JPH08114412A - 耐振動型干渉計 - Google Patents
耐振動型干渉計Info
- Publication number
- JPH08114412A JPH08114412A JP6251839A JP25183994A JPH08114412A JP H08114412 A JPH08114412 A JP H08114412A JP 6251839 A JP6251839 A JP 6251839A JP 25183994 A JP25183994 A JP 25183994A JP H08114412 A JPH08114412 A JP H08114412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- vibration
- interference fringe
- inspected
- interferometer
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐振動型干渉計において、干渉縞観察面上に
配された光検出手段の出力の変動に基づき参照光と物体
光の光路差を所定の値に維持する構成とすることによ
り、光学系の構成を簡単なものとし、その調整を容易な
ものとし、さらに製造コストやメンテナンスコストも安
価なものとする。 【構成】 参照光と物体光の一部を側方に反射するビー
ムスプリッタ11と、この反射された参照光と物体光によ
る干渉縞像が形成される観察面12と、この観察面12上
に、互いに離れて配された3つのフォトディテクタ17a
〜cと、これらフォトディテクタ17a〜cにより検出さ
れた光量に基づき、これらの光量の変動が小さくなるよ
うにして上記参照光と物体光の光路差の変動が小さくな
るように制御する制御手段19と、この制御手段19からの
制御信号に基づき基準面9aを振動させるPZT15a,
15bに所定の駆動信号を送出するPZT駆動回路20を備
えている。
配された光検出手段の出力の変動に基づき参照光と物体
光の光路差を所定の値に維持する構成とすることによ
り、光学系の構成を簡単なものとし、その調整を容易な
ものとし、さらに製造コストやメンテナンスコストも安
価なものとする。 【構成】 参照光と物体光の一部を側方に反射するビー
ムスプリッタ11と、この反射された参照光と物体光によ
る干渉縞像が形成される観察面12と、この観察面12上
に、互いに離れて配された3つのフォトディテクタ17a
〜cと、これらフォトディテクタ17a