JPH047446B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH047446B2 JPH047446B2 JP58163494A JP16349483A JPH047446B2 JP H047446 B2 JPH047446 B2 JP H047446B2 JP 58163494 A JP58163494 A JP 58163494A JP 16349483 A JP16349483 A JP 16349483A JP H047446 B2 JPH047446 B2 JP H047446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavefront
- measurement
- shape
- plane mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/303—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces using photoelectric detection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、波面形状測定装置に関する。
（従来技術）
形状を測定するべき測定波面と、この波面を光
の進行方向に対して横にずらした参照波面とを作
り、一方の波面を作る光の光路長を変化させて、
両者の干渉領域の各点における、両波面の位相差
を測定し、この位相差を加算して、測定波面の形
状を特定する、波面形状測定方式が意図されてい
る。
の進行方向に対して横にずらした参照波面とを作
り、一方の波面を作る光の光路長を変化させて、
両者の干渉領域の各点における、両波面の位相差
を測定し、この位相差を加算して、測定波面の形
状を特定する、波面形状測定方式が意図されてい
る。
第１図は、このような波面形状測定方式を利用
した、物体形状測定装置とて、提案されたものの
１例を示している。
した、物体形状測定装置とて、提案されたものの
１例を示している。
以下、この装置例に即して、波面形状測定方式
のあらましまを、簡単に説明し、あわせて、本発
明により解決しようとする問題点につき説明す
る。
のあらましまを、簡単に説明し、あわせて、本発
明により解決しようとする問題点につき説明す
る。
第１図において、符号１はレーザー光源、符号
L1，L2はコリメーターレンズ、符号２，３はビ
ームスプリツター、符号４は平面鏡、符号L3は
照明用のレンズ、符号５は圧電素子、符号６は平
行プレート、符号７はビームチスプリツター、符
号L4は結像レンズ、符号９はエリアセンサー、
符号１０は被測定物体を、それぞれ示す。
L1，L2はコリメーターレンズ、符号２，３はビ
ームスプリツター、符号４は平面鏡、符号L3は
照明用のレンズ、符号５は圧電素子、符号６は平
行プレート、符号７はビームチスプリツター、符
号L4は結像レンズ、符号９はエリアセンサー、
符号１０は被測定物体を、それぞれ示す。
レーザー光源１から放射されたレーザー光は、
コリメーターレンズL1，L2により平行光束とな
り、ビームスプリツター２，３を透過したのち、
照明用のレンズL3を透過し、一旦集光したのち、
発散性の光束となつて、被測定物体の形状測定面
に入射し同形状測定面により反射される。この反
射光は、レンズL3を再度、逆方向へ透過し、ビ
ームスプリツター３により、２光束に分離する。
コリメーターレンズL1，L2により平行光束とな
り、ビームスプリツター２，３を透過したのち、
照明用のレンズL3を透過し、一旦集光したのち、
発散性の光束となつて、被測定物体の形状測定面
に入射し同形状測定面により反射される。この反
射光は、レンズL3を再度、逆方向へ透過し、ビ
ームスプリツター３により、２光束に分離する。
分離した光束の一方は、ビームスプリツター
２，７、結像レンズL4を介して、エリアセンサ
ー９の受光域にいたる。分離した光束の他方は、
平面鏡４、平行プレート６、ビームスプリツター
７、結像レンズL4をへて、エリアセンサー９の
受光域にいたる。
２，７、結像レンズL4を介して、エリアセンサ
ー９の受光域にいたる。分離した光束の他方は、
平面鏡４、平行プレート６、ビームスプリツター
