JPH0571913A - Interferometer - Google Patents

Interferometer

Info

Publication number
JPH0571913A
JPH0571913A JP3232046A JP23204691A JPH0571913A JP H0571913 A JPH0571913 A JP H0571913A JP 3232046 A JP3232046 A JP 3232046A JP 23204691 A JP23204691 A JP 23204691A JP H0571913 A JPH0571913 A JP H0571913A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fringe
interference
image
light
fringes
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.)
Pending
Application number
JP3232046A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Yamada
秀則 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP3232046A priority Critical patent/JPH0571913A/en
Publication of JPH0571913A publication Critical patent/JPH0571913A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定光波面形状と基準光波面形状との差が
大きく、それらの干渉によって発生する干渉縞の本数が
多過ぎて前記干渉縞に応じた光強度画像を直接観察する
ことが困難な場合にも、干渉計による被測定物の測定を
可能にすること。 【構成】 被測定光波と基準光波とを干渉させて干渉縞
を発生させる干渉縞発生手段と、前記干渉縞に応じた光
強度画像を観察可能に表示する光強度画像表示手段とを
備えた干渉計において、前記光強度画像表示手段は、参
照縞を形成する参照縞形成手段と、前記参照縞と前記干
渉縞との演算操作により前記干渉縞より縞数の少ない縞
画像を発生させる縞画像発生手段と、前記縞画像を観察
可能に表示する手段と、を備えた干渉計。
(57) [Abstract] [Purpose] The difference between the measured light wavefront shape and the reference light wavefront shape is large, and the number of interference fringes generated by the interference between them is too large. Even if it is difficult to observe, it should be possible to measure the DUT with an interferometer. An interference provided with an interference fringe generating means for interfering a measured light wave and a reference light wave to generate an interference fringe, and a light intensity image display means for observably displaying a light intensity image corresponding to the interference fringe. In the total, the light intensity image display means generates a fringe image that generates a fringe image having a smaller number of fringes than the interference fringes by a reference fringe forming means that forms a reference fringe and a calculation operation of the reference fringes and the interference fringes. An interferometer comprising: means and means for observably displaying the fringe image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定物から反射した
被測定光波と基準光波とを干渉させて干渉縞を発生さ
せ、前記干渉縞に応じた光強度画像を観察できるように
した干渉計に関する。このような干渉計は、被測定物の
形状、傾斜角または位置等を高精度に測定する際に使用
される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention interferes with a light wave to be measured reflected from an object to be measured and a reference light wave to generate interference fringes, so that an optical intensity image corresponding to the interference fringes can be observed. Regarding the total. Such an interferometer is used to measure the shape, inclination angle, position, etc. of the object to be measured with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】.前記干渉計として従来、トワイマング
リーン干渉計やフィゾー干渉計等が知られている。前記
干渉計は、被測定光波と基準光波とを干渉させて干渉縞
を発生させる干渉縞発生手段と、前記干渉縞に応じた光
強度画像を観察可能に表示する光強度画像表示手段とを
備えている。前記被測定光波と基準光波とを干渉させて
干渉縞を発生させる干渉縞発生手段は、例えば、前記被
測定光波と基準光波とを白色板、スリガラス板の表面、
またはCCDカメラの撮像面等に重ねて投影する手段に
よって構成される。また、前記干渉縞に応じた光強度画
像を観察可能に表示する光強度画像表示手段は、前記被
測定光波と基準光波とが重ねて投影される白色板、スリ
ガラス板またはCCDカメラの撮像部とその撮像を表示
するディスプレイによって構成される。
2. Description of the Related Art As the interferometer, a Twyman-Green interferometer, a Fizeau interferometer, etc. are conventionally known. The interferometer includes an interference fringe generating unit that causes interference fringes between a measured light wave and a reference light wave to generate an interference fringe, and a light intensity image display unit that observably displays a light intensity image corresponding to the interference fringe. ing. The interference fringe generating means for generating interference fringes by causing the measured light wave and the reference light wave to interfere with each other, for example, the measured light wave and the reference light wave are a white plate, a surface of a ground glass plate,
Alternatively, it is configured by means for projecting the image on the image pickup surface of the CCD camera or the like. The light intensity image display means for observably displaying a light intensity image corresponding to the interference fringes is a white plate, a ground glass plate, or an image pickup unit of a CCD camera on which the measured light wave and the reference light wave are projected in an overlapping manner. It is composed of a display that displays the image.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記干渉計において、
前記被測定光波と基準光波の波面の形状の差が大きくな
ると干渉縞の本数が増加するため、測定が困難になり、
これが測定範囲を狭くしている。例えば、被測定物が面
の形状であってその面形状が球面からの差が大きい所定
の非理想球面を目標に形成されている場合に、容易に得
られる球面波の基準光波を用いると、前記被測定光波と
基準光波の干渉縞の縞の数が多くなって測定が困難にな
る。このような場合、前記基準光波の波面そのものが、
前記被測定物の理想とする非球面形状となるように、干
渉計の原器を計算機ホログラム等によって構成する試み
も見られるが、このような原器は作成が困難である上、
その作成困難な原器を被測定物の形状毎に揃えなければ
ならないという問題点がある。さらに、そのような原器
は精度の検証が困難である。
In the above interferometer,
Since the number of interference fringes increases as the difference between the shapes of the wavefronts of the measured light wave and the reference light wave increases, measurement becomes difficult,
This narrows the measurement range. For example, when the DUT is a surface shape and the surface shape is formed by targeting a predetermined non-ideal spherical surface having a large difference from the spherical surface, using a reference light wave of a spherical wave that is easily obtained, The number of interference fringes of the measured light wave and the reference light wave increases, which makes measurement difficult. In such a case, the wavefront of the reference light wave itself is
There is also an attempt to configure the prototype of the interferometer with a computer generated hologram or the like so as to have an ideal aspherical shape of the object to be measured, but such a prototype is difficult to make,
There is a problem that the prototypes, which are difficult to make, must be prepared for each shape of the object to be measured. Furthermore, it is difficult to verify the accuracy of such prototypes.

