コリメータレンズおよび前記基準レンズに係る所定のレンズ構成との関係に基づいて作成された、前記厚みが異なる複数種の前記平行平面透光部材を備え、
使用される前記出射光の波長の値および前記所定のレンズ構成に応じて前記光路内に挿置される該平行平面透光部材が選択可能とされていることを特徴とする請求項４記載の干渉計装置。
【請求項７】
前記複数種の平行平面透光部材は、該複数種の平行平面透光部材を択一的に前記所定の光路内に挿置せしめる可動部材上に載置されてなることを特徴とする請求項３または６記載の干渉計装置。
【請求項８】
前記平行平面透光部材が平行平面ガラス板であることを特徴とする請求項１から７のうちいずれか１項記載の干渉計装置。
【請求項９】
前記平行平面透光部材は、２つの楔形部材を互いの斜面が接するように組み合わせてなり、該２つの楔形部材を前記斜面に沿って相対的に摺動させることにより前記厚みとしたものであることを特徴とする請求項１、２、４、５のうちいずれか１項記載の干渉計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出射される光の波長が設計値からずれたものとなっている場合や、出射される光の波長を複数の波長間で切り替えるようにした半導体レーザ光源（ＬＤ）等を搭載した干渉計装置に関し、詳しくは、この干渉計装置の光路中に配されたコリメータレンズや、このコリメータレンズの他に球面レンズ等測定用の基準レンズを備えたレンズ系における色収差の発生を略相殺し得る干渉計装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザの普及に伴って、レーザ干渉計が産業分野を中心として日常的に使われている。レーザ干渉計の光源としては、単一波長で発振し、その波長が可視域波長でレーザごとの個体差が殆どなく、発振光の品質も良く安定性も良いＨｅ−Ｎｅレーザが広く使われている。Ｈｅ−Ｎｅレーザを用いた干渉計においては、光源の特性から波長は６３２．８ｎｍの単一波長で考えれば良く、構成する光学系に色収差を考慮する必要がないため、レンズ枚数も最少で済むというメリットがある。
【０００３】
しかし、近年、半導体レーザを用いた機器が情報産業を中心に普及するにしたがい、そこに使用する光学部材等を機器で使用している光の波長で干渉計測したいという要求が強くなっている。また、干渉計装置の低価格化、小型化あるいは操作の簡易化の要求も強くなり、半導体レーザ光源（以下ＬＤと称する）を搭載した干渉計装置も多く知られるようになってきている。
【０００４】
このようなＬＤ干渉計装置においても、ＬＤから出射される光の基準波長にあわせてコリメータレンズからの出射光が確実に平行光となるようにして基準波長における各種収差が発生しないようにした光学設計がなされている。
【０００５】
また、被検体がレンズ面であるような場合には、一般に、コリメータレンズと被検体との間に、球面形状の基準面を有するいわゆる基準レンズが配されることになるが、このような場合には、この基準レンズについても基準波長における各種収差が発生しないようにした光学設計がなされることとなる（以下、この基準レンズを含めてコリメータレンズ等と称することがある）。
【０００６】
その一方、ＬＤは個体差が大きく、光源を取り替えるとそれに応じて出射光波長が基準波長から変化してしまい、そのままの状態で干渉計装置を使用するとコリメータレンズ等において発生した色収差により、波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変わり、垂直（基準波長に対する設計値角度）に入射しなくなってしまう。
【０００７】
また、近年、単一のＬＤを用い、その注入電流を変化させることにより、波長を切り替えるようにした干渉計装置が知られている。このような干渉計装置においても、波長の変化にかかわらず光学系配置をそのままの状態として使用するとコリメータレンズ等において発生した色収差により、波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変わり、垂直（基準波長に対する設計値角度）に入射しなくなってしまう。
このように基準面に光線が垂直に入射しなくなると、正確な干渉縞情報が得られなくなるため、この色収差の影響を除去する何らかの手立てを講じることが望まれる。
【０００８】