７、結像レンズL4をへて、エリアセンサー９の
受光域にいたる。
今、レンズL3と結像レンズL4との系を結像系
として、被測定物体１０と、エリアセンサー９の
受光域とを、結像関係としてむすびつけると、上
記受光域における各光束の波面形状は、被測定物
体１０形状測定面の形状と相似形となる。上記結
像系の倍率が、形状測定面と上記波面形状の大き
さの比を与えることはいうまでもない。
として、被測定物体１０と、エリアセンサー９の
受光域とを、結像関係としてむすびつけると、上
記受光域における各光束の波面形状は、被測定物
体１０形状測定面の形状と相似形となる。上記結
像系の倍率が、形状測定面と上記波面形状の大き
さの比を与えることはいうまでもない。
従つて、上記波面形状を測定することにより、
被測定物体１０の形状測定面の形状を、特定する
ことができる。
被測定物体１０の形状測定面の形状を、特定する
ことができる。
ここで、以下の説明において用いられるいくつ
かの言葉につき説明を与えておく。
かの言葉につき説明を与えておく。
形状を測定されるべき波面の、波面形状の情報
を含む光であつて、未だ２光束に分割されていな
いものを情報光と呼ぶことにする。
を含む光であつて、未だ２光束に分割されていな
いものを情報光と呼ぶことにする。
情報光は、２つの波面を得るために、２光束に
分割される。この２光束の任意の一方を測定光、
他方を参照光と呼ぶ。そして、測定光の与える波
面を測定波面、参照光の与える波面を参照波面と
呼ぶ。
分割される。この２光束の任意の一方を測定光、
他方を参照光と呼ぶ。そして、測定光の与える波
面を測定波面、参照光の与える波面を参照波面と
呼ぶ。
第１図にもどると、被測定物体１０からの反射
光は情報光である。この情報光は、ビームスプリ
ツター３により、２光束すなわち測定光と参照光
に分離される。いずれを測定光とよび参照光と呼
ぶ力は、全く任意であるが、ここでは、便宜的
に、ビームスプリツター３から、ビームスプリツ
ター２，７、結像レンズL4をへて、エリアセン
サー９にいたる光を測定光と呼び、ビームスプリ
ツター３から、平面鏡４、平行プレート６、ビー
ムスプリツター７、結像レンズL4を経てエリア
センサー９にいたる光を参照光と呼ぶことにす
る。
光は情報光である。この情報光は、ビームスプリ
ツター３により、２光束すなわち測定光と参照光
に分離される。いずれを測定光とよび参照光と呼
ぶ力は、全く任意であるが、ここでは、便宜的
に、ビームスプリツター３から、ビームスプリツ
ター２，７、結像レンズL4をへて、エリアセン
サー９にいたる光を測定光と呼び、ビームスプリ
ツター３から、平面鏡４、平行プレート６、ビー
ムスプリツター７、結像レンズL4を経てエリア
センサー９にいたる光を参照光と呼ぶことにす
る。
参照光は、平行プレート６を透過することによ
り、その進行方向が、横方向へ微小距離ずれる。
従つて、第２図に示すように、測定光２−１と参
照光２−２とは、エリアセンサー９の受光域９１
上で互いにずれて重なり合い、重なり合つた部分
では、干渉による干渉縞２−３があらわれる。干
渉縞２−３のあらわれる領域を、干渉領域とい
う。
り、その進行方向が、横方向へ微小距離ずれる。
従つて、第２図に示すように、測定光２−１と参
照光２−２とは、エリアセンサー９の受光域９１
上で互いにずれて重なり合い、重なり合つた部分
では、干渉による干渉縞２−３があらわれる。干
渉縞２−３のあらわれる領域を、干渉領域とい
う。
なお、エリアセンサー９は、受光素子を２次元
的にアレイ配列した固体撮影素子である。
的にアレイ配列した固体撮影素子である。
さて、第２図下部に示すように、測定光の波面
すなわち、測定波面をＷ（Ｘ）、参照光の波面、す
なわち、参照波面を、Ｗ（Ｘ＋Ｓ）と表すことに
する。Ｓは両波面の横方向のずれ量であつて、第
１図に即して云えば、平行プレート６による参照
光の横ずれ量によつて定まる。
すなわち、測定波面をＷ（Ｘ）、参照光の波面、す
なわち、参照波面を、Ｗ（Ｘ＋Ｓ）と表すことに
する。Ｓは両波面の横方向のずれ量であつて、第
１図に即して云えば、平行プレート６による参照
光の横ずれ量によつて定まる。
なお、波面Ｗ（Ｘ）、Ｗ（Ｘ＋Ｓ）は、本来、被
測定物体１０の形状測定面の形状と、相似的に対
応するべきものであるが、第２図では、説明を一