【0004】本発明は前記問題点に鑑み、被測定光波面
形状と基準光波面形状との差が大きく、それらの干渉に
よって発生する干渉縞の本数が多過ぎて前記干渉縞に応
じた光強度画像を直接観察することが困難な場合にも、
干渉計による被測定物の測定を可能にすることを課題と
する。
In view of the above problems, the present invention has a large difference between the measured light wavefront shape and the reference light wavefront shape, and the number of interference fringes generated by the interference between them is too large, and the light intensity corresponding to the interference fringes is large. Even if it is difficult to directly observe the image,
An object is to enable measurement of an object to be measured with an interferometer.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の干渉計は、被測定光波と基準光波とを干渉
させて干渉縞を発生させる干渉縞発生手段と、前記干渉
縞に応じた光強度画像を観察可能に表示する光強度画像
表示手段とを備えた干渉計において、前記光強度画像表
示手段は、参照縞を形成する参照縞形成手段と、前記参
照縞と前記干渉縞との演算操作により前記干渉縞より縞
数の少ない縞画像を発生させる縞画像発生手段と、前記
縞画像を観察可能に表示する手段と、を備えたことを特
徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an interferometer of the present invention comprises an interference fringe generating means for causing an interference fringe by causing an optical wave to be measured and a reference optical wave to interfere with each other, and In an interferometer including a light intensity image display means for observably displaying a corresponding light intensity image, the light intensity image display means comprises a reference fringe forming means for forming a reference fringe, the reference fringe and the interference fringe. A stripe image generating means for generating a stripe image having a smaller number of stripes than the interference fringes by an arithmetic operation of, and a means for displaying the stripe image so that the stripe image can be observed.

【0006】前記本発明において「画像」とは光の2次
元的な強度分布を意味しており、また、「演算操作」と
は、実際の光の2次元的な光強度分布を有する干渉縞お
よび参照縞を重ね合わせる操作、または、二次元平面に
分布する干渉縞および参照縞の画像のそれぞれの光強度
を数値化した画像データどうしを演算する操作を意味す
るものである。前記「演算操作」の具体的な演算の種類
としては、x−y平面における干渉縞画像の光の強度分
布をg1(x,y)とし、参照縞画像の光の強度分布を
2(x,y)とした場合、例えば次のようなものを採
用することが可能である。 (a) g1とg2の和または積のモアレを演算する操
作。
In the present invention, the "image" means a two-dimensional intensity distribution of light, and the "arithmetic operation" means an interference fringe having an actual two-dimensional light intensity distribution of light. And an operation of superimposing reference stripes, or an operation of calculating image data of digitized light intensities of images of interference fringes and reference stripes distributed on a two-dimensional plane. As a specific type of calculation of the “calculation operation”, the light intensity distribution of the interference fringe image on the xy plane is g 1 (x, y), and the light intensity distribution of the reference fringe image is g 2 ( In the case of x, y), for example, the following can be adopted. (A) Operation for calculating moire of the sum or product of g 1 and g 2 .

【0007】前記参照縞を形成する参照縞形成手段は、
例えば、表面に参照縞が印刷された白色板、スリガラ
ス、等から構成することができる。この場合には、前記
被測定光波と基準光波とを、表面に参照縞が印刷された
前記白色板、スリガラスに投影するように構成すればよ
い。また、前記参照縞形成手段は、前記参照縞画像を発
生する画像データを記憶した参照縞画像データ記憶手段
と、この参照縞画像データ記憶手段に記憶された画像デ
ータを読み出して液晶ディスプレイ等に表示する手段等
から構成することもできる。
The reference stripe forming means for forming the reference stripe is
For example, it can be composed of a white plate having a reference stripe printed on the surface, frosted glass, or the like. In this case, the measured light wave and the reference light wave may be configured to be projected onto the white plate or frosted glass having the reference stripes printed on the surface. The reference stripe forming means reads the reference stripe image data storage means that stores the image data for generating the reference stripe image and the image data stored in the reference stripe image data storage means and displays it on a liquid crystal display or the like. It can also be configured by means for doing so.