近年、干渉計装置としては、低価格化、小型化あるいは操作の簡易化等の要求に応じて、半導体レーザ光源（以下ＬＤと称する）を搭載したものが多く知られている。このような干渉計装置においても、ＬＤから出射される光の基準波長にあわせてコリメータレンズからの出射光が確実に平行光となるようにして、各種収差が発生しないようにした光学設計がなされている。
【０００９】
また、被検体がレンズ面であるような場合には、一般に、コリメータレンズと被検体との間に、球面形状の基準面を有するいわゆる基準レンズが配されることになるが、このような場合には、この基準レンズについても各種収差が発生しないようにした光学設計がなされることとなる（以下、この基準レンズを含めてコリメータレンズ等と称することがある）。
【００１０】
その一方、ＬＤは個体差が大きく、光源を取り替えるとそれに応じて出射光波長が基準波長から変化してしまい、そのままの状態で干渉計装置を使用するとコリメータレンズ等において発生した色収差により、波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変化してしまう。
【００１１】
また、近年、単一のＬＤを用い、その注入電流を変化させることにより、波長を切り替えるようにした干渉計装置が知られている。このような干渉計装置においても、波長の変化にかかわらず光学系配置をそのままの状態として使用するとコリメータレンズ等において発生した色収差により、波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変化してしまう。
このように基準面に対する光線の入射角度が変化すると、光線がこの基準面に対して垂直（基準波長に対する設計値角度）に入射しなくなってしまい、正確な干渉縞情報が得られなくなるため、この色収差を相殺する何らかの手立てを講じることが望まれる。
【００１２】
上記コリメータレンズ等によって発生する色収差を相殺するには、このコリメータレンズ等をアクロマートあるいはアポクロマート等として知られている色消しレンズとする手法が有効である（例えば、下記非特許文献１を参照）。このような色消しレンズを用いて色収差を相殺するようにした手法は、種々の干渉計装置において利用されており、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【００１３】
【非特許文献１】光学の原理Ｉ（マックス・ボルン、エミル・ウォルフ共著、東海大学出版会、1974年10月25日発行）：第239−243頁
【特許文献１】特開2003−287409号公報：特に段落００３０、段落００５８等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述したような干渉計装置に用いられるコリメータレンズや基準レンズは、一般に大径のものとなってしまうことから、多数枚のレンズを用いて色消しとすることは、光学系に要するコストが上昇し、干渉計装置の製造コストが高価なものとなってしまう。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、光源からの出射光の波長が設計時の基準波長からずれた状態となった場合にも、その波長の変化によってコリメータレンズ等において発生する色収差を低コストで略相殺し得る干渉計装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る第１の干渉計装置は、基準波長とは値が異なる波長の光が出射され得る光源部および該光源部から出射された発散光を平行光に変換するコリメータレンズとを備え、該光源部からの出射光を用いて被検体の干渉波測定を行なう干渉計装置において、
該光源部と前記コリメータレンズとの間の発散光の光路中に、所定の平行平面透光部材を光軸に対して垂直に挿置可能となるように構成し、
該所定の平行平面透光部材は、前記光路中に挿置された場合に、前記出射光の波長の値に応じて発生する、前記コリメータレンズによる色収差を略相殺し得る厚みとされていることを特徴とするものである。
【００１７】
この干渉計装置において、前記厚みと、当該波長の値との関係に基づき、使用される前記出射光の波長の値に応じて作成された前記平行平面透光部材を前記光路内に挿置することが可能である。
【００１８】
また、この干渉計装置において、前記厚みと、当該波長の値との関係に基づいて作成された、前記厚みが異なる複数種の前記平行平面透光部材を備え、