般的とするため、一般的な形状が示されている。
測定物体１０の形状測定面の形状と、相似的に対
応するべきものであるが、第２図では、説明を一
般的とするため、一般的な形状が示されている。
さて、測定波面Ｗ（Ｘ）と参照波面Ｗ（Ｘ＋Ｓ）
とは、互いに、ずれ量Ｓのため、位相がずれてい
る。
とは、互いに、ずれ量Ｓのため、位相がずれてい
る。
ところで、平面鏡４は圧電素子５の作用によつ
て、鏡面に直交する方向へ変位しうるようになつ
ている。これにより、参照光の光路長を調整しう
るようになつている。
て、鏡面に直交する方向へ変位しうるようになつ
ている。これにより、参照光の光路長を調整しう
るようになつている。
平面鏡４をこのように変位させると、参照光は
平面鏡４による反射光の部分が横方向へずれる
が、後述するように、平面鏡４の変位量は、レー
ザー光の波長の程度の微小距離であり、従つて、
平面鏡の変位に起因する参照光の横ずれが、前述
のずれ量Ｓに与える影響は無視しうる。
平面鏡４による反射光の部分が横方向へずれる
が、後述するように、平面鏡４の変位量は、レー
ザー光の波長の程度の微小距離であり、従つて、
平面鏡の変位に起因する参照光の横ずれが、前述
のずれ量Ｓに与える影響は無視しうる。
さて、測定波面Ｗ（Ｘ）、参照波面Ｗ（Ｘ＋Ｓ）
との間の、位相差を、第２図最下図の如く△Ｗ
（Ｘ）と表す。もちろん、この位相差は、干渉領
域おいてのみ意味を有する。
との間の、位相差を、第２図最下図の如く△Ｗ
（Ｘ）と表す。もちろん、この位相差は、干渉領
域おいてのみ意味を有する。
ところで、この位相差△Ｗ（Ｘ）
△Ｗ（Ｘ）＝Ｗ（Ｘ＋Ｓ）−Ｗ（Ｘ）
で与えられ、ずれ量Ｓが小さいときは、Ｓの２次
以上の微小頃を切すてて、 △Ｗ（Ｘ）＝dW／dX・Ｓ (1) と与えられる。従つて、(1)式が成立つ程度の大き
さに、ずれ量Ｓを設定するならば、測定波面Ｗ
（Ｘ）は、△Ｗ（Ｘ）／Ｓを加算して、すなわち、積分 １／Ｓ∫△Ｗ（ｘ）dx (2) を実行することによつて、特定することができ
る。結局、位相差△Ｗ（Ｘ）の加算によつて、被
測定物体の形状測定面の形状を特定できるのであ
る。
以上の微小頃を切すてて、 △Ｗ（Ｘ）＝dW／dX・Ｓ (1) と与えられる。従つて、(1)式が成立つ程度の大き
さに、ずれ量Ｓを設定するならば、測定波面Ｗ
（Ｘ）は、△Ｗ（Ｘ）／Ｓを加算して、すなわち、積分 １／Ｓ∫△Ｗ（ｘ）dx (2) を実行することによつて、特定することができ
る。結局、位相差△Ｗ（Ｘ）の加算によつて、被
測定物体の形状測定面の形状を特定できるのであ
る。
位相差△Ｗ（Ｘ）を求めるには、以下の如くす
る。
る。
測定光と参照光の光路差をｌとすると、エリア
センサー９の受光域９１（第２図）上の測定光２
−１は、ａを振幅、ｉを虚数単位、波数ｋ＝2π／λ （λは波長）として、 Ａ（ｘ）＝aexp〔i2k.W（ｘ）〕 (3) と与えられ、参照光２−２は、ｂを振幅として、 Ｂ（Ｘ＋ｓ）＝bexp〔i2k.（Ｗ（ｘ＋ｓ）＋ｌ）〕(4
) と与えられる。
センサー９の受光域９１（第２図）上の測定光２
−１は、ａを振幅、ｉを虚数単位、波数ｋ＝2π／λ （λは波長）として、 Ａ（ｘ）＝aexp〔i2k.W（ｘ）〕 (3) と与えられ、参照光２−２は、ｂを振幅として、 Ｂ（Ｘ＋ｓ）＝bexp〔i2k.（Ｗ（ｘ＋ｓ）＋ｌ）〕(4
) と与えられる。
これから、干渉領域における、干渉縞２−３の
光強度分布Io（x.l）は、周知の如く、 Io（x.l）＝a2＋b2＋2abcos2k〔Ｗ（ｘ）−Ｗ（ｘ＋
Ｓ）−ｌ〕 (5) と与えられる。このままでは、とりあつかいが面
倒なので、(5)式の両辺を（a2＋b2）で除して規格
化する。
光強度分布Io（x.l）は、周知の如く、 Io（x.l）＝a2＋b2＋2abcos2k〔Ｗ（ｘ）−Ｗ（ｘ＋
Ｓ）−ｌ〕 (5) と与えられる。このままでは、とりあつかいが面
倒なので、(5)式の両辺を（a2＋b2）で除して規格
化する。
Ｉ（X.l）＝１＋γcos2k
〔Ｗ(x)−Ｗ(x+s)−ｌ〕 (6)
ここに、γ＝2ab／a2＋b2
(6)式を、ｌについてフーリエ変換すると、ξ＝
２・klとして、 Ｉ（ｘ，ｌ）＝１／２ap＋∞ 〓n=1 aocos nξ＋∞ 〓n=1 bosinnξ (7) ao＝∫I（x.l）cos nξdξ (8) bo＝∫I（x.l）sin nξdξ (9) となる。
