JPH03210408A - 精密干渉測定装置における平面鏡の姿勢制御機構 - Google Patents

精密干渉測定装置における平面鏡の姿勢制御機構

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JPH03210408A
JPH03210408A JP2005350A JP535090A JPH03210408A JP H03210408 A JPH03210408 A JP H03210408A JP 2005350 A JP2005350 A JP 2005350A JP 535090 A JP535090 A JP 535090A JP H03210408 A JPH03210408 A JP H03210408A
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純 石川
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、精密干渉測定装置における平面鏡の姿勢制御
機構に関するものである。
[従来の技術] 従来、移動鏡を持つ干渉計としては、第3図に示すよう
な基本構成を有するものが多用されている。この干渉計
は、干渉光源lからの光ビームをビームスプリッタ2に
おいて反射光と透過光に2分し、それらの光ビームをそ
れぞれ固定鏡3及び移動鏡4において反射させ、再びビ
ームスブリッタ2に入射させることにより、両光を互い
に重なった干渉光とし、検出器5において干渉縞を計数
するようにしたもので、上記固定鏡3や移動鏡4として
は、通常、コーナーキューブが用いられる。
このようなコーナーキューブを移動鏡4として用いた場
合、そのコーナーキューブでの反射光は常に入射光と同
じ方向へ反射されるため、コーナーキューブの移動時に
おけるピッチング、ヨーインクが自動補正されるという
点で有利である。
しかしながら、より高精度な干渉測定を行なう場合、コ
ーナーキューブの精度、材質の均一性の問題、あるいは
ビーム径が制限されることなどがネックになるゆ これに対し、移動鏡として平面鏡を用いた場合には、こ
れらの問題点は解決されるが、移動時のピッチング、ヨ
ーインクに不感でなくなるという新たな問題が生じる。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の技術的課題は、上記精密干渉測定装置における
移動鏡として平面鏡を用い、その移動に際して、ピッチ
ング及びヨーイングを行なうことがあっても、常にその
姿勢を補正しながら正確に平行移動させ得るようにした
平面鏡の姿勢制御機構を得ることにある。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するための本発明の平面鏡の姿勢制御機
構は、干渉光源からの光ビームを2分し、それらの光ビ
ームをそれぞれ固定鏡及び移動鏡において反射させたう
えで、両光を干渉縞検出器における干渉視野において互
いに干渉させるようにした精密干渉測定装置において、
上記干渉縞検出器の干渉視野内に、互いに交差する2軸
の周りにおける該鏡面の傾きを検出する所要数の姿勢制
御用光電検出器を配設し、上記姿勢制御即用光電検出器
に、各軸周りの傾きを検出する一対の光電検出器のうち
の一方の出力の位相を基準位相とし、他方の検出器出力
の位相をその基準位相に対して90°遅らせて、それら
の両信号をアナログ乗算器において掛け合わせる信号処
理回路を接続し、上記信号処理回路の出力を駆動信号と
して変位することにより移動鏡の姿勢を平行に保持する
電歪素子を、上記干渉視野内の光電検出器の設置位置に
対応させて上記移動鏡に設けたことを特徴とするもので
ある。
L作 用] 干渉測定に際して移動鏡を移動させるとき、移動鏡にピ
ッチングやヨーイングによる傾きが生じたとしても、互
いに交差する2軸の周りにおける該鏡面の傾きを検出す
る一対の姿勢制御用光電検出器のうちの一方の出力の位
相を基準位相とし、他方の位相をその基準位相に対して
90°遅らせたうえで、それらの両信号をアナログ乗算
器において掛け合わせ、これを移動鏡の制御のための信
号とすると、移動鏡の姿勢制御に有効な8力信号を得る
ことができる。
即ち、姿勢制御の対象となる2軸周りについての上記両
アナログ乗算器出力は、それらの視野の明滅が基準位相
を与える光電検出器の設置位置における明滅と一致した
ときに、乗算すべき信号の位相に90°のずれがあるた
めに0となり、明滅が一致しないときに大きな値をとる
ので、これを制御信号として電歪素子により移動鏡の姿
勢制御を行なうことにより、移動鏡がピッチングやヨー
イングによって平行を損なうことがあっても、常に姿勢
制御されてその平行性が維持される。
[実施例] 以下に本発明の実施例を図面を参照しながら詳述する。
本発明に係る平面鏡の姿勢制御機構を備えるべき精密干
渉測定装置としては、先に説明した第3図の干渉計と実
質的に同じ基本構成を有するものが用いられる。即ち、
干渉光源1からの光ビームをビームスプリッタ2におい