使用される前記出射光の波長の値に応じて前記光路内に挿置される前記平行平面透光部材が選択可能とするようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明に係る第２の干渉計装置は、上記第１の干渉計装置において、前記被検体の被検面が球面形状を有するものであり、
前記所定の平行平面透光部材は、前記光路中に挿置された場合に、前記コリメータレンズの前記被検体側に配された基準レンズの所定の球面形状をなす基準面から前記出射光の各光線が垂直に出射されるような厚みとされていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、この第２の干渉計装置において、前記厚みと、当該波長の値ならびに前記コリメータレンズおよび前記基準レンズに係る所定のレンズ構成との関係に基づき、使用される前記出射光の波長の値および前記所定のレンズ構成に応じて作成された前記平行平面透光部材を前記光路内に挿置することが可能である。
【００２１】
また、この第２の干渉計装置において、前記厚みと、当該波長の値ならびに前記コリメータレンズおよび前記基準レンズに係る所定のレンズ構成との関係に基づいて作成された、前記厚みが異なる複数種の前記平行平面透光部材を備え、
使用される前記出射光の波長の値および前記所定のレンズ構成に応じて前記光路内に挿置される該平行平面透光部材が選択可能とするようにしてもよい。
【００２２】
また、上述した干渉計装置において、前記複数種の平行平面透光部材は、該複数種の平行平面透光部材を択一的に前記所定の光路内に挿置せしめる可動部材上に載置するように構成することが可能である。
【００２３】
さらに、上述した干渉計装置において、前記平行平面透光部材を平行平面ガラス板とすることが好ましい。
【００２４】
また、前記平行平面透光部材は、２つの楔形部材を互いの斜面が接するように組み合わせてなり、該２つの楔形部材を前記斜面に沿って相対的に摺動させることにより前記厚みとすることが可能である。
【００２５】
ここで、前記「所定のレンズ構成」とは、レンズの特性を規定するための種々の要素のうちの少なくとも１つを意味し、例えば、レンズのＦ値、レンズ枚数、レンズ面の曲率半径、レンズの材質、レンズの有効径等の要素のうち少なくとも１つをいうものとする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る第１の干渉計装置によれば、コリメータレンズの色収差を略相殺し得るような厚みを有する平行平面透光部材を、所定の光路中に挿置可能となるように構成しているので、光源からの出射光の波長が設計時の基準波長から変化した状態となった場合にも、その波長の変化によってコリメータレンズにおいて発生する色収差、ひいては波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変わり基準面に光線が垂直に入射しなくなることを低コストで略相殺することができる。
【００２７】
また、本発明に係る第２の干渉計装置によれば、被検体が球面形状を有するものとされている場合に、コリメータレンズの被検体側に配された基準レンズの被検体側出射面から光線が垂直に出射されるような厚みを有する所定の平行平面透光部材を、所定の光路中に挿置可能となるように構成しているので、光源からの出射光の波長が設計波長である基準波長から変化し、色収差を生じるような状態となった場合にも、その波長の変化によってコリメータレンズおよび基準レンズにおいて発生する色収差、ひいては波長の変化に応じて基準面に対する光線の入射角度が変わり基準面に光線が垂直に入射しなくなることを低コストで略相殺することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態の干渉計装置は、ＬＤ(半導体レーザ光源)を搭載し、このＬＤからの出射光を用い、特にレンズ等の球面形状表面を有する被検体の干渉縞情報を観察するようにしたものである。
【００２９】
