JPH03125909A - 光学測定装置 - Google Patents
光学測定装置Info
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- JPH03125909A JPH03125909A JP1263045A JP26304589A JPH03125909A JP H03125909 A JPH03125909 A JP H03125909A JP 1263045 A JP1263045 A JP 1263045A JP 26304589 A JP26304589 A JP 26304589A JP H03125909 A JPH03125909 A JP H03125909A
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- light beams
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、被測定物の表面粗さを光学的に非接触で測定
する光学測定装置に関し、光ヘテロダイン法を利用した
ものである。
する光学測定装置に関し、光ヘテロダイン法を利用した
ものである。
〈従来の技術〉
従来の光ヘテロダイン法を利用した光学測定装置として
は、特開昭６１−１０５４０８号に示されるものがある
。この装置では、測定精度を改善するため、測定プロー
ブを介することなくレーザ光を直接に非測定物表面に照
射して形状を測定することとしている。また、この装置
では、「超高精度三次元測定機」 （光学第１５巻第６
号 １９８９年１２月ｐ４９６〜５０３）に示されるよ
うに、Ｘ−Ｙ移動台の移動精度不足を補正するために、
座標の基準軸を移動台の移動軸とせず、面精度０．０！
μｍ以下のミラー面を移動台に設けて、これに参照光を
照射して基準座標軸の精度を上げている。
は、特開昭６１−１０５４０８号に示されるものがある
。この装置では、測定精度を改善するため、測定プロー
ブを介することなくレーザ光を直接に非測定物表面に照
射して形状を測定することとしている。また、この装置
では、「超高精度三次元測定機」 （光学第１５巻第６
号 １９８９年１２月ｐ４９６〜５０３）に示されるよ
うに、Ｘ−Ｙ移動台の移動精度不足を補正するために、
座標の基準軸を移動台の移動軸とせず、面精度０．０！
μｍ以下のミラー面を移動台に設けて、これに参照光を
照射して基準座標軸の精度を上げている。
また、基準座標軸の精度を上げる他の方法としては、ｒ
Ｏｐｔｉｃａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｐｒｏｆｉｌ
ｏｍｅｔｅｒＪ （Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ １９８４．ｖｏｌ、２３ Ｎｏ、４ ｐ３６５
）に示されるように、光束径の差を利用して参照光を比
較的広い範囲に集光して非測定物の表面粗さの平均値を
取ることによって、移動台の移動精度不足を補正してい
る。
Ｏｐｔｉｃａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｐｒｏｆｉｌ
ｏｍｅｔｅｒＪ （Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ １９８４．ｖｏｌ、２３ Ｎｏ、４ ｐ３６５
）に示されるように、光束径の差を利用して参照光を比
較的広い範囲に集光して非測定物の表面粗さの平均値を
取ることによって、移動台の移動精度不足を補正してい
る。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、「超高精度三次元測定機ｊに示すように
移動台に高精度のミラーを取りつけることとすると、そ
のために特別に光学系が必要になるため、装置全体が大
きくなる問題がある。
移動台に高精度のミラーを取りつけることとすると、そ
のために特別に光学系が必要になるため、装置全体が大
きくなる問題がある。
また、ｒＯｐｔｉｃａｌ ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｐｒ
ｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ」では、参照光、測定光をいずれ
も被測定物に照射しているために基準座標軸の精度は向
上しているが、光束径の制御を行う必要から、光学部品
の点数が多くなり、更に光束径が違うために全光量に対
して２光束の重なる光量の割合が少ないという問題があ
る。
ｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ」では、参照光、測定光をいずれ
も被測定物に照射しているために基準座標軸の精度は向
上しているが、光束径の制御を行う必要から、光学部品
の点数が多くなり、更に光束径が違うために全光量に対