て反射光と透過光に2分し、それらの光ビームをそれぞ
れ平面鏡からなる固定鏡3及び移動鏡4において反射さ
せ、再びビームスプリッタ2に入射させることにより、
両光を互いに重なった干渉光とし、干渉縞検出器5にお
いて干渉縞が計数される。
上記移動鏡4が、その移動に際しピッチング及びヨーイ
ングを行なうことがあっても、常にその姿勢を補正しな
がら正確に平行移動させるようにするため、その移動鏡
4には、以下に第1図及び第2図A、Hの各実施例によ
って説明するような姿勢制御機構が付設される。これら
の姿勢制御機構は、平面鏡からなる移動鏡4の移動時に
おける傾きをリアルタイムに検出し、その姿勢を補正す
る機能を有するものである。
上記姿勢制御機構において、移動鏡4の姿勢を制御する
ためには、その移動鏡4の姿勢を検出する必要があるが
、この姿勢の検出には、次のような原理を利用する。
即ち、移動jli4が正しい姿勢を保ったまま移動した
場合には、干渉縞の計数を行なう干渉縞検出器5の視野
が一様に明滅するが、移動114が傾いて(ると、視野
内での明滅が一様でなくなる。
従って、視野内での明滅の一様性を検出し2これが一様
になるように移動鏡の姿勢制御を行なえば、平行性を維
持することができる。
このような原理に基づいて移動鏡4の姿勢制御を行なう
ため、上記第1図の実施例の姿勢側gA磯横においては
、移動鏡4の鏡面内の互いに交差する2軸の周りにおけ
る該鏡面の傾きを検出するための姿勢制御用光電検出E
lll。12.12を、干渉縞検出器5の干渉視野内に
配設し、それらの出力に基づいて移動鏡の姿勢を制御す
るようにしている。
これを具体的に説明すると、干渉縞検出器5においては
、上記光電検出器11,12.12を干渉視野内の同一
線上にない3点に配設し、そのうちの1点の光電検出器
11における出力の位相を共通の基準位相として、その
基準位相に対し他の2点の位相をそろえるため、それら
の光電検出器に積分器13.13及びアナログ乗算器1
4.14からなる信号処理回路を接続している。即ち、
上記2点の光電検出器12.12にそれぞれ積分器13
.13を接続して、それらの検出器12.12の出力で
ある平行度検出信号の位相を90°遅らせ、それらの各
積分器13.13の出力と、上記基準位相を与える光電
検出器出力の参照信号とを、それぞれアナログ乗算器1
4.14において掛け合わせ、移動鏡4の制御のための
信号を得るようにしている。また、これらのアナログ乗
算器14.14は、それぞれ電歪素子(PZT)駆動ア
ンプis、15を介し、移動ff14の背面に配設した
P Z T 16.16に接続している。これらのPZ
T16.16は、干渉縞検出器5における干渉視野内の
光電検出器12.12の設置位置に対応して移動鏡4上
に配設したものであり、また移動j!4上における上記
干渉視野内の光電検出器11に対応する位置は、連結部
材17によって移動鏡4を移動させるための図示しない
移動台に連結される。上記PZT16,16及び連結部
材17を介して移動!14を移動台に取付ける場合に、
P Z T 1G、16の変位に伴う移動鏡の傾きを許
容するため、それらの連結し分を若干可動にしておく必
要があるのは勿論である。
上記P Z T 16.16に駆動アンプ15.15か
ら駆動信号が送られたときには、その信号の大きさに応
じてP Z T 16.16の設置位置における移動鏡
4に変位を与え、移動鏡4の平行性を維持するように、
その移動#!4の姿勢制御が行なわれる。
このような構成を有する平面鏡の姿勢制御機構によれば
、干渉測定に際して移動[4を移動させるとき、移動鏡
4がピッチングやヨーイングによって平行を損なうこと
があっても、干渉縞検出器5における干渉視野内の2点
に設けた光電検出器12.12から平行度検出信号を出
力させ、その位相を積分器13.13において90°遅
らせたうえで2上記基準位相を与える検出器11の参照
信号と掛け合わせることにより、移動鏡4の制御のため
の信号を得るようにしているので、移動鏡の姿勢制御に
有効な出力信号を得ることができる。
即ち、姿勢制御の対象となる2点での平行度検出信号の
位相を90°遅らせ、それをアナログ乗算514.14
において参照信号と掛け合わせると、この乗算器出力は
、干渉縞検出器5の光電検出器12.12を設けた位置
における視野の明滅が、検出器11の設置位置における
明滅と一致したときに0となり、一致しないときには相
応の出力があるので、これを制御信号としてP Z T
 16.16により移動fa4の姿勢制御を行なうこと
により、移動鏡の平行性を維持することができる。
このように、上記姿勢制御機構によれば、平面鏡からな
る移動鏡4の移動時における傾きをリアルタイムで検出
し、その姿勢を平行状態に補正することができる。
また、第2図A、Bに示す実施例は、上述した場合と同
様に、第3図に示すような精密干渉測定装置において、
移動鏡4の姿勢制御を行なうものである。
この実施例においては、干渉縞検出器5の干渉視野5a
内に、互いに交差するx、yの2軸の周りにおける該鏡
面の傾きを検出する2対の姿勢制御用光電検出器21a
