JPH047447B2 - - Google Patents
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- JPH047447B2 JPH047447B2 JP58163495A JP16349583A JPH047447B2 JP H047447 B2 JPH047447 B2 JP H047447B2 JP 58163495 A JP58163495 A JP 58163495A JP 16349583 A JP16349583 A JP 16349583A JP H047447 B2 JPH047447 B2 JP H047447B2
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- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (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、測定波面の波
面形状を特定する、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、測定波面の波
面形状を特定する、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して、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して、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
ぶかは、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
ぶかは、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像素子である。
的にアレイ配列した固体撮像素子である。
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ΔW
（Ｘ）と表す。もちろん、この位相差は、干渉領
域に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ΔW
（Ｘ）と表す。もちろん、この位相差は、干渉領
域においてのみ意味を有する。
ところで、この位相差ΔW（Ｘ）は
ΔW（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
以上の微小項を切すてて、 ΔW（ｘ）＝∂W／∂X・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、ΔW（ｘ）／Ｓを加算して、すなわち、積分 １／Ｓ∫ΔW（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。
以上の微小項を切すてて、 ΔW（ｘ）＝∂W／∂X・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、ΔW（ｘ）／Ｓを加算して、すなわち、積分 １／Ｓ∫ΔW（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ΔW（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）＝ａ exp〔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） ＝ｂ exp〔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）＝ａ exp〔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） ＝ｂ exp〔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I0（X.l）は、周知の如く、 I0（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I0（X.l）は、周知の如く、 I0（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＝
2klとして、 Ｉ(X.l)＝１／２a0＋∞ 〓n=1 aocosnξ＋∞ 〓n=1 bosinnξ (7) ao＝∫I（X.l）cosnξdξ (8) bo＝∫I（X.l）sinnξdξ (9) となる。
2klとして、 Ｉ(X.l)＝１／２a0＋∞ 〓n=1 aocosnξ＋∞ 〓n=1 bosinnξ (7) ao＝∫I（X.l）cosnξdξ (8) bo＝∫I（X.l）sinnξdξ (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＝00従つて、(7)式は、 Ｉ（X.l）＝１／２a0＋a1cosξ＋b1sinξ ＝１／２a0＋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＝00従つて、(7)式は、 Ｉ（X.l）＝１／２a0＋a1cosξ＋b1sinξ ＝１／２a0＋a1cos2kl＋b1sin2kl （7′） となる。
一方、(6)式は、ΔW＝Ｗ（Ｘ）−Ｗ（Ｘ＋Ｓ）で
あることに着目すると、 Ｉ（X.l）＝１＋γcos2kΔW.cos2kl ＋γsin2kΔW.sin2kl （6′） となる。これから、 a0＝２，a1＝γcos2kΔW，b1＝γsin2kΔW が得られる。従つて、 tan2kΔW＝b1／a1 となり、これから、位相差ΔWは、 ΔW＝１／2ktan-1b1／a1 (10) で与えられる。
あることに着目すると、 Ｉ（X.l）＝１＋γcos2kΔW.cos2kl ＋γsin2kΔW.sin2kl （6′） となる。これから、 a0＝２，a1＝γcos2kΔW，b1＝γsin2kΔW が得られる。従つて、 tan2kΔW＝b1／a1 となり、これから、位相差ΔWは、 ΔW＝１／2ktan-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。
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。
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、波長λの１／2N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。
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、波長λの１／2N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ΔWは、
で与えられる。
従つて、ΔW（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ΔW（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を光軸のまわりに90度回転して、測定波面と参
照波面をＸ軸に直交するＹ方向へずらし、上記の
プロセスでＷ（Ｙ）を求めればＷ（Ｘ），Ｗ（Ｙ）か
ら、被測定物体１０の形状測定面の形状を特定で
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を光軸のまわりに90度回転して、測定波面と参
照波面をＸ軸に直交するＹ方向へずらし、上記の
プロセスでＷ（Ｙ）を求めればＷ（Ｘ），Ｗ（Ｙ）か
ら、被測定物体１０の形状測定面の形状を特定で
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ΔW（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、波面形状測定装置の提供を目的とす
る。
ンパクトな、波面形状測定装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、ハーフミラーと
平面鏡とにより特徴づけられる。
平面鏡とにより特徴づけられる。
ハーフミラーと平面鏡とは、互いに近接対向し
て、且つ、各々の鏡面が互いに平行となるように
配備される。平面鏡は圧電素子により、鏡面に直
交する方向へ変位させられうる。