して２光束の重なる光量の割合が少ないという問題があ
る。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされものであり、被
測定物の移動精度が不足し、微小振動による影響がある
場合であっても確実に被測定物の表面粗さを検出し、高
精度な測定を可能とする構成簡単な光学測定装置を提供
することを目的とするものである。
測定物の移動精度が不足し、微小振動による影響がある
場合であっても確実に被測定物の表面粗さを検出し、高
精度な測定を可能とする構成簡単な光学測定装置を提供
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〉
かかる目的を解決する本発明の第１の構成は周波数の異
なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそれぞ
れ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐された前
記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる参照
信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前記光
束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測定物
から反射した光束を干渉させてビート信号を発生させる
測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前記測
定信号用検出器により検出された二つのビート信号の位
相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路とを
備える光学測定装置において、前記光学系は前記光束を
周波数により分離し、その一方を対物レンズの中心に設
けた空洞に平行光のまま通して前記被測定物に照射する
と共にその他方を前記対物レンズの周辺部により透過さ
せて前記被測定物面上に集光することを特徴とする。
なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそれぞ
れ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐された前
記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる参照
信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前記光
束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測定物
から反射した光束を干渉させてビート信号を発生させる
測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前記測
定信号用検出器により検出された二つのビート信号の位
相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路とを
備える光学測定装置において、前記光学系は前記光束を
周波数により分離し、その一方を対物レンズの中心に設
けた空洞に平行光のまま通して前記被測定物に照射する
と共にその他方を前記対物レンズの周辺部により透過さ
せて前記被測定物面上に集光することを特徴とする。
また、上記目的を解決する本発明の第２の構成は周波数
の異なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそ
れぞれ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐され
た前記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる
参照信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前
記光束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測
定物から反射した光束を干渉させてビート信号を発生さ
せる測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前
記測定信号用検出器により検出された二つのビート信号
の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路
とを備える光学測定装置において、前記光学系は前記光
束を周波数により分離し、その一方を平行光のまま前記
被測定物に照射すると共にその他方を集光ミラーにより
前記被測定物面上に集光することを特徴とする。
の異なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそ
れぞれ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐され
た前記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる
参照信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前
記光束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測
定物から反射した光束を干渉させてビート信号を発生さ
せる測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前
記測定信号用検出器により検出された二つのビート信号
の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路
とを備える光学測定装置において、前記光学系は前記光
束を周波数により分離し、その一方を平行光のまま前記
被測定物に照射すると共にその他方を集光ミラーにより
前記被測定物面上に集光することを特徴とする。
更に、上記目的を解決する本発明の第３の構成は周波数
の異なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそ
れぞれ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐され
た前記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる
参照信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前
記光束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測
定物から反射した光束を干渉させてビート信号を発生さ
せる測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前
記測定信号用検出器により検出された二つのビート信号
の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路
とを備える光学測定装置において、前記光学系は前記光
束を周波数により分離し、その一方を反射により平行光
のまま前記被測定物に照射すると共にその他方を対物レ
ンズにより前記被測定物面上に集光することを特徴とす
る。
の異なる二つの光束を出射する投光手段と、該光束をそ
れぞれ分岐する光学部材と、該光学部材により分岐され
た前記光束の一方を干渉させてビート信号を発生させる
参照信号用検出器と、前記光学部材により分岐された前
記光束の他方を被測定物へ照射させる光学系と、該被測
定物から反射した光束を干渉させてビート信号を発生さ
せる測定信号用検出器と、前記参照信号用検出器及び前
記測定信号用検出器により検出された二つのビート信号
の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換する電気回路
とを備える光学測定装置において、前記光学系は前記光
束を周波数により分離し、その一方を反射により平行光
のまま前記被測定物に照射すると共にその他方を対物レ
ンズにより前記被測定物面上に集光することを特徴とす
る。
〈作用〉
被測定物に集光した光束を照射すると、反射光は、被測
定物の表面粗さにより波長が変化するだけでなく、被測
定物の乗せられる移動台の微小振動等によっても波長が
変化する。このため、集光した光束のみでは被測定物の
表面粗さを検出することはできないが、被測定物に平行
光束を照射すると反射光では平均化されて被測定物の表
面粗さによる影響は取り除かれてしまう。そこで、集光
した光束の反射光と平行光束の反射光を干渉させて移動
台の微小振動等による影響を取り除けば、被測定物の表
面粗さによる影響だけが残ることとなる。
定物の表面粗さにより波長が変化するだけでなく、被測
定物の乗せられる移動台の微小振動等によっても波長が
変化する。このため、集光した光束のみでは被測定物の
表面粗さを検出することはできないが、被測定物に平行
光束を照射すると反射光では平均化されて被測定物の表
面粗さによる影響は取り除かれてしまう。そこで、集光
した光束の反射光と平行光束の反射光を干渉させて移動
台の微小振動等による影響を取り除けば、被測定物の表
面粗さによる影響だけが残ることとなる。
〈実施例〉
以下、本発明について図面に示す実施例を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図に本発明の第１の実施例を示す。どう図に示すよ
うにＨｅＮｅ直交２直交２−波ゼーマンレーザｌ、互い
に垂直な偏波面（Ｐ、 Ｓ偏光）で周波数ｆｌ、ｆｔ
（ｆｌ ＞ｆ＊ ）の光束が同軸にビームスプリッタ