図１は本実施形態に係る干渉計装置の構成を示す概略図である。この干渉計装置は、ＬＤ１１から出射されて平行平面ガラス板１２を通過した発散光としてのレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ１５と、コリメータレンズ１５からのレーザ光を基準面（基準レンズ面：以下単に基準面と称する）２２ａから垂直に出射するとともに、一部の光をこの基準面２２ａにおいて反射せしめる基準レンズ部１６とを備えている。さらに、基準レンズ部１６の基準面２２ａから出射され、被検体１７の被検面１７ａにおいて反射され、再び基準レンズ部１６に入射して、該基準面２２ａにおいて反射された前記一部の光と干渉を生じ、コリメータレンズ１５を経由して戻ってきた光の一部を側方へ反射せしめるビームスプリッタ１４と、撮像レンズ１８と、ＣＣＤ撮像部１９とを備えてなる。
【００３０】
上記基準レンズ部１６は、正の屈折力を有する第１レンズ群２１と最終面（被検体１７に対向した面）に基準面を持つ第２レンズ群２２を鏡胴内に一体に収容してなり、コリメータレンズ１５からの平行光が第１レンズ群２１によって収束され、第２レンズ群２２の最終面（本実施形態では凹状の球面）である基準面２２ａから、垂直に出射されるように構成されている。
【００３１】
このように構成されたことにより、球面形状とされた基準面２２ａから垂直に出射された光線が、この球面の中心Ｏを通過し、この基準面２２ａとは略同心面とされた被検面１７ａに対して略垂直に入射し、この被検面１７ａからの反射光が入射光路を逆進するようにして上記基準面２２ａに垂直に入射されて、この基準面２２ａにおいて反射した参照光との間で干渉を生じさせる。
【００３２】
すなわち、このように、基準面２２ａと被検面１７ａとの関係が互いに略同心面とされ、かつＬＤ１１からの光線が基準面２２ａから垂直に出射されるように設定されることにより、コリメータレンズ１５や基準レンズ部１６で色収差が発生することはなく、基準面２２ａに対する被検面１７ａの形状を正確に干渉測定することができる。
【００３３】
ところで、上記ＬＤ１１の交換が必要になった場合等には、このＬＤ１１の個体差による出射光の波長バラツキによって、ＬＤ１１からの出射光波長が元の状態とは異なったものとなってしまう。元の状態が諸収差のない理想的な設計状態であったとしても、このように出射光の波長が元の状態から変化することによって、コリメータレンズ１５や基準レンズ部１６で色収差が発生する状態となってしまう。すなわち、波長の変化に応じて、ＬＤ１１からの光線が基準面２２ａに垂直とは異なる角度で入射され、その結果として、基準面２２ａにおいて反射される参照光は入射光路を逆進することなく、入射光路に対して波長変化に応じた角度をもって戻ることになる。このために、基準面２２ａに対する被検面１７ａの位置関係をいくら調整しても、基準面２２ａにおいて反射された参照光と被検面１７ａからの反射戻り光とが同一の入射光路を逆進することはなく、正確な干渉測定は行なえなくなってしまう。
【００３４】
コリメータレンズ１５や基準レンズ部１６を色消しとすれば、色収差が抑制された干渉計装置とすることができるが、これでは機器のコストが上昇してしまう。
そこで、本実施形態の干渉計装置においては、図１に示すように、ＬＤ１１とビームスプリッタ１４との間の発散光の光路中に基準波長（設計波長）での使用時にも、厚さ１０ｍｍの平行平面ガラス板１２を挿脱可能に挿置して、この状態でコリメータレンズ１５や基準レンズ部１６での諸収差が最小となるように設計されている。このことは、ＬＤ１１を交換した際に、ＬＤ１１からの出射波長が基準波長（設計波長）に対して短波長側にずれることもあれば長波長側にずれることもあることに対する対応を容易とするためである。
【００３５】
ＬＤ１１の交換が必要になった場合等には、使用する平行平面ガラス板１２の厚みを、ＬＤ１１からの出射光の波長、ならびにコリメータレンズ１５および基準レンズ部１６に係るＦ値との関係に応じて特定された厚みのものに交換することにより、ＬＤ１１の交換に起因する上記色収差が略相殺され、ＬＤ１１からの光線を基準面２２ａから垂直に出射させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、光学系の設計波長をＬＤ１１の基準波長としているが、設計波長をＬＤ１１の基準波長とはせずに、ＬＤを交換したときの個体差による出力波長のバラツキの長波長側限界波長として最適な平行平面ガラス板１２の厚みを求めることも可能である。
【００３７】
なお、コリメータレンズ１５および基準レンズ部１６に係るＦ値については、本実施例ではコリメータレンズ１５の有効径と基準レンズ部１６の有効径が等しいために基準レンズ部１６のＦ値と同じである（よって、これ以降は基準レンズ部１６のＦ値とのみ記述する）が、コリメータレンズ１５の有効径が基準レンズ部１６の有効径より小さい場合は、基準レンズ部１６の有効径のうちコリメータレンズ１５の有効径に相当した径におけるＦ値となる。