て、且つ、各々の鏡面が互いに平行となるように
配備される。平面鏡は圧電素子により、鏡面に直
交する方向へ変位させられうる。
情報光は、ハーフミラーに入射し、測定光と参
照光とに分割される。ハーフミラーを透過した光
は、平面鏡に反射され、ハーフミラーを再度透過
することにより、ハーフミラーに反射された光に
対し、光の進行方向に対して横方向にずれる。こ
れによつて、測定光と参照光との横ずれが実現す
る。また、圧電素子により、平面鏡を変位させる
ことにより、位相差ΔW（Ｘ）の決定に必要な光
路長変化が実現される。
照光とに分割される。ハーフミラーを透過した光
は、平面鏡に反射され、ハーフミラーを再度透過
することにより、ハーフミラーに反射された光に
対し、光の進行方向に対して横方向にずれる。こ
れによつて、測定光と参照光との横ずれが実現す
る。また、圧電素子により、平面鏡を変位させる
ことにより、位相差ΔW（Ｘ）の決定に必要な光
路長変化が実現される。
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８はハーフミラー、符号１１は平面鏡を
示す。
と、符号８はハーフミラー、符号１１は平面鏡を
示す。
これらハーフミラー８、平面鏡１１が、本発明
の特徴部分を構成する。
の特徴部分を構成する。
ハーフミラー８は、図の如く、情報光、すなわ
ち、被測定物体１０側からの光に対し、45度傾い
た態位に固定的に配備されており、平面鏡１１に
面する側の面が半透面になつている。
ち、被測定物体１０側からの光に対し、45度傾い
た態位に固定的に配備されており、平面鏡１１に
面する側の面が半透面になつている。
平面鏡１１は、ハーフミラー８に平行に近接対
向して配備され、圧電素子５により、鏡面に直交
する方向へ変位させられるようになつている。ま
た、ハーフミラー８の、半透面と逆の面は反射防
止処理を施されている。
向して配備され、圧電素子５により、鏡面に直交
する方向へ変位させられるようになつている。ま
た、ハーフミラー８の、半透面と逆の面は反射防
止処理を施されている。
従つて、第５図の如く、情報光がハーフミラー
８に入射すると、その一部はハーフミラー８の半
透面を透過し、他は半透面により反射される。か
くして、情報光は測定光と参照光とに分割され
る。ハーフミラー８を透過した光（破線で示す）
は、平面鏡１１に反射されて、ハーフミラー８を
再度透過して、ハーフミラー８に反射された光
（実線で示す）と平行かつ、進行方向に対し、横
方向にずれた光となる。その後、測定光、参照光
は、結像レンズL4を介して、エリアセンサー９
にいたる。
８に入射すると、その一部はハーフミラー８の半
透面を透過し、他は半透面により反射される。か
くして、情報光は測定光と参照光とに分割され
る。ハーフミラー８を透過した光（破線で示す）
は、平面鏡１１に反射されて、ハーフミラー８を
再度透過して、ハーフミラー８に反射された光
（実線で示す）と平行かつ、進行方向に対し、横
方向にずれた光となる。その後、測定光、参照光
は、結像レンズL4を介して、エリアセンサー９
にいたる。
平面鏡１１を、圧電素子５で変位させることに
より、破線で示す光路長まを変化させることがで
きる。
より、破線で示す光路長まを変化させることがで
きる。
従つて、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、測定値に所定の演算を
施して、測定、参照両波面の位相差ΔW（Ｘ）（第
（11）式）を得、これを(2)式に従つて加算するこ
とにより、測定波面の形状Ｗ（Ｘ）を得、被測定
物体１０を入射光軸のまわりに90゜回転し、同様
のプロセスでＷ（Ｙ）を得ればこれらＷ（Ｘ），Ｗ
（Ｙ）から被測定物体１０の形状測定面の形状を
特定できる。
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、測定値に所定の演算を
施して、測定、参照両波面の位相差ΔW（Ｘ）（第
（11）式）を得、これを(2)式に従つて加算するこ
とにより、測定波面の形状Ｗ（Ｘ）を得、被測定
物体１０を入射光軸のまわりに90゜回転し、同様
のプロセスでＷ（Ｙ）を得ればこれらＷ（Ｘ），Ｗ
（Ｙ）から被測定物体１０の形状測定面の形状を
特定できる。
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。
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。
（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。
この装置では、測定光、参照光の光路を構成す
る光学系の大部分が共通しているので、振動に対
する耐性にすぐれ、また装置をコンパクト化する
ことが可能である。
る光学系の大部分が共通しているので、振動に対
する耐性にすぐれ、また装置をコンパクト化する
ことが可能である。
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、L1，L2……コリメータ
ーレンズ、L4……結像レンズ、８……ハーフミ
ラー、１１……平面鏡、５……圧電素子、１０…
…被測定物体。
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、L1，L2……コリメータ
ーレンズ、L4……結像レンズ、８……ハーフミ
ラー、１１……平面鏡、５……圧電素子、１０…
…被測定物体。
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、測定波面の波
面形状を特定する、波面形状測定方式において、 ハーフミラーと、このハーフミラーに近接対向
して、その鏡面を上記ハーフミラーと平行になる
ように配備される平面鏡とを有し、 測定波面の情報を有する情報光を、上記ハーフ
ミラーに入射させて、測定光と参照光とに分割
し、上記ハーフミラーを透過した光を上記平面鏡
により反射させ上記ハーフミラーを再度透過させ
ることにより、測定光と参照光とを、光の進光方
向に対して横にずらすようにし、且つ、上記平面
鏡を圧電素子により、鏡面に直交する方向へ変位
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 |
|---|---|---|---|
| JP58163495A JPS6055214A (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 |
|---|---|---|---|
| JP58163495A JPS6055214A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 波面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6055214A JPS6055214A (ja) | 1985-03-30 |
| JPH047447B2 true JPH047447B2 (ja) | 1992-02-12 |
Family
ID=15774948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58163495A Granted JPS6055214A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | 波面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6055214A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4681451A (en) * | 1986-02-28 | 1987-07-21 | Polaroid Corporation | Optical proximity imaging method and apparatus |
-
1983
- 1983-09-06 JP JP58163495A patent/JPS6055214A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6055214A (ja) | 1985-03-30 |
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