２に向けて発射されている。ここでは、周波数ｆ、がＰ
偏光、周波数ｆ、がＳ偏光として説明する。ビームスブ
リタ２ではこれらの光束がそれぞれ二つに分岐され、一
方の光束は直進して偏光ビームスプリッタ６に導かれる
と共に他方の光束は直角に反射して参照信号用検出器４
へ入射する。参照信号用検出器４では周波数ｆ＋、ｆｔ
の光束が干渉し、参照ビート信号が検出される。参照ビ
ート信号の周波数はｌ＋ −ｔ＊ ）である。一方、偏
光ビームスプリッタ６に導かれた光束は周波数により分
離され、周ｉ数ｆ ｌ（Ｐ偏光）の光束は透過し、周波
数ｆ、（Ｓ偏光）の光束は反射して反射鏡７に導かれる
。反射鏡７で反射した周波数ｆ１の光束は周波数ｆ、の
光束と同方向に進路を変換されられ、周波数ｆ、の光束
と共にｌ／４波長板８を通過する。１／４波長板８を通
過した周波数ｆ１ 周波数ｆ、の光束は互いに逆に回転
する円偏光となり、中央が空洞の対物レンズ９に導かれ
る。周波数ｆｔの光束は対物レンズ９の中央の空洞を平
行光のまま通過して被測定物１０に照射される。周波数
ｆ、の光束は対物レンズ９の周辺部を通過して、集光さ
れて被測定物１０に照射される。ここで、周波数ｆ、の
光束の反射光は、被測定物ｌＯの微動、例えば振動によ
り周波数が変化し、また、被測定物ｌＯの表面粗さによ
っても周波数が変化する。
うにＨｅＮｅ直交２直交２−波ゼーマンレーザｌ、互い
に垂直な偏波面（Ｐ、 Ｓ偏光）で周波数ｆｌ、ｆｔ
（ｆｌ ＞ｆ＊ ）の光束が同軸にビームスプリッタ
２に向けて発射されている。ここでは、周波数ｆ、がＰ
偏光、周波数ｆ、がＳ偏光として説明する。ビームスブ
リタ２ではこれらの光束がそれぞれ二つに分岐され、一
方の光束は直進して偏光ビームスプリッタ６に導かれる
と共に他方の光束は直角に反射して参照信号用検出器４
へ入射する。参照信号用検出器４では周波数ｆ＋、ｆｔ
の光束が干渉し、参照ビート信号が検出される。参照ビ
ート信号の周波数はｌ＋ −ｔ＊ ）である。一方、偏
光ビームスプリッタ６に導かれた光束は周波数により分
離され、周ｉ数ｆ ｌ（Ｐ偏光）の光束は透過し、周波
数ｆ、（Ｓ偏光）の光束は反射して反射鏡７に導かれる
。反射鏡７で反射した周波数ｆ１の光束は周波数ｆ、の
光束と同方向に進路を変換されられ、周波数ｆ、の光束
と共にｌ／４波長板８を通過する。１／４波長板８を通
過した周波数ｆ１ 周波数ｆ、の光束は互いに逆に回転
する円偏光となり、中央が空洞の対物レンズ９に導かれ
る。周波数ｆｔの光束は対物レンズ９の中央の空洞を平
行光のまま通過して被測定物１０に照射される。周波数
ｆ、の光束は対物レンズ９の周辺部を通過して、集光さ
れて被測定物１０に照射される。ここで、周波数ｆ、の
光束の反射光は、被測定物ｌＯの微動、例えば振動によ
り周波数が変化し、また、被測定物ｌＯの表面粗さによ
っても周波数が変化する。
前者の影響を±δとし、後者の影響を±Δｆすれば、周
波数ｆ、の光束の反射光の周波数は（ｆｔ±Δｆ±δ）
で示される。一方、周波数ｆ１の光束は平行光のまま照
射されるため、被測定物ＩＯの表面粗さの影響は平均化
されて消滅してしまい、被測定物ｌＯの微動による影響
だけが残る。この為、周波数ｆ、の光束はの反射光の周
波数は（ｆ１±δ）で示されることにな−る。
波数ｆ、の光束の反射光の周波数は（ｆｔ±Δｆ±δ）
で示される。一方、周波数ｆ１の光束は平行光のまま照
射されるため、被測定物ＩＯの表面粗さの影響は平均化
されて消滅してしまい、被測定物ｌＯの微動による影響
だけが残る。この為、周波数ｆ、の光束はの反射光の周
波数は（ｆ１±δ）で示されることにな−る。
更に、周波数ｆ、の光束の反射光は同一経路を逆戻りし
、対物レンズ９の中央の空洞を通り、１／４波長板８を
通る。そして、偏光ビームスプリッタ６で反射させられ
て偏光ビームスプリッタ５へ導かれ、また、反射して測
定信号用検出器３へ導かれる。一方、周波数ｆ！の光束
の反射光は、対物レンズ９の周辺部（反対側）を通り、
１／４波長板８．偏光ビームスプリッタ５を通って測定
信号用検出器３へ導かれる。
、対物レンズ９の中央の空洞を通り、１／４波長板８を
通る。そして、偏光ビームスプリッタ６で反射させられ
て偏光ビームスプリッタ５へ導かれ、また、反射して測
定信号用検出器３へ導かれる。一方、周波数ｆ！の光束
の反射光は、対物レンズ９の周辺部（反対側）を通り、
１／４波長板８．偏光ビームスプリッタ５を通って測定
信号用検出器３へ導かれる。
測定信号用検出器３では、周波数ｆｌ＋周波数ｆ、の光
束の反射光が干渉して、測定ビート信号が検出される。
束の反射光が干渉して、測定ビート信号が検出される。
測定ビート信号では下式に示すように、被測定物１０の
微動による影響が相殺されることになる。
微動による影響が相殺されることになる。
（【、±δ） （ｆｚ±Δｆ±δ）
＝（ｆ、 −ｆ！±Δｆ）
従って、電気回路１７により、参照信号用検出器４の参