【００３８】
また、上記平行平面ガラス板１２の表裏各面には光反射防止用のＡＲコートが施されている。
また、本実施形態の干渉計装置によれば、単一のＬＤを用い、その注入電流を変化させることにより波長を切り替えるようにした干渉計装置に適用した場合にも、出力光波長の切替えによって発生する上記と同様の色収差を略相殺することができる。
【００３９】
ところで、被検面１７ａが球面形状とされており、基準レンズ部１６の基準面２２ａが、この被検面１７ａとは略同心面とされた上述したような構成とされている場合、上記色収差の発生量は、一般に、出力光の波長ならびにコリメータレンズ１５および基準レンズ部１６に係る所定のレンズ構成と密接な関係にある。なお、本明細書において所定のレンズ構成とは、レンズの特性を規定する種々の要素のうちの少なくとも１つを意味するものであるが、以下の実施形態においては、一例として、そのうちのＦ値を挙げて説明する。
【００４０】
以下、本実施形態について図２〜６に示す波面収差図を用いてさらに説明する。なお、波面収差図は、上記色収差の大きさを表す指標としても一般に用いられるものであるから、本明細書においても波面収差図を色収差の検証データとして用いることとする。
【００４１】
例えば、図２Ａに示すように、ＬＤ１１からの出射光波長が基準波長（設計波長）であるλ＝６３５ｎｍにおいては、基準レンズ部１６のＦ値の大きさにかかわらず、画像の周辺部（光束径が大）についても波面収差量が良好な状態とされているのに対し、図２Ｂに示すように、出射光波長が基準波長（設計波長）から−１０ｎｍずれた波長であるλ＝６２５ｎｍとなった場合においては、基準レンズ部１６のＦ値が小さくなる（明るくなる）のにしたがって、特に画像の周辺部（光束径が大）において波面収差量が負方向に大（Ｆ値が０．７のとき、光束径が６０ｍｍに対応する周辺画像位置で−方向に１３λ程度以上）とされ、一方、図２Ｃに示すように、出射光波長が基準波長（設計波長）から＋１０ｎｍずれた波長であるλ＝６４５ｎｍとなった場合においては、基準レンズ部１６のＦ値が小さくなる（明るくなる）のにしたがって、特に画像の周辺部（光束径が大）において波面収差量が正方向に大（Ｆ値が０．７のとき、光束径が６０ｍｍに対応する周辺画像位置で＋方向に１２λ程度以上）とされている。
【００４２】
このように、図２Ａ〜Ｃにより、出射光波長が基準波長（設計波長）からずれると、基準レンズ部１６のＦ値が小さくなる（明るい）程、波面収差量が大となることが明らかである。
【００４３】
また、図３Ａ〜Ｃは、図２Ａ〜Ｃのグラフで表された内容を、視点を変えて表したものであり、各々、基準レンズ部１６のＦ値が０．７の場合（明るい場合）、１．４の場合（明るさが中間の場合）、８．０の場合（暗い場合）において各波長についての波面収差量の光束径に応じた変化を示すものである。
このように、図３Ａ〜Ｃにより、出射光波長が基準波長（設計波長）からずれると、その波長のずれ量に応じて波面収差量が変化することが明らかである。
【００４４】
以上に説明した如く、波面収差量（色収差量）の大きさは、基準波長からの波長のずれ、ならびにコリメータレンズ１５および基準レンズ部１６のＦ値等（所定のレンズ構成）と相関関係を有することから、本願発明者は、基準波長からの波長のずれ、ならびにコリメータレンズ１５および基準レンズ部１６のＦ値等（所定のレンズ構成）のパラメータに基づき、その系において発生する色収差量を特定し、その特定された色収差量を相殺し得るような厚みを有する平行平面ガラス板１２を光路中の所定位置に挿置することを想起し、このことに基づき本願発明がなされたものである。
【００４５】
具体的には、例えば、ＬＤ１１からの出射光波長がλ＝６２５ｎｍ（基準波長（設計波長）は６３５ｎｍ：以下の例において同じ）であって、基準レンズ部１６のＦ値が０．７である場合には、平行平面ガラス板１２として厚み１７．４９ｍｍ（屈折率：ｎｄ＝１．５１６３３，６３５ｎｍにおける屈折率ｎ６３５＝１．５１４５５）のものを設計波長６３５ｎｍ用の厚さ１０ｍｍのものと交換して用いる。図４Ａは、この場合に、良好な波面収差が得られることを示すものであり（比較として、Ｆ値が１．４と８．０の波面収差も示されている）、これにより基準レンズ部１６において発生する色収差を相殺することができる。