、22a及び21b、22bを配設している。これらの
2対の姿勢制御用光電検出器には、それぞれ積分器23
及びアナログ乗算器24等からなる信号処理回路が接続
され、X及びy軸の周りの傾きを検出する一対の光電検
出器21a、22a及び21b、22bのうちの各一方
の検出器21a、21bの出力の位相を基準位相とし、
積分器23において他方の検出器22a、 22bの出
力の位相をその基準位相に対して90″遅らせて、それ
らの両信号をアナログ乗算器24において掛け合わせる
ようにしている。
従って、前述した実施例と同様に、上記信号処理回路の
出力を駆動信号とし、PZT駆動アンプ25を介して移
動鏡4に設けた上記X及びy軸の周りの傾きを制御する
P Z T 26a、26bを変位させることにより、
移動鏡の2軸周りの姿勢を制御することが可能になる。
なお、第2図Aにおいては、X軸周りの姿勢を制御する
(8号処理回路のみを示しているが、y軸周りについて
も同様な信号処理回路を設けることは勿論である。
上記P Z T 26a、26bは、第2図Bに例示す
るように、干渉視野内の光電検出器の設置位置に対応さ
せて上記移動M4に設けることができる。同図に示す移
動鏡4は、移動台28上にy軸方向の姿勢を制御するP
 Z T 26bにより傾動するy軸傾斜台29を取付
け、またこのy軸傾斜台29上にX軸方向の姿勢を制御
するP Z T 26aにより傾動するX軸傾斜台3C
を取付け、このX軸傾斜台30上に移動鏡本体31を取
付けている。なお、 P Z T 26a、26bの変
位に伴う傾斜台29.30の傾きを可能にするため、移
動台28及び傾斜台29.30の連結部分は可動にして
おく必要がある。
この実施例における作用は、先の実施例と実質的に変わ
るところがないので、ここに詳述しない。
[発明の効果] 以上に詳述した本発明の平面鏡の姿勢制御機構によれば
、精密干渉測定装置における移動鏡として平面鏡を用い
ているので、コーナーキューブを用いる場合のように、
その精度、材質の均一性、あるいはビーム径が制限され
るというような問題を生じることがな(、また、その移
動鏡の移動に際して、ピッチング及びヨーイングを行な
うことがあっても、常にその姿勢を補正しながら正確に
平行移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る平面鏡の姿勢制御機構の実施例を
示す構成図、第2図A、Bは本発明の他の実施例におけ
る移動鏡の姿勢側meil構の構成図及びその移動鏡の
支持構造を示す斜視図、第3図は上記姿勢制(1111
横を備えるべき精密干渉測定装置の基本的構成を示す構
成図である。 l ・・干渉光源、  3・・固定鏡。 4・・移動鏡、   5・・干渉縞検出器、11.12
,21a、21b、22a、22b ・・光電検出器、
13.23 ・・積分器、 14.24 ・・アナログ乗算器。 16.26a、26b・・電歪素子。 第 図 3 第3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、干渉光源からの光ビームを2分し、それらの光ビー
    ムをそれぞれ固定鏡及び移動鏡において反射させたうえ
    で、両光を干渉縞検出器における干渉視野において互い
    に干渉させるようにした精密干渉測定装置において、 上記干渉縞検出器の干渉視野内に、互いに交差する2軸
    の周りにおける該鏡面の傾きを検出する所要数の姿勢制
    御用光電検出器を配設し、 上記姿勢制御用光電検出器に、各軸周りの傾きを検出す
    る一対の光電検出器のうちの一方の出力の位相を基準位
    相とし、他方の検出器出力の位相をその基準位相に対し
    て90°遅らせて、それらの両信号をアナログ乗算器に
    おいて掛け合わせる信号処理回路を接続し、 上記信号処理回路の出力を駆動信号として変位すること
    により移動鏡の姿勢を平行に保持する電歪素子を、上記
    干渉視野内の光電検出器の設置位置に対応させて上記移
    動鏡に設けた、 ことを特徴とする精密干渉測定装置における平面鏡の姿
    勢制御機構。
JP2005350A 1990-01-12 1990-01-12 精密干渉測定装置における平面鏡の姿勢制御機構 Expired - Lifetime JPH0641846B2 (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5763409A (en) * 1980-08-06 1982-04-16 Krautkraemer Gmbh Automatic light beam adjustment method of interference meter and apparatus for executing thereof
JPS6385402A (ja) * 1986-09-30 1988-04-15 Yokogawa Electric Corp 測長器

Patent Citations (2)

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