照ビート信号と測定信号用検出器３の測定ビート信号と
の位相差を検出すれば、下式のように表面粗さの影響だ
けが残ることになる。
照ビート信号と測定信号用検出器３の測定ビート信号と
の位相差を検出すれば、下式のように表面粗さの影響だ
けが残ることになる。
（ｆ＋ ｆｔ±Δｆ ） （ｆ＋ ｆｚ）
＝±Δｒこの結果から、明らかなように本発明によ
れば被測定物１０が微動しても、被測定物ｌＯの表面粗
さを確実に求めることがでる。また、本発明の光学系で
は基準座標軸を被測定物ｌＯの平面上に取っていること
となるため、被測定物ｌＯの保持台に特別の加工を施す
必要がなくなり、さらにビーム径を制御する必要がない
ため、装置を大幅に小型化することができる。例えば、
ビーム径を１ｍｍ、 ビームスプリッタを一辺が５ｍ
ｍの立方体、対物レンズの有効径を３０ｍｍとすれば、
対物レンズ１０．１／４波長板８．偏光ビームスプリッ
タ５，６２反射鏡７等よりなる光学ヘッドは６０ｍｍＸ
５０ｍｍＸ ５０ｍｍ以下と小型化され、被測定物の
保持台とは分離することができる。
＝±Δｒこの結果から、明らかなように本発明によ
れば被測定物１０が微動しても、被測定物ｌＯの表面粗
さを確実に求めることがでる。また、本発明の光学系で
は基準座標軸を被測定物ｌＯの平面上に取っていること
となるため、被測定物ｌＯの保持台に特別の加工を施す
必要がなくなり、さらにビーム径を制御する必要がない
ため、装置を大幅に小型化することができる。例えば、
ビーム径を１ｍｍ、 ビームスプリッタを一辺が５ｍ
ｍの立方体、対物レンズの有効径を３０ｍｍとすれば、
対物レンズ１０．１／４波長板８．偏光ビームスプリッ
タ５，６２反射鏡７等よりなる光学ヘッドは６０ｍｍＸ
５０ｍｍＸ ５０ｍｍ以下と小型化され、被測定物の
保持台とは分離することができる。
尚、一般に被測定物の反射率は１００％とは限らないの
で、測定信号用検出器３の面上での干渉光強度が弱くな
り、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう恐れがある。そこで、ビ
ームスプリッタ２の分岐比を、反射：透過＝１ ：ｎ
（ｎ＞１）とし、ｎとして適当な値を選べば、参照信号
用検出器４．測定信号用検出器３共に安定した光量が得
られ、測定系のＳ／Ｎ比は向上することになる。
で、測定信号用検出器３の面上での干渉光強度が弱くな
り、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう恐れがある。そこで、ビ
ームスプリッタ２の分岐比を、反射：透過＝１ ：ｎ
（ｎ＞１）とし、ｎとして適当な値を選べば、参照信号
用検出器４．測定信号用検出器３共に安定した光量が得
られ、測定系のＳ／Ｎ比は向上することになる。
第２図は上記実施例の変形例を示すものである。この例
では光ファイバ１３．１４を利用している。即ち、ビー
ムスプリッタ２と偏光ビームスプリッタ６の間に光ファ
イバ１４を配設し、その両端に集光レンズ１２． コリ
メートレンズ１６を設けるとともに測定信号用検出器３
と偏光ビームスプリッタ５の間に光ファイバ１３を配設
し、その両端に集光レンズ１５．コリメートレンズ１１
を設けたものである。このようにすると、光学ヘッドを
更に小型化することができるが、光ファイバ１３．１４
は、その長さが長くなればなるほど偏波面保持ファイバ
であることが望ましい。その他の構成については、上記
実施例と同様であり、同一符号を付して説明を省略する
。
では光ファイバ１３．１４を利用している。即ち、ビー
ムスプリッタ２と偏光ビームスプリッタ６の間に光ファ
イバ１４を配設し、その両端に集光レンズ１２． コリ
メートレンズ１６を設けるとともに測定信号用検出器３
と偏光ビームスプリッタ５の間に光ファイバ１３を配設
し、その両端に集光レンズ１５．コリメートレンズ１１
を設けたものである。このようにすると、光学ヘッドを
更に小型化することができるが、光ファイバ１３．１４
は、その長さが長くなればなるほど偏波面保持ファイバ
であることが望ましい。その他の構成については、上記
実施例と同様であり、同一符号を付して説明を省略する
。
次に、本発明の第２．第３の実施例について第３図、第
５図を参照して説明する。
５図を参照して説明する。
第３図に示す第２の実施例は第１の実施例で使用した中
央に空洞のある対物レンズ９に代えて凹面鏡１８ａ、１
８ｂ、反射鏡１９ａ、１９ｂを設けたものである。即ち
、１／４波長板８を通過した周波数ｆ、の光束は反射鏡
１９ａで反射し、凹面鏡１８ａで集光されて被測定物Ｉ
Ｏに照射される。そして、その反射光は凹面鏡１８ｂで
平行光となり、反射鏡１９ｂで反射し１／４波長板８を
通過した後、偏光ビームスプリッタ５に導かれるように
なっている。一方、周波数ｆ１の光束は平行光のまま被
測定物１０に照射され、反射することになる。その他の
構成については第１の実施例と同様であり、同様の作用