【0008】また、前記参照縞と前記干渉縞との演算操
作により前記干渉縞より縞数の少ない縞画像を発生させ
る縞画像発生手段は、例えば、前記被測定光波および基
準光波を重ねた光と参照縞画像の投影光とを白色板、ス
リガラス板の表面、CCDカメラの撮像面等に重ねて投
影する手段によって構成したり、また、例えば、前記被
測定光波と基準光波とを重ねた光と参照縞画像の投影光
とをそれぞれ異なるCCDカメラの撮像面に投影する手
段と前記各CCDカメラで撮像され電気信号に変換され
た画像データから和のモアレまたは積のモアレ等を演算
するコンピュータによって構成したりすることができ
る。
Further, the fringe image generating means for generating a fringe image having a smaller number of fringes than the interference fringes by a calculation operation of the reference fringes and the interference fringes is, for example, a light in which the measured light wave and the reference light wave are superposed. The projection light of the reference fringe image is configured by a means for projecting the projection light on the white plate, the surface of the ground glass plate, the image pickup surface of the CCD camera, or the like, or, for example, the light in which the measured light wave and the reference light wave are overlapped. It is configured by means for projecting the projected light of the reference fringe image on the image pickup surfaces of different CCD cameras and a computer for calculating the sum moiré or the product moiré from the image data picked up by each CCD camera and converted into an electric signal. You can

【0009】また、前記縞画像を観察可能に表示する手
段は、前記被測定光波と基準光波とを重ねてた光と参照
縞画像の投影光とが同時に投影される白色板、スリガラ
ス板等によって構成したり、また、前記被測定光波およ
び基準光波を重ねた光を撮像するCCDカメラから出力
された画像データと参照縞画像データ記憶手段から読み
出された参照縞画像データとをコンピュータにより演算
処理して得られる和のモアレまたは積のモアレ等を表示
するCRTディスプレイ等の表示手段によって構成した
りすることができる。
The means for displaying the fringe image so that it can be observed is a white plate, a ground glass plate or the like onto which the light in which the measured light wave and the standard light wave are superimposed and the projection light of the reference fringe image are simultaneously projected. The image data output from the CCD camera for imaging the light in which the measured light wave and the reference light wave are superimposed and the reference fringe image data read from the reference fringe image data storage means are processed by a computer. The display device may be a CRT display or the like that displays the sum moiré or the product moiré obtained by the above.

【0010】[0010]

【作用】前述の構成を備えた干渉計は、前記光強度画像
表示手段が、参照縞を形成する参照縞形成手段と、前記
参照縞と前記干渉縞との演算操作により前記干渉縞より
縞数の少ない縞画像を発生させる縞画像発生手段と、前
記縞画像を観察可能に表示する手段と、を備えているの
で、被測定光波と基準光波との干渉縞の数が多すぎる場
合でも、その干渉縞と適当な参照縞との演算操作によっ
て発生する縞数の少ない縞画像を観察することができ
る。
In the interferometer having the above-mentioned structure, the light intensity image display means forms the reference stripes for forming the reference stripes, and the number of stripes from the interference stripes is calculated by the calculation operation of the reference stripes and the interference stripes. Since it is provided with a stripe image generating means for generating a small stripe image and a means for displaying the stripe image in an observable manner, even when the number of interference fringes between the measured light wave and the reference light wave is too large, It is possible to observe a fringe image with a small number of fringes generated by the calculation operation of the interference fringe and an appropriate reference fringe.

【0011】前記参照縞と前記干渉縞との演算操作によ
り発生する前記干渉縞より縞数の少ない縞画像は、被測
定光波と基準光波との干渉縞と参照縞との間で光学的に
和または積のモアレを発生させたり、前記干渉縞の画像
データおよび参照縞の画像データ間でコンピュータによ
る演算を行って例えば和または積のモアレを発生させた
りすることにより得られる。次に前記参照縞と前記干渉
縞との演算操作により発生する縞画像の代表的なもであ
る、和のモアレおよび積のモアレについて説明する。モ
アレは、重ね方の違いにより和のモアレと積のモアレが
ある。ここでは、画像として一次元の光の強度画像のみ
を考えることにする。重ね合わす2つの縞をf1,f2
するとき、 fwm=f1(x)+f2(x)…………………………(1) と重ねるときに見られるものを和のモアレ、 fsm=f1(x)・f2(x)…………………………(2) と重ねるときに見られるものを積のモアレと呼ぶ。両者
の性質、違いを以下に述べる。
A fringe image having a smaller number of fringes than the interference fringes generated by the calculation operation of the reference fringes and the interference fringes is optically summed between the interference fringes of the measured light wave and the reference light wave and the reference fringes. Alternatively, it can be obtained by generating a product moiré, or performing a calculation by a computer between the image data of the interference fringes and the image data of the reference fringes to generate a moiré of the sum or the product. Next, a sum moiré and a product moiré, which are typical fringe images generated by the calculation operation of the reference fringe and the interference fringe, will be described. Moire has a sum moiré and a product moiré depending on the way of stacking. Here, only a one-dimensional light intensity image will be considered as an image. When the two stripes to be superposed are f 1 and f 2 , fwm = f 1 (x) + f 2 (x) ………………………… (1) Moire, fsm = f 1 (x) ・ f 2 (x) …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ; The properties and differences between the two are described below.