【００４６】
また、例えば、ＬＤ１１からの出射光波長がλ＝６２５ｎｍであって、基準レンズ部１６のＦ値が１．４および８．０である場合には各々、平行平面ガラス板１２として厚み１２．７１ｍｍ（屈折率：同上）および厚み１０．６２ｍｍ（屈折率：同上）のものを設計波長６３５ｎｍ用の厚さ１０ｍｍのものと交換して用いる。
【００４７】
図４Ｂおよび図４Ｃは、これらの場合に、良好な波面収差が得られることを示すものであり（比較として、各々、Ｆ値が０．７と８．０の波面収差およびＦ値が０．７と１．４の波面収差も示されている）、いずれも基準レンズ部１６において発生する色収差に伴う波面収差を測定域全域において略０とすることができる。
【００４８】
また、例えば、ＬＤ１１からの出射光波長がλ＝６４５ｎｍであって、基準レンズ部１６のＦ値が０．７である場合には、平行平面ガラス板１２として厚み２．７０ｍｍ（屈折率：同上）のものを設計波長６３５ｎｍ用の厚さ１０ｍｍのものと交換して用いる。図５Ａは、この場合に良好な波面収差が得られることを示すものであり、（比較として、Ｆ値が１．４と８．０の波面収差も示されている）、これにより基準レンズ部１６において発生する色収差に伴う波面収差を測定域全域において略０とすることができる。
【００４９】
また、例えば、ＬＤ１１からの出射光波長がλ＝６４５ｎｍであって、基準レンズ部１６のＦ値が１．４および８．０である場合には各々、平行平面ガラス板１２として厚み７．３８ｍｍ（屈折率：同上）および厚み９．４０ｍｍ（屈折率：同上）のものを設計波長６３５ｎｍ用の厚さ１０ｍｍのものと交換して用いる。
【００５０】
図５Ｂおよび図５Ｃは、これらの場合に、良好な波面収差が得られることを示すものであり（比較として、各々、Ｆ値が０．７と８．０の波面収差およびＦ値が０．７と１．４の波面収差も示されている）、いずれも基準レンズ部１６において発生する色収差に伴う波面収差を測定域全域において略０とすることができる。
【００５１】
なお、上述した平行平面ガラス板１２の厚みの例は、あくまで上記各厚みの値の間で意味をもつ相対的なものであって、例えばビームスプリッタ１４のサイズや屈折率分布等が変化すれば、ビームスプリッタ１４内を通過する光の光路長が波長に応じて変化するので、それに応じて上記各厚みも全体的にシフトする。
【００５２】
なお、特開2002−310611号公報や特開2002−310612号公報には、半導体露光装置において、非球面の面形状を球面と同じ精度で測定する際に、所定の基準波面を作成する目的で、球面収差を発生させる平行平板を用いる技術が開示されており、平行平板を用いて収差を制御する点で、一見すると本発明と何らかの関連性があるようにも見えるが、用途、発明の目的、さらには収差の性質等のいずれの観点からも異質なものであり、本発明の先行技術とはなり得ないものである。
【００５３】
また、本発明の干渉計装置としては、上述した如く、測定すべき被検体が球面形状を有する場合のみに限られるものではない。
例えば、図６に示す如く、被検体１１７の被検面１１７ａが平面形状を有する場合にも、ＬＤ１１１からの出射光の波長が基準波長（設計波長）から変化することによって、コリメータレンズ１１５からの出射光が平行光の状態からずれてしまうので、そのような状態となった場合には、上述した実施形態で説明した如くして算出された厚みを有する平行平面ガラス板１１２をＬＤ１１１とビームスプリッタ１１４との間に挿置することによって、その波長の基準波長からのずれに応じて発生する色収差に伴う波面収差を測定域全域において略相殺することができる。
【００５４】
ただし、このように被検面１１７ａが平面形状である場合には基準レンズ部を有しないので、上記厚みを選択するためのパラメータとしてＬＤ１１１からの出射光波長およびコリメータレンズ１１５のＦ値を考えればよい。
【００５５】
なお、図６において、部材に付した番号は、図１において対応する部材の番号に１００を加えたものとして表されており、それらの詳細な説明は、図１における説明と重複するので省略する。ただし、図６に示す干渉計装置１０１においては、被検体１１７の形状に応じて基準面１１６ａを有する基準板１１６は略平行な表裏面を有するガラス板で形成されており、図１に示すような基準レンズ部１６は有していない。
【００５６】
以下、このことを図７Ａ〜Ｃに示す波面収差図を用いて説明する。