効果を奏するものである。
央に空洞のある対物レンズ９に代えて凹面鏡１８ａ、１
８ｂ、反射鏡１９ａ、１９ｂを設けたものである。即ち
、１／４波長板８を通過した周波数ｆ、の光束は反射鏡
１９ａで反射し、凹面鏡１８ａで集光されて被測定物Ｉ
Ｏに照射される。そして、その反射光は凹面鏡１８ｂで
平行光となり、反射鏡１９ｂで反射し１／４波長板８を
通過した後、偏光ビームスプリッタ５に導かれるように
なっている。一方、周波数ｆ１の光束は平行光のまま被
測定物１０に照射され、反射することになる。その他の
構成については第１の実施例と同様であり、同様の作用
効果を奏するものである。
一方、第５図に示す第３の実施例は、第１の実施例で使
用した中央に空洞のある対物レンズ９に代えて通常の対
物レンズ２０１反射鏡２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ
を用いるものである。即ち、Ｉ／４波長板８を通過した
周波数ｆ、の光束は反射鏡２２ａ、反射鏡２１ａで反射
されて被測定物ＩＯに平行光のまま照射され、その反射
光は反射鏡２１ｂ２反射鏡２２ｂで反射し１／４波長板
８を通過した後、偏光ビームスプリッタ５に導かれるよ
うになっている。
用した中央に空洞のある対物レンズ９に代えて通常の対
物レンズ２０１反射鏡２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ
を用いるものである。即ち、Ｉ／４波長板８を通過した
周波数ｆ、の光束は反射鏡２２ａ、反射鏡２１ａで反射
されて被測定物ＩＯに平行光のまま照射され、その反射
光は反射鏡２１ｂ２反射鏡２２ｂで反射し１／４波長板
８を通過した後、偏光ビームスプリッタ５に導かれるよ
うになっている。
方、周波数ｆ１の光束は対物レンズ２０により集光され
て被測定物１０に照射され、反射することになる。その
他の構成については第１の実施例と同様であり、周波数
ｆ＋、ｆｔの光束が入れ代わっただけで同様の作用効果
を奏するものである。
て被測定物１０に照射され、反射することになる。その
他の構成については第１の実施例と同様であり、周波数
ｆ＋、ｆｔの光束が入れ代わっただけで同様の作用効果
を奏するものである。
第４図、第６図はいずれも第２．第３の実施例について
の変形例であり、第２図と同様に光ファイバを利用した
ものである。
の変形例であり、第２図と同様に光ファイバを利用した
ものである。
なお、上記実施例では、光源としてＨｅＮｅ直交２周波
ゼーマンレーザを用いたが、これに限るものではなく、
周波数安定化ＨｅＮｅレーザと周波数シフタを組み合わ
せてもよく、要は安定なビート信号が得られる２光束を
発生できればよい。
ゼーマンレーザを用いたが、これに限るものではなく、
周波数安定化ＨｅＮｅレーザと周波数シフタを組み合わ
せてもよく、要は安定なビート信号が得られる２光束を
発生できればよい。
〈効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明は被測定物の微動に関係なく、被測定物の表面粗さを
高精度に測定することができるだけでなく、簡単な光学
系のために装置を大幅に小型化することができる。
明は被測定物の微動に関係なく、被測定物の表面粗さを
高精度に測定することができるだけでなく、簡単な光学
系のために装置を大幅に小型化することができる。
第１図、第２図、第３図はそれぞれ本発明の第１、第２
．第３の実施例にかかる光学測定装置の構成図、第４図
、第５図、第６図はそれぞれ第１．第２．第３の実施例
の変形例を示す構成図である。 図面中、 １はＨｅＮｅ直交２周波ゼーマンレーザ、２はビームス
プリッタ、 ３は測定信号用検出器、 ４は参照信号用検出器、 ５．６は偏光ビームスプリッタ、 ７．１９ａ、１９ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ。 ２２ｂは反射鏡、 ８は１／４波長板、 ９は中心に空洞のある対物レンズ、 １０は被測定物、 １１．１６はコリメートレンズ、 １２．１５は集光レンズ、 １３．１４は光ファイバ ２０は対物レンズである。 第２図
．第３の実施例にかかる光学測定装置の構成図、第４図
、第５図、第６図はそれぞれ第１．第２．第３の実施例
の変形例を示す構成図である。 図面中、 １はＨｅＮｅ直交２周波ゼーマンレーザ、２はビームス
プリッタ、 ３は測定信号用検出器、 ４は参照信号用検出器、 ５．６は偏光ビームスプリッタ、 ７．１９ａ、１９ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ。 ２２ｂは反射鏡、 ８は１／４波長板、 ９は中心に空洞のある対物レンズ、 １０は被測定物、 １１．１６はコリメートレンズ、 １２．１５は集光レンズ、 １３．１４は光ファイバ ２０は対物レンズである。 第２図
Claims (3)
- （１）周波数の異なる二つの光束を出射する投光手段と