２・klとして、 Ｉ（ｘ，ｌ）＝１／２ap＋∞ 〓n=1 aocos nξ＋∞ 〓n=1 bosinnξ (7) ao＝∫I（x.l）cos nξdξ (8) bo＝∫I（x.l）sin nξdξ (9) となる。
(6)式と、(7)式とを比較すると、(6)式は、ｎ＝２
以上の振動成分を含まないから、ｎ＞１のｎに対
して、ao＝bo＝op従つて、(7)式は、 Ｉ（x.l）＝１／２ap＋a1cosξ＋b1sinξ ＝１／２ap＋a1cos2kl＋b1sin2kl (7) となる。
以上の振動成分を含まないから、ｎ＞１のｎに対
して、ao＝bo＝op従つて、(7)式は、 Ｉ（x.l）＝１／２ap＋a1cosξ＋b1sinξ ＝１／２ap＋a1cos2kl＋b1sin2kl (7) となる。
一方、(6)式は、△Ｗ＝Ｗ（ｘ）−Ｗ（ｘ＋Ｓ）で
あることに着目すると、 Ｉ（x.l）＝１＋γ cos2k△W. cos2kl＋γsin2k.△Wsin2kl (6)′ となる。これから、 a0＝2. a1＝γcos2k△Ｗ，b1＝γsin2k△Ｗ が得られる。従つて、 tan2k△Ｗ＝b1／a1 となり、これから、位相差△Ｗは、 △Ｗ＝１／2k2tan-1b1／a1 (10) で与えられる。
あることに着目すると、 Ｉ（x.l）＝１＋γ cos2k△W. cos2kl＋γsin2k.△Wsin2kl (6)′ となる。これから、 a0＝2. a1＝γcos2k△Ｗ，b1＝γsin2k△Ｗ が得られる。従つて、 tan2k△Ｗ＝b1／a1 となり、これから、位相差△Ｗは、 △Ｗ＝１／2k2tan-1b1／a1 (10) で与えられる。
a1，b1は、ｎ＞１のｎが全て０であることに
注目すると、式(8)，(9)から、 a1＝∫I（x.l）cosξdξ （8′） b1＝∫I（x.l）sinξdξ （9′） で与えられる。
注目すると、式(8)，(9)から、 a1＝∫I（x.l）cosξdξ （8′） b1＝∫I（x.l）sinξdξ （9′） で与えられる。
この積分は、近似的に以下の如く実行される。
すなわち、測定光と参照光との光路差ｌは、先に
のべたように、圧電素子５によつて平面鏡４を、
変位させることによつて変化させることができ
る。そこで、波最入の11／2Nを１ステツプとして、 圧電素子５により、平面鏡４をＮ段階に変位させ
る。
すなわち、測定光と参照光との光路差ｌは、先に
のべたように、圧電素子５によつて平面鏡４を、
変位させることによつて変化させることができ
る。そこで、波最入の11／2Nを１ステツプとして、 圧電素子５により、平面鏡４をＮ段階に変位させ
る。
これにより、ｌは、λ／2Nきざみでλ／２だけ変化
する。各ステツプにおけるｌを、
lj＝λ／2Nｊ
とあらわせば、式（8′），（9′）は、それぞれ、
a1＝kλ／ＮN
〓j=1
Ｉ（x.lj）cos2klj （8″）
b1＝kλ／ＮN
〓j=1
Ｉ（x.lj）sin2klj （9″）
となるから、結局、位相差△Ｗは、
で与えられる。
従つて、△Ｗ（ｘ）を得るには、次のようにす
れば良い。
れば良い。
すなわち、干渉領域の各点Ｘにおける、光強度
Ｉ（x.lj）を、エリアセンサー９により測定し、
この測定値にcos2klj，sin2kljをかけて、Ｉ（x.lj）
cos2klj，Ｉ（x.lj）sin2kljを算出する。圧電素子
５による平面鏡４のＮステツプの変位の各ステツ
プごとに、これを繰返し、各算出値を順次加算し
て、N 〓j=1 Ｉ（x.lj）cos2klj，N 〓j=1 Ｉ（x.lj）sin2kljを
得、前者で後者を除して、その逆正接関数値を
得、これに1/2kをかければ、式１１の値が得ら
れる。
Ｉ（x.lj）を、エリアセンサー９により測定し、
この測定値にcos2klj，sin2kljをかけて、Ｉ（x.lj）
cos2klj，Ｉ（x.lj）sin2kljを算出する。圧電素子
５による平面鏡４のＮステツプの変位の各ステツ
プごとに、これを繰返し、各算出値を順次加算し
て、N 〓j=1 Ｉ（x.lj）cos2klj，N 〓j=1 Ｉ（x.lj）sin2kljを
得、前者で後者を除して、その逆正接関数値を
得、これに1/2kをかければ、式１１の値が得ら
れる。
あとは、この位相差△Ｗ（ｘ）を用い、(2)式に
従つて位相差を加算すれば、測定波面Ｗ（ｘ）を