例えば、図７Ａに示すように、ＬＤ１１１からの出射光波長が基準波長（設計波長）であるλ＝６３５ｎｍにおいては、コリメータレンズ１１５のＦ値にかかわらず、画像の周辺部（光束径が大）についても波面収差量が良好な状態とされている（ひし形のドット）のに対し、出射光波長が基準波長（設計波長）から−１５ｎｍずれた波長であるλ＝６２０ｎｍとなった場合においては、コリメータレンズ１１５のＦ値が小さくなる（明るくなる）のにしたがって、特に画像の周辺部（光束径が大）において波面収差量が負方向に大（Ｆ値が６．２のとき、光束径が３０ｍｍに対応する周辺画像位置で−方向に０．３λ程度）とされ（正方形のドット）、一方、出射光波長が基準波長（設計波長）から＋１５ｎｍずれた波長であるλ＝６５０ｎｍとなった場合においては、コリメータレンズ１５のＦ値が小さくなる（明るくなる）のにしたがって、特に画像の周辺部（光束径が大）において波面収差量が正方向に大（Ｆ値が６．２のとき、光束径が３０ｍｍに対応する周辺画像位置で＋方向に０．２λ程度）とされている（円形のドット）。
【００５７】
このように、図７Ａにより、出射光波長が基準波長（設計波長）からずれると、特に画像の周辺部（光束径が大）において、波面収差量が大となることが明らかである。
【００５８】
そこで、例えば、ＬＤ１１１からの出射光波長がλ＝６５０ｎｍであって、コリメータレンズ１５のＦ値が６．２である場合には、平行平面ガラス板１１２として厚み９．８６２ｍｍ（屈折率：同上）のものを用いる。図７Ｂは、この場合に、良好な波面収差が得られることを示すものであり（比較として、出射光波長がλ＝６３５ｎｍと出射光波長がλ＝６２０ｎｍの波面収差も示されている）、これによりコリメータレンズ１１５において発生する色収差を略０とすることができる。
【００５９】
また、例えば、ＬＤ１１１からの出射光波長がλ＝６２０ｎｍであって、コリメータレンズ１５のＦ値が６．２である場合には、平行平面ガラス板１１２として厚み１０．１３４ｍｍ（屈折率：同上）のものを用いる。図７Ｃは、この場合に、良好な波面収差が得られることを示すものであり（比較として、出射光波長がλ＝６５０ｎｍと出射光波長がλ＝６３５ｎｍの波面収差も示されている）、これによりコリメータレンズ１１５において発生する色収差を略０とすることができる。
【００６０】
また、例えば、光源部からの出射光が複数波長の間で切替えられるように構成されている場合には、これら複数波長のそれぞれに応じた色収差を相殺し得る厚みの平行平面透光部材を予め用意しておき、これらを例えばターレット板や往復移動板等に載設しておいて、このターレット板の回転移動や往復移動板の直線移動を使用光波長の切替えに連動して行なうようにすることで、光源部からの出射光波長が変化してもコリメータレンズ等において発生した色収差を容易に相殺することができる。
【００６１】
また、例えば、光源の交換等に伴う出射光波長の変化に自由に対応するためには、図８（Ａ）に示すように、平行平面透光部材を第１の楔形部材４１と第２の楔形部材４２が互いの斜面が接するように組み合わせて構成し、その２つの楔形部材を前記斜面に沿って矢印方向に摺動させることにより最適な平行平面透光部材の厚さに調整し、前記色収差を略相殺し得る厚みとすることができる。（Ｂ）の状態のときにＬＤの基準波長（設計波長）における最適な厚さの平行平面透光部材を形成するようにすれば、光源の交換等に伴いＬＤの出射光波長が短波長側に変化したときは形成される平行平板透光部材の厚みを増すために（Ｃ）のような状態に、また、出射光波長が長波長側に変化したときは厚みを減じるために（Ｄ）のような状態になるように連続的平行平面透光部材の厚みを変化させ、前記色収差を略相殺し得る厚みとすることができる。なお、このときには、２つの楔形部材４１、４２の構成で平行平面となる光束入射面と光束出射面に反射防止コートを施し、対向する２つの斜面間に、楔形部材４１、４２を構成する材料の屈折率とほぼ等しい屈折率整合液（インデックスマッチング液）を挟在せしめると、構成された平行平面透光部材の表裏面からのノイズ発生防止、２つの楔形部材４１、４２の接面からのノイズ発生防止や接面間の摺動の円滑さ向上などの面から好結果を得られる。
【００６２】
なお、上記平行平面透光部材の形成材料は、均質なガラスであることが好ましいが、使用光波長に対して透明な、その他の種々の材料を用いることができる。
【００６３】
