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レンズの収差について 
 
発行：エスオーエル株式会社 
https://www.sol-j.co.jp/ 
 
連載「知って得する干渉計測定技術！」 
2017年10月25日号　VOL.132 
 
平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。 
干渉計による精密測定やアプリケーション例などをテーマに、 
無料にてメールマガジンとして配信いたします。 
 
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皆様こんにちは。営業技術グループの桑野です。 
 
 
台風も過ぎ去り、急に気温が上がりました。 
すっかり秋になり涼しくなったかと思えば、今週は暖かくなったりと、 
身体がなかなか追いつきません。 
皆様も体調には十分お気を付けください。 
 
 
本日は、『収差』についてお話します。 
収差は、レンズを考える上で切って離すことのできないものです。 
 
 
収差とは、結像面にて像がぼやけたり、歪んだり、像の色が滲んだりする 
現象のことをいいます。 
物体から出た光線は、スネルの法則に従って屈折を繰り返し、 
結像面の1点に集まるという性質があります。 
しかし、厳密には完全に1点には集まらず、像がぼやけることがあります。 
 
 
収差は大きく2つに分類されます。 
1つはザイデル収差と呼ばれるもので、単色光でも発生する収差です。 
もう1つは、ガラスの屈折率が波長により異なることによって生じる 
色収差と呼ばれるものです。 
特にザイデル収差は、球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、歪曲収差の 
5つに分類されます。 
それらの特徴を簡単に説明します。 
 
 
球面収差：光軸上で光が1点に集まらない 
 
コマ収差：光軸から離れたところで、点像が尾を引く 
 
非点収差：縦方向と横方向で像のできる位置がずれる 
 
像面湾曲：像ができる面が、平面ではなく湾曲している 
 
歪曲収差：光軸から離れると倍率が変わり、像がゆがむ 
 
 
ザイデル収差は幾何光学的な分類方法ですが、波動光学においても収差は 
波面収差として説明されます。 
（実際にザイデル収差を数式を使って導く場合、波面収差を考える必要があります。） 
 
 
FlatMasterやUltraFlatにおいても、参照平面における波面収差が測定結果に 
大きく影響を及ぼします。 
そのため、平面度1μm以下となるようなサンプルを測定する場合は、 
その影響をなくすためにReference Flatという校正原器が必要となります。 
UltraFlatでは、λ/100のReference Flatを使用し、波面収差を補正しています。 
P-V値で約100nmの補正を行っていますので、仮にReference Flatなしで 
平面度100nm程度のフォトマスクを測定しようものならば、 
何を測定しているのか分からなくなってしまいます。 
 
 
少し話が逸れてしまいましたが、上記の収差を理解し対策することが重要となります。 
次回以降は、各収差についてもう少し深堀りしていき、最終的にザイデル収差を 
数式を使って導出していきたいと思います。 
 
 
最後までお読みいただきありがとうございました。 
来月も宜しくお願い致します。 

 
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桑野