、該光束をそれぞれ分岐する光学部材と、該光学部材に
より分岐された前記光束の一方を干渉させてビート信号
を発生させる参照信号用検出器と、前記光学部材により
分岐された前記光束の他方を被測定物へ照射させる光学
系と、該被測定物から反射した光束を干渉させてビート
信号を発生させる測定信号用検出器と、前記参照信号用
検出器及び前記測定信号用検出器により検出された二つ
のビート信号の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換
する電気回路とを備える光学測定装置において、前記光
学系は前記光束を周波数により分離し、その一方を対物
レンズの中心に設けた空洞に平行光のまま通して前記被
測定物に照射すると共にその他方を前記対物レンズの周
辺部により透過させて前記被測定物面上に集光すること
を特徴とする光学測定装置。 - （２）周波数の異なる二つの光束を出射する投光手段と
、該光束をそれぞれ分岐する光学部材と、該光学部材に
より分岐された前記光束の一方を干渉させてビート信号
を発生させる参照信号用検出器と、前記部材手段により
分岐された前記光束の他方を被測定物へ照射させる光学
系と、該被測定物から反射した光束を干渉させてビート
信号を発生させる測定信号用検出器と、前記参照信号用
検出器及び前記測定信号用検出器により検出された二つ
のビート信号の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換
する電気回路とを備える光学測定装置において、前記光
学系は前記光束を周波数により分離し、その一方を平行
光のまま前記被測定物に照射すると共にその他方を集光
ミラーにより前記被測定物面上に集光することを特徴と
する光学測定装置。 - （３）周波数の異なる二つの光束を出射する投光手段と
、該光束をそれぞれ分岐する光学部材と、該光学部材に
より分岐された前記光束の一方を干渉させてビート信号
を発生させる参照信号用検出器と、前記光学部材により
分岐された前記光束の他方を被測定物へ照射させる光学
系と、該被測定物から反射した光束を干渉させてビート
信号を発生させる測定信号用検出器と、前記参照信号用
検出器及び前記測定信号用検出器により検出された二つ
のビート信号の位相差を前記被測定物の表面粗さに変換
する電気回路とを備える光学測定装置において、前記光
学系は前記光束を周波数により分離し、その一方を反射
により平行光のまま前記被測定物に照射すると共にその
他方を対物レンズにより前記被測定物面上に集光するこ
とを特徴とする光学測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263045A JPH03125909A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 光学測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1263045A JPH03125909A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 光学測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03125909A true JPH03125909A (ja) | 1991-05-29 |
Family
ID=17384100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1263045A Pending JPH03125909A (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 光学測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03125909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215886A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Univ Of Fukui | 表面変位測定システム及び表面変位測定方法 |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP1263045A patent/JPH03125909A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008215886A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Univ Of Fukui | 表面変位測定システム及び表面変位測定方法 |
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