特定することができる。つづいて、平行プレート
６を光軸に平行な軸のまわりに90度回転させ、測
定波面と参照波面を、Ｘ軸と直交するｙ方向へず
らし、ｙ方向に関する同様の測定を行つて、測定
波面Ｗ，ｙを特定しＷ（ｘ），Ｗ（ｙ）から、被測
定物体１０の形状測定面の形状を特定することが
できる。
従つて位相差を加算すれば、測定波面Ｗ（ｘ）を
特定することができる。つづいて、平行プレート
６を光軸に平行な軸のまわりに90度回転させ、測
定波面と参照波面を、Ｘ軸と直交するｙ方向へず
らし、ｙ方向に関する同様の測定を行つて、測定
波面Ｗ，ｙを特定しＷ（ｘ），Ｗ（ｙ）から、被測
定物体１０の形状測定面の形状を特定することが
できる。
以上が、波面形状測定方式のあらましである。
例えば、位相差△Ｗ（ｘ）が第３図の上図の如
きものであつたとすれば、これを加算して得られ
る波面の形状は、第３図下図の如きものとなる。
きものであつたとすれば、これを加算して得られ
る波面の形状は、第３図下図の如きものとなる。
第４図に、実際の測定結果の１例を示す。
さて、第１図の波面形状測定装置では、測定光
が、ビームスプリツター２，７、結像レンズL4
を介してエリアセンサー９に到り、参照光が平面
鏡４、平行プレート６、ビームスプリツター７、
結像レンズL4を介してエリアセンサー９に到る
ようになつているため、測定に際しては、測定装
置に対し、万全の防振対策が必要となる。すなわ
ち、振動により、測定光、参照光の各光路を構成
する光学系の相対的な位置関係がくるうと、測定
精度にただちに悪影響を及ぼすのである。
が、ビームスプリツター２，７、結像レンズL4
を介してエリアセンサー９に到り、参照光が平面
鏡４、平行プレート６、ビームスプリツター７、
結像レンズL4を介してエリアセンサー９に到る
ようになつているため、測定に際しては、測定装
置に対し、万全の防振対策が必要となる。すなわ
ち、振動により、測定光、参照光の各光路を構成
する光学系の相対的な位置関係がくるうと、測定
精度にただちに悪影響を及ぼすのである。
（目的）
そこで、本発明は、耐振動性にすぐれ、かつコ
ンパクトな、波面形状測定位置の提供を目的とす
る。
ンパクトな、波面形状測定位置の提供を目的とす
る。
（構成）
以下、本発明を説明する。
本発明の波面形状測定装置は、集光レンズと、
ハーフミラーあるいはビームスプリツターと、第
１および第２の平面鏡を有する。
ハーフミラーあるいはビームスプリツターと、第
１および第２の平面鏡を有する。
集光レンズは、測定波面の情報を有する情報光
を集束させる。
を集束させる。
ハーフミラーあるいはビームスプリツターは、
集光レンズによる集束高速を、集束途上におい
て、測定光と参照光とに分割する。
集光レンズによる集束高速を、集束途上におい
て、測定光と参照光とに分割する。
第１の平面鏡は、測定光と参照光とに分割され
た光束の一方の集束位置において、光束光軸に直
交するように配備される。光束光軸とは、上記集
光レンズの光軸を通つた光線に合致する光軸をい
う。
た光束の一方の集束位置において、光束光軸に直
交するように配備される。光束光軸とは、上記集
光レンズの光軸を通つた光線に合致する光軸をい
う。
第２の平面鏡は、２分割された光束の他方の集
束位置において、光束光軸に対して傾いて配備さ
れる。
束位置において、光束光軸に対して傾いて配備さ
れる。
そして、これら第１および第２の平面鏡のうち
の任意の一方が、圧電素子により変位させられ
て、測定光と参照光の光路長差ｌを変化させる。
の任意の一方が、圧電素子により変位させられ
て、測定光と参照光の光路長差ｌを変化させる。
以下、図面を参照しながら、具体的に説明す
る。
る。
第５図は、本発明の１実施例を示している。な
お、繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思わ
れるものについては、第１図におけると同一の符
号を付した。
お、繁雑を避けるため、混同の虞れがないと思わ
れるものについては、第１図におけると同一の符
号を付した。
図中に新たにあらわれた符号につき説明する
と、符号L5は、集光レンズ、符号８，１１２は
ビームスプリツター、符号１１は第１の平面鏡、
符号１２は第２の平面鏡を示す。
と、符号L5は、集光レンズ、符号８，１１２は