また、本発明の干渉計装置としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能であり、例えば、上記実施形態においては、被検面が凹状球面をなすものとされているが、同様の手法により被検面が凸状球面をなすものとされている場合にも適用可能である。
【００６４】
また、上述の干渉計装置はフィゾー型であるが、本発明はマイケルソン型等の等光路長型の干渉計装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る干渉計装置の概略構成図
【図２Ａ】光源からの出射光の波長をλ＝６３５ｎｍとしたとき、基準レンズ部のＦ値（F/0.7、F/1.4、F/8.0）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図２Ｂ】光源からの出射光の波長をλ＝６２５ｎｍとしたとき、基準レンズ部のＦ値（F/0.7、F/1.4、F/8.0）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図２Ｃ】光源からの出射光の波長をλ＝６４５ｎｍとしたとき、基準レンズ部のＦ値（F/0.7、F/1.4、F/8.0）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図３Ａ】基準レンズ部のＦ値を０．７としたとき、光源からの出射光の波長（λ＝625nm、λ＝635nm、λ＝645nm）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図３Ｂ】基準レンズ部のＦ値を１．４としたとき、光源からの出射光の波長（λ＝625nm、λ＝635nm、λ＝645nm）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図３Ｃ】基準レンズ部のＦ値を８．０としたとき、光源からの出射光の波長（λ＝625nm、λ＝635nm、λ＝645nm）と、基準レンズ部において発生する色収差との関係を示す波面収差図
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝625nm、Ｆ値0.7）
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝625nm、Ｆ値1.4）
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝625nm、Ｆ値8.0）
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝645nm、Ｆ値0.7）
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝645nm、Ｆ値1.4）
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝645nm、Ｆ値8.0）
【図６】本発明の他の実施形態に係る干渉計装置の概略構成図
【図７Ａ】Ｆ／６．２のコリメータレンズの各波長における波面収差を示す図（補正板なし）
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝650nm、Ｆ値6.2）
【図７Ｃ】本発明の他の実施形態に係る干渉計装置における波面収差を示す図（λ＝620nm、Ｆ値6.2）
【図８】本発明の一実施形態に用いられる厚み調整可能な平行平面透光部材の概略構成図
【符号の説明】
【００６６】
１、１０１    干渉計装置
１０、１１０    干渉計本体
１１、１１１    半導体レーザ光源（ＬＤ）
１２、１１２    平行平面ガラス板
１４、１１４    ビームスプリッタ
１５、１１５    コリメータレンズ
１６    基準レンズ部
１１６    基準板
１７、１１７    被検体
１７ａ、１１７ａ    被検面
１８、１１８    撮像レンズ
１９、１１９    ＣＣＤ撮像装置
２１    第１レンズ群
２２    第２レンズ群
２２ａ、１１６ａ    基準面
３０、１３０    レーザ光
４１    第１の楔形部材
４２    第２の楔形部材
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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