【0012】和のモアレ:画像としての和のモアレは、
通常あまり見られないが、例えば図4に示すようにf1
とf2を各々別のスライド・プロジェクターによって投
影して重ねたときにみられる。(なお、図5に示すよう
に、f1とf2のスライドを重ねて投影させたときに得ら
れる画像は積のモアレである。)画像としては稀であっ
ても、他の物理量ではよく見られる。例えば、ヘテロダ
イン検波、音波のうなりなどは、和のモアレである。簡
単のため正弦波状の縞を考える。第1の縞の波長が、第
2のそれのL倍であるとすると、各々の縞画像は、
Japanese moire: Japanese moire as an image is
Usually, it is not often seen, but for example f 1 as shown in FIG.
And f 2 are projected by different slide projectors and superimposed on each other. (Note that, as shown in FIG. 5, the image obtained by projecting the slides of f 1 and f 2 in an overlapping manner is a product moire.) Even if it is rare as an image, it may be sufficient for other physical quantities. Can be seen. For example, heterodyne detection, sound wave beating, etc. are sum moire. Consider a sinusoidal stripe for simplicity. If the wavelength of the first fringe is L times that of the second, then each fringe image is

【数1】 と表せる。(f1,f2は強度画像なので、必ず0以上と
なる。)但しφは位相差であり、両縞画像のコントラス
トは1で、平均強度は等しいとした。
[Equation 1] Can be expressed as (F 1 and f 2 are intensity images, so they are always 0 or more.) However, φ is a phase difference, the contrast of both fringe images is 1, and the average intensity is assumed to be equal.

【0013】前記数式(3)、(4)で表される縞画像
の和のモアレを作ると、
When the moire of the sum of the striped images represented by the equations (3) and (4) is created,

【数2】 となる。従って、 キャリア波長: λwc=2Lλ1/(L+1)…………………… (6a) 包絡線波長: λwh=2Lλ1/|L−1|…………………… (6b) キャリア位相:φwc=φ/2 …………………………………(7a) 包絡線位相: φwh=−φ/2 …………………………………(7b) となる。図6のように、モアレの波長は包絡線の波長の
1/2に対応するから、 λwm=Lλ1/|L−1| φwm=−φ となる。
[Equation 2] Becomes Accordingly, the carrier wave: λ wc = 2Lλ 1 / ( L + 1) ........................ (6a) envelope Wavelength: λ wh = 2Lλ 1 / | L-1 | ........................ (6b ) Carrier phase: φ wc = φ / 2 …………………………………… (7a) Envelope phase: φ wh = −φ / 2 ……………………………………… (7b) As shown in FIG. 6, since the wavelength of the moire corresponds to 1/2 of the wavelength of the envelope, λwm = Lλ 1 / | L−1 | φwm = −φ.

【0014】以上により、モアレの拡大率R(=モアレ
の波長/第1の縞の波長)は、 R=(λwm/λ1)=L/|L−1|……………………………………(8) となる。逆にLをRで表せば、 L>1のとき: L=R/(R−1)……………………………………(9a) L<1のとき: L=R/(R+1)……………………………………(9b) となる。(6a),(6b)式、(7a),(7b)式から
判るように、第1の縞と第2の縞の位相差φは、キャリ
アとモアレの位相差に影響するが、波長には影響しな
い。
From the above, the expansion rate R of moire (= wavelength of moire / wavelength of first fringe) is R = (λwm / λ 1 ) = L / │L-1│ …………………… ……………… (8) On the contrary, if L is expressed by R, when L> 1: L = R / (R-1) ……………………………… (9a) When L <1: L = R / (R + 1) …………………………………… (9b). As can be seen from the equations (6a), (6b), (7a), and (7b), the phase difference φ between the first fringe and the second fringe affects the phase difference between the carrier and moire, but Does not affect.