ビームスプリツター、符号１１は第１の平面鏡、
符号１２は第２の平面鏡を示す。
レーザー光源１よりの光は、コリメートレンズ
L2，L3により平行光束化され、ビームスプリツ
ター１１２、レンズL3を介して、被測定物体１
０に照射される。被測定物体１０からの反射光す
なわち情報光は、レンズL3、ビームスプリツタ
ー１１２を介して、集光レンズL5に入射し、同
集光レンズL5により集束光束となつてビームス
プリツター８に入射し、ビームスプリツター８に
より、集束途上で２光束に分割され、分割された
光束の一方は、平面鏡１１上に、又、他方は平面
鏡１２の上にそれぞれ集束する。
L2，L3により平行光束化され、ビームスプリツ
ター１１２、レンズL3を介して、被測定物体１
０に照射される。被測定物体１０からの反射光す
なわち情報光は、レンズL3、ビームスプリツタ
ー１１２を介して、集光レンズL5に入射し、同
集光レンズL5により集束光束となつてビームス
プリツター８に入射し、ビームスプリツター８に
より、集束途上で２光束に分割され、分割された
光束の一方は、平面鏡１１上に、又、他方は平面
鏡１２の上にそれぞれ集束する。
平面鏡１１は、これに入射する集束光束の光束
光軸に直交的である。従つて、この平面鏡１１に
反射された光は、入射方向へと進行し、ビームス
プリツター８、結像レンズL4を介して、エリア
センサー９に到る。
光軸に直交的である。従つて、この平面鏡１１に
反射された光は、入射方向へと進行し、ビームス
プリツター８、結像レンズL4を介して、エリア
センサー９に到る。
一方、平面鏡１２は、これに集束的に入射する
光の光軸に対して、微小角θだけ傾いており、従
つて、この平面鏡１２による反射光の光軸方向
は、入射光軸に対し、２θだけ傾く。この反射光
はビームスプリツター８、結像レンズL4を介し
てエリアセンサー９にいたる。なお、平面鏡１２
における反射点は、結像レンズL4の焦点となつ
ているので、エリアセンサー９に入射する測定光
と参照光とはともに光軸が平行となつている。
光の光軸に対して、微小角θだけ傾いており、従
つて、この平面鏡１２による反射光の光軸方向
は、入射光軸に対し、２θだけ傾く。この反射光
はビームスプリツター８、結像レンズL4を介し
てエリアセンサー９にいたる。なお、平面鏡１２
における反射点は、結像レンズL4の焦点となつ
ているので、エリアセンサー９に入射する測定光
と参照光とはともに光軸が平行となつている。
上記説明でわかるように、本発明の装置におい
ては情報光を測定光と参照光に分けるのは、ハー
フミラーもしくは、ビームスプリツター、この実
施例ではビームスプリツター８により行なわれ
る。また、測定波面と参照波面を、光の進光方向
に対して横方向へずらすのは、第２の平面鏡によ
つて行なわれる。
ては情報光を測定光と参照光に分けるのは、ハー
フミラーもしくは、ビームスプリツター、この実
施例ではビームスプリツター８により行なわれ
る。また、測定波面と参照波面を、光の進光方向
に対して横方向へずらすのは、第２の平面鏡によ
つて行なわれる。
平面鏡１１は、圧電素子５によつて、鏡面に直
交する方向へ変換させられる。
交する方向へ変換させられる。
波面形状の測定は、圧電素子５によつて光路長
を変化させつつ、エリアセンサー９により、干渉
領域における各点の光強度を測定し、その測定値
に所定の演算を施して位相差△Ｗ（ｘ）を得（第
（１１）式）、これを、(2)式に従つて加算すること
により行なわれる。Ｙ方向の測定は、平面鏡１２
を、入射光軸のまわりに90゜回転させて、△Ｗ
（ｙ）を得、これを加算する。
を変化させつつ、エリアセンサー９により、干渉
領域における各点の光強度を測定し、その測定値
に所定の演算を施して位相差△Ｗ（ｘ）を得（第
（１１）式）、これを、(2)式に従つて加算すること
により行なわれる。Ｙ方向の測定は、平面鏡１２
を、入射光軸のまわりに90゜回転させて、△Ｗ
（ｙ）を得、これを加算する。
第６図は、本発明の他の実施例を示す。第５図
に示す実施例では、被測定物体１０の形状を、結
像関係により、波面形状として相似的に再現し、
この波面形状を測定することにより、被測定物体
の形状を特定した。第６図に示す実施例では、被
検レンズＬによる波面の形状そのものを測定す
る。これにより被検レンズＬのレンズ機能を容易
にチエツクできる。なお、光路長の変化を、第２
の平面鏡の変位で行うこともできる。また、ビー
ムスプリツターにかえてハーフミラーを用いるこ
とができることはいうまでもない。
に示す実施例では、被測定物体１０の形状を、結
像関係により、波面形状として相似的に再現し、
この波面形状を測定することにより、被測定物体
の形状を特定した。第６図に示す実施例では、被
検レンズＬによる波面の形状そのものを測定す
る。これにより被検レンズＬのレンズ機能を容易
にチエツクできる。なお、光路長の変化を、第２
の平面鏡の変位で行うこともできる。また、ビー
ムスプリツターにかえてハーフミラーを用いるこ
とができることはいうまでもない。
（効果）
以上、本発明によれば、新規な波面形状測定装
置を提供できる。
置を提供できる。
この波面形状測定装置では、測定光と参照光と
が通過する光学系の大部分が互いに共通してお
り、従つて耐振動性に優れ、又、装置全体のコン
パクト化が可能である。
が通過する光学系の大部分が互いに共通してお
り、従つて耐振動性に優れ、又、装置全体のコン
パクト化が可能である。
第１図ないし第４図は、波面形状測定方式を説
明するための図、第５図は本発明の１実施例を示
す図、第６図は、本発明の別実施例を示す図であ
る。 １……レーザー光源、L2，L3……コリメータ
ーレンズ、８，１２……ビームスプリツター、
L3……照明用のレンズ、L4……結像レンズ、L5
……集光レンズ、１１……第１の平面鏡、１２…
…第２の平面鏡、５……圧電素子、Ｌ……被検レ
ンズ。
明するための図、第５図は本発明の１実施例を示
す図、第６図は、本発明の別実施例を示す図であ
る。 １……レーザー光源、L2，L3……コリメータ
ーレンズ、８，１２……ビームスプリツター、
L3……照明用のレンズ、L4……結像レンズ、L5
……集光レンズ、１１……第１の平面鏡、１２…
…第２の平面鏡、５……圧電素子、Ｌ……被検レ
ンズ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 形状を測定すべき測定波面と、この波面を、
光の進行方向に対して横にずらした参照波面とを
作り、一方の波面を作る光の光路長を変化させ
て、両者の干渉領域の各点における、両波面の位
相差を測定し、この位相差を加算して、測定波面
の形状を特定する、波面形状測定方式において、 測定波面の情報を有する情報光を集束させる集
光レンズと、 この集光レンズによる集束光束を、集束途上に
おいて２分割するハーフミラーもしくはビームス
プリツターと、 上記ハーフミラーもしくはビームスプリツター
により２分割された光束の一方の集束位置におい
て、光束光軸に直交するように配備される第１の
平面鏡と、 上記２分割された光束の他方の集束位置におい
て、光束光軸に対し傾いて配備される第２の平面
鏡とを有し、 上記第１および第２の平面鏡の任意の一方を、
圧電素子によつて変位させて、光路長を変化させ
るようにしたことを特徴とする、波面形状測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58163494A JPS6055213A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 波面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58163494A JPS6055213A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 波面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6055213A JPS6055213A (ja) | 1985-03-30 |
| JPH047446B2 true JPH047446B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15774928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58163494A Granted JPS6055213A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 波面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6055213A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0613443Y2 (ja) * | 1985-04-22 | 1994-04-06 | 株式会社リコー | 波面形状測定器 |