【0015】積のモアレ:画像として見られるモアレの
多くは積のモアレである。例えば、f1,f2の画像のス
ライドを2枚重ねにして透かして見たときには積のモア
レが見える。前記(3),(4)式の縞を積で重ね合わ
せると、
Product Moire: Most of the moires seen as images are product moiré. For example, when two slides of the images of f 1 and f 2 are overlapped and seen through, the moire of the product can be seen. When the fringes of the equations (3) and (4) are superposed by the product,

【数3】 となって、式(10)のアンダーラインの部分の寄与に
より、概略の形状は前記和のモアレと一致することが推
察される。積のモアレの例を、対応する和のモアレと共
に図7に示す。図7に示すように積のモアレの周期は対
応する和のモアレのそれと一致していることが推察され
る。積のモアレの包絡線は、
[Equation 3] Therefore, due to the contribution of the underlined portion of Expression (10), it is inferred that the approximate shape matches the moire of the sum. An example of a product moire is shown in FIG. 7 along with the corresponding sum moire. As shown in FIG. 7, it is presumed that the cycle of the product moire matches that of the corresponding sum moire. The envelope of the product Moire is

【数4】 であり、モアレの節は両包絡線の交点として現れる。[Equation 4] And the Moiré node appears as the intersection of both envelopes.

【0016】[0016]

【数5】 とおけば、モアレの節の位置xは、次式( )で求めら
れる。
[Equation 5] In other words, the position x of the moire node is calculated by the following equation ().

【数6】 ところで和のモアレの節の位置を同様に求めると、図6
と(5)式より、
[Equation 6] By the way, if the positions of the Japanese moire nodes are calculated in the same manner, as shown in FIG.
From equation (5),

【数7】 となる。(11)式と(12)式は同値だから、積のモ
アレの位相、周期は、対応する和のモアレのそれと厳密
に一致することがわかる。従って今後は、積、和いずれ
のモアレに対しても、(7)式〜(9)式を用いること
ができる。
[Equation 7] Becomes Since equations (11) and (12) have the same value, it can be seen that the phase and the cycle of the product moire exactly match those of the corresponding sum moire. Therefore, in the future, the equations (7) to (9) can be used for both product and sum moiré.

【0017】和のモアレと積のモアレの違いは、和のモ
アレはキャリア縞を解像しないとモアレ縞も見えない
が、積のモアレはキャリア縞を解像しなくても見える、
という点にある。従って、本発明では積のモアレを使う
と都合が良い。なぜなら、積のモアレによって低解像度
の観察装置(例えばテレビカメラなど)を使うことが可
能になるからである。
The difference between the sum moiré and the product moiré is that the sum moiré cannot be seen without resolving the carrier fringes, but the product moiré can be seen without resolving the carrier fringes.
There is a point. Therefore, it is convenient to use product moiré in the present invention. This is because the product moiré makes it possible to use a low-resolution observation device (for example, a television camera).

【0018】以上のように、積、和いずれのモアレを使
っても前記(8)式、すなわち次の式
As described above, the above equation (8), that is,

【数8】 に従って縞間隔(=波長)が変換される。例えば、参照
縞の波長/干渉縞の波長=1.2に選べば、前記(1
3)式により縞間隔は5倍に変換される。とくに積のモ
アレを使えば、元の干渉縞が見えないくらい多く細かく
なっても参照縞と干渉縞の演算操作により発生する縞画
像は観察できるようになる。そして、前記演算操作とし
ては、参照縞を形成する光と干渉縞を形成する光とから
直接和のモアレ、または積のモアレを形成する操作、ま
たは、参照縞画像データと干渉縞画像データとをコンピ
ュータで演算処理して和のモアレまたは積のモアレを形
成する操作等を採用することができる。これまでの説明
は1次元の縞について行ったが、2次元の画像に対して
も本質的には同様の議論が成立し、変換によって観察し
やすい太さ、言いかえれば観察し易い空間周波数の縞の
画像に変換することができる。
[Equation 8] The fringe spacing (= wavelength) is converted accordingly. For example, if the wavelength of the reference fringe / the wavelength of the interference fringe = 1.2 is selected, the above (1
The fringe spacing is converted to 5 times by the equation (3). In particular, if the product moiré is used, it is possible to observe the fringe image generated by the calculation operation of the reference fringes and the interference fringes even if the original interference fringes are so small that they cannot be seen. Then, as the arithmetic operation, an operation of directly forming a moire of the sum or a moire of the product from the light forming the reference fringes and the light forming the interference fringes, or the reference fringe image data and the interference fringe image data. It is possible to employ an operation of performing arithmetic processing by a computer to form a sum moiré or a product moiré. Although the above explanation has been made on the one-dimensional stripe, the same argument is essentially established for the two-dimensional image, and the thickness which is easy to observe by the conversion, in other words, the spatial frequency which is easy to observe is obtained. It can be converted to a striped image.

【0019】[0019]

【実施例】以下図面を参照して本発明の干渉計の実施例
を説明する。図1は、本発明の干渉計の実施例1すなわ
ち従来のワイマングリーン干渉計に本発明を適用した実
施例の説明図である。図1において、光源1から出射し
た光束は光学系2によって拡げられ、ビームスプリッタ
3によって2つに分けられる。一方の光は原器4により
反射されて基準光波5となり再びビームスプリッタ3に
到達し、他方の光は被測定面5により反射されて被測定
光波7となり再び前記ビームスプリッタ3に到達する。
Embodiments of the interferometer of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of an interferometer of the present invention, that is, an embodiment in which the present invention is applied to a conventional Wyman Green interferometer. In FIG. 1, a light beam emitted from a light source 1 is expanded by an optical system 2 and divided into two by a beam splitter 3. One of the lights is reflected by the prototype 4 and becomes the reference light wave 5 and reaches the beam splitter 3 again, and the other light is reflected by the surface 5 to be measured and becomes the light wave 7 to be measured and reaches the beam splitter 3 again.

【0020】ビームスプリッタ3において前記基準光波
5および被測定光波7は重ね合わされて干渉縞8を発生
する。この干渉縞8を発生する基準光波5および被測定
光波7の光路には、適当な観察位置に参照縞9が印刷さ
れたスリガラス(すなわち、光強度画像表示手段)10
が配設されている。前記スリガラス10の背面からは、
前記干渉縞8と参照縞9とによって発生する積のモアレ
を観察することができる。
In the beam splitter 3, the reference light wave 5 and the measured light wave 7 are superposed to generate interference fringes 8. In the optical paths of the reference light wave 5 and the measured light wave 7 that generate the interference fringes 8, a ground glass (that is, light intensity image display means) 10 on which reference fringes 9 are printed at appropriate observation positions.
Are arranged. From the back of the ground glass 10,
It is possible to observe the moire of the product generated by the interference fringe 8 and the reference fringe 9.

【0021】図2は、本発明の干渉計の実施例2すなわ
ち従来のフィゾー干渉計に本発明を適用した実施例の説
明図である。図2において、光源21から出射した光束
は光学系22によって拡げられ、ビームスプリッタ23
を透過して平面原器24aに到達する。一部の光は平面
原器24aをそのまま透過するが残りの光は平面原器2
4aで平面波のまま反射される。前記平面原器24aを透
過した光は、レンズ24bによって光波面が球面に変換
されて被測定物25に到達する。前記平面原器24aお
よびレンズ24bは一組で球面の原器24と看做すこと
ができる。被測定物25で反射された光波と平面原器2
4aで反射された平面波は平面原器24aで重ね合わさ
れ、前記ビームスプリッタ23で折り曲げられてレンズ
26を経てスリガラス状のスクリーン27上に投影され
る。前記符号21〜27で示される要素によっていわゆ
るフィゾー干渉計が構成されている。
FIG. 2 is an explanatory view of a second embodiment of the interferometer of the present invention, that is, an embodiment in which the present invention is applied to a conventional Fizeau interferometer. In FIG. 2, the light beam emitted from the light source 21 is expanded by the optical system 22, and the beam splitter 23
To reach the flat prototype 24a. Some of the light passes through the flat prototype 24a as it is, but the rest of the light passes through the flat prototype 2.
At 4a, it is reflected as a plane wave. The light transmitted through the flat plate 24a reaches the object to be measured 25 by converting the light wavefront into a spherical surface by the lens 24b. The flat prototype 24a and the lens 24b can be regarded as a pair of spherical prototypes 24. Light wave reflected by DUT 25 and flat prototype 2
The plane waves reflected by 4a are superposed by a plane prototype 24a, bent by the beam splitter 23, passed through a lens 26, and projected onto a ground glass screen 27. A so-called Fizeau interferometer is configured by the elements indicated by the reference numerals 21 to 27.

【0022】前記スクリーン27上には被測定物25か
らの反射光波と平面原器24aからの反射光波の波面形
状の差に応じた干渉縞28が生じる。反射光波の波面形
状の差が被測定物25の形状と球面との差に対応するか
ら、前記干渉縞28により被測定物25の形状情報を得
ることができる。以上がフィゾー干渉計による形状測定
の原理である。
Interference fringes 28 are formed on the screen 27 in accordance with the difference between the wavefront shapes of the reflected light wave from the object 25 to be measured and the reflected light wave from the flat prototype 24a. Since the difference in the wavefront shape of the reflected light wave corresponds to the difference between the shape of the measured object 25 and the spherical surface, it is possible to obtain the shape information of the measured object 25 from the interference fringe 28. The above is the principle of shape measurement by the Fizeau interferometer.

【0023】前記スクリーン27の背面にはスクリーン
27に重ねて参照縞29が印刷された透明シート30が
配設されている。前記透明シート30の背後に配置され
たTVカメラ31からは参照縞29に重ねて干渉縞28
が見える。すなわち、前記TVカメラ31は前記干渉縞
28と参照縞29の積のモアレ画像を撮像することにな
る。前記参照縞29を適当に選択すれば、前記干渉縞2
8の縞間隔が小さくても縞間隔の大きな画像をディスプ
レイ32に表示して観察することができる。
On the back surface of the screen 27, a transparent sheet 30 on which reference stripes 29 are printed is arranged so as to overlap the screen 27. From the TV camera 31 disposed behind the transparent sheet 30, the interference fringe 28 is superimposed on the reference fringe 29.
Can be seen. That is, the TV camera 31 captures a moire image of the product of the interference fringe 28 and the reference fringe 29. If the reference fringe 29 is appropriately selected, the interference fringe 2
Even if the stripe interval of 8 is small, an image with a large stripe interval can be displayed on the display 32 for observation.

【0024】図3は、本発明の干渉計の実施例3の説明
図である。この実施例3の説明において、前記実施例2
の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して
重複する詳細な説明は省略する。図3において、この実
施例3は、前記実施例2における参照縞29が印刷され
た透明シート(すなわち光強度画像表示手段)30の代
わりに、透過型の液晶パネル40が用いられている点
で、前記実施例2と相違している。この実施例3によれ
ば、液晶パネル40に種々の参照縞を表示することがで
きる。したがって、干渉縞28に応じて適切な参照縞を
表示することにより適切な縞間隔の画像をディスプレイ
32に表示して観察することができる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of Embodiment 3 of the interferometer of the present invention. In the description of the third embodiment, the second embodiment will be described.
The same reference numerals are given to the constituent elements corresponding to the constituent elements of FIG. In FIG. 3, in the third embodiment, a transmissive liquid crystal panel 40 is used in place of the transparent sheet (that is, the light intensity image display means) 30 on which the reference stripes 29 are printed in the second embodiment. Different from the second embodiment. According to the third embodiment, various reference stripes can be displayed on the liquid crystal panel 40. Therefore, by displaying an appropriate reference fringe according to the interference fringe 28, an image with an appropriate fringe interval can be displayed on the display 32 for observation.

【0025】以上、本発明の干渉計の実施例を詳述した
が、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、
特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することな
く、種々の小設計変更を行うことが可能である。たとえ
ば、所定の非球面形状を目的に製作された被測定物の形
状測定を行う際には、理想とする非球面形状の球面から
の差、すなわち非球面量に対応した縞を参照縞として採
用することにより、大きな非球面量を持った非球面の測
定をも行うことが可能である。また、本発明は、面形状
の測定だけでなく、干渉縞の観察を利用した種々の計測
に利用可能であり、例えば物体の屈折率の計測にも適用
可能である。さらに演算操作の具体的な演算の種類とし
ては、x−y平面における干渉縞画像の光の強度分布を
1(x,y)とし、参照縞画像の光の強度分布をg
2(x,y)とした場合、例えば、g1とg2が2値画像
の場合にg1とg2の排他的論理和(XOR)を演算する
操作や、微分したものの積の演算すなわち次式の演算等
を採用することも可能である。 {dg1(x,y)/dx}×{dg2(x,y)/dx}
Although the embodiments of the interferometer of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments,
Various minor design changes can be made without departing from the invention as set forth in the claims. For example, when measuring the shape of an object to be measured that is manufactured with a predetermined aspherical shape, the difference from the ideal aspherical surface, that is, the fringe corresponding to the amount of aspherical surface is used as the reference fringe. By doing so, it is possible to measure an aspherical surface having a large amount of aspherical surface. Further, the present invention can be applied not only to the measurement of the surface shape but also to various measurements using the observation of interference fringes, and can be applied to the measurement of the refractive index of an object, for example. Further, as a specific type of calculation of the calculation operation, the light intensity distribution of the interference fringe image on the xy plane is g 1 (x, y), and the light intensity distribution of the reference fringe image is g 1.
2 (x, y), for example, when g 1 and g 2 are binary images, the operation of calculating the exclusive OR (XOR) of g 1 and g 2 or the operation of the product of differentiated ones, It is also possible to adopt the operation of the following equation. {Dg 1 (x, y) / dx} × {dg 2 (x, y) / dx}

【0026】[0026]

【発明の効果】前述の本発明の干渉計は、被測定光波と
基準光波との干渉縞の数が多すぎる場合でも、その干渉
縞と適当な参照縞との演算操作によって発生する縞数の
少ない縞画像を観察することができる。
According to the interferometer of the present invention described above, even if the number of interference fringes between the measured light wave and the reference light wave is too large, the number of fringes generated by the arithmetic operation of the interference fringes and an appropriate reference fringe can be reduced. A small number of striped images can be observed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は本発明の干渉計の実施例1の概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an interferometer according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図2は本発明の干渉計の実施例2の概略構成
図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of Embodiment 2 of the interferometer of the present invention.

【図3】 図3は本発明の干渉計の実施例3の概略構成
図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of Embodiment 3 of the interferometer of the present invention.

【図4】 図4は参照縞と干渉縞との演算操作により発
生する縞画像の代表的なもである和のモアレの説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a moire of a sum which is a typical fringe image generated by a calculation operation of a reference fringe and an interference fringe.

【図5】 図5は参照縞と干渉縞との演算操作により発
生する縞画像の代表的なもである積のモアレの説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a moire of a product which is a typical fringe image generated by a calculation operation of a reference fringe and an interference fringe.

【図6】 図6は和のモアレのキャリア、包絡線、およ
びモアレの波長の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of carriers, envelopes, and moiré wavelengths of sum moiré.

【図7】 図7は和のモアレと積のモアレの波長が等し
くなることを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing that the sum moiré and the product moiré have the same wavelength.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光強度画像表示手段(スリガラス)、30…光強
度画像表示手段(透明シート)、32…縞画像を観察可
能に表示する手段(ディスプレイ)、40…参照縞形成
手段(液晶パネル)
Reference numeral 10 ... Light intensity image display means (frosted glass), 30 ... Light intensity image display means (transparent sheet), 32 ... Means (display) for observing a striped image, 40 ... Reference stripe forming means (liquid crystal panel)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定光波と基準光波とを干渉させて干
渉縞を発生させる干渉縞発生手段と、前記干渉縞に応じ
た光強度画像を観察可能に表示する光強度画像表示手段
とを備えた干渉計において、 前記光強度画像表示手段は、参照縞を形成する参照縞形
成手段と、前記参照縞と前記干渉縞との演算操作により
前記干渉縞より縞数の少ない縞画像を発生させる縞画像
発生手段と、前記縞画像を観察可能に表示する手段と、
を備えたことを特徴とする干渉計。
1. An interference fringe generating means for causing interference between a measured light wave and a reference light wave to generate an interference fringe, and a light intensity image display means for observably displaying a light intensity image corresponding to the interference fringe. In the interferometer, the light intensity image display means is a reference stripe forming means for forming a reference stripe, and stripes for generating a stripe image having a smaller number of stripes than the interference stripes by a calculation operation of the reference stripes and the interference stripes. Image generating means, means for displaying the striped image in an observable manner,
An interferometer characterized by having.
JP3232046A 1991-09-11 1991-09-11 Interferometer Pending JPH0571913A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3232046A JPH0571913A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Interferometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3232046A JPH0571913A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Interferometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0571913A true JPH0571913A (en) 1993-03-23

Family

ID=16933123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3232046A Pending JPH0571913A (en) 1991-09-11 1991-09-11 Interferometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0571913A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2336714A1 (en) 2009-12-14 2011-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Interferometer
CN114001657A (en) * 2021-09-26 2022-02-01 河北大学 Calibration device and calibration method for measuring block length based on low coherent light series interference

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2336714A1 (en) 2009-12-14 2011-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Interferometer
US9372066B2 (en) 2009-12-14 2016-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Interferometer
CN114001657A (en) * 2021-09-26 2022-02-01 河北大学 Calibration device and calibration method for measuring block length based on low coherent light series interference
CN114001657B (en) * 2021-09-26 2023-06-13 河北大学 Gauge block length calibration device and calibration method based on low-coherence light series interference

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11808564B2 (en) Calibration method for fringe projection systems based on plane mirrors
US5289264A (en) Method and apparatus for ascertaining the absolute coordinates of an object
US7230717B2 (en) Pixelated phase-mask interferometer
KR100815283B1 (en) System for simultaneous projection of multiple phase shift patterns for three-dimensional inspection of objects
JP7228690B2 (en) 3D sensor with oppositely arranged channels
CN106989689B (en) Subaperture Splicing Detection Method for Surface Shape of Large Aperture Planar Optical Components
US20190339485A1 (en) Imaging Device
JP6161714B2 (en) Method for controlling the linear dimension of a three-dimensional object
US3943278A (en) Surface deformation gauging system by moire interferometry
JPH05502732A (en) Method and apparatus for measuring absolute moiré distance
JP2012518791A (en) Speckle noise reduction in coherent illumination imaging systems
JPH03175327A (en) Method and apparatus for conducting direct phase measurement of electromagnetic rays, particularly light rays
JPS58122409A (en) Method of sectioning beam
JP2015108702A (en) Phase-shift amount measurement system and method of measuring the same
JPH07117389B2 (en) Optical measuring method and measuring apparatus for objective
US7924430B2 (en) Optical heterodyne fourier transform interferometer
CN108303038B (en) Method and device for measuring reflective surface shape based on two-dimensional optical lattice
CN110244471B (en) Computational ghost imaging system and method based on Koehler illumination
JP2013186089A (en) Surface shape measurement method and measurement device
JPH10132531A (en) Aspherical shape measuring method and device
JPH05502731A (en) Moiré distance measurement method and apparatus using a grid printed or attached on a surface
CN115655154B (en) A high-resolution phase measurement deflection technique dynamic defect detection device and method
JP5667891B2 (en) Shape measurement method
US7280187B1 (en) Method for resolving phase in electronic speckle interferometry
JP3590142B2 (en) Interferometer device