| US4743118A (en) * | 1985-04-04 | 1988-05-10 | Ricoh Company, Ltd. | Method of detecting origin of shear and measuring amount of shear in shearing interferometer systems |
| JPH02238306A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Ricoh Co Ltd | 微小変位測定装置 |
| EP3055729A1 (en) * | 2013-10-07 | 2016-08-17 | Ramot at Tel-Aviv University Ltd. | Polarization-independent differential interference contrast optical arrangement |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58163494A patent/JPS6055213A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6055213A (ja) | 1985-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2752003B2 (ja) | 走査機能を備えた検査干渉計 | |
| KR100225923B1 (ko) | 이상 회절 간섭계 | |
| JPH0712535A (ja) | 干渉計 | |
| TWI408356B (zh) | 反射式散射儀 | |
| JP2000501508A (ja) | 半導体ウエファの厚さ誤差測定用干渉計 | |
| JP2010121960A (ja) | 測定装置及び被検物の測定方法 | |
| CN110132125A (zh) | 光栅剪切干涉光学元件缺陷检测装置与检测方法 | |
| JPH0324432A (ja) | 光学系、特に眼鏡用レンズの位相検出検査用光学装置 | |
| CN105758381A (zh) | 一种基于频谱分析的摄像头模组倾斜探测方法 | |
| JP2003302205A (ja) | シアリング干渉測定方法及びシアリング干渉計、投影光学系の製造方法、投影光学系、及び投影露光装置 | |
| JP2001235317A (ja) | 光学球面曲率半径測定装置 | |
| JPH047446B2 (ja) | ||
| JPH0611323A (ja) | 形状測定装置 | |
| US11841218B2 (en) | System and method of measuring surface topography | |
| JPS6024401B2 (ja) | 被測定物の物理定数を測定する方法 | |
| JP2000097657A (ja) | 干渉計 | |
| JPH047447B2 (ja) | ||
| JPH1047938A (ja) | レーザビーム拡がり角測定装置 | |
| KR101464695B1 (ko) | 멀티 간섭 위상 동시 측정기능을 갖는 간섭계 | |
| JPS6365882B2 (ja) | ||
| JPS60211306A (ja) | 縞走査シエアリング干渉測定装置における光学系調整方法 | |
| JP2003106934A (ja) | 光路長測定装置及び方法、厚さ測定装置及び方法、屈折率分布傾斜成分測定装置及び方法 | |
| JP3410800B2 (ja) | 耐振動型干渉計 | |
| JPH0828319B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| JPH11325848A (ja) | 非球面形状測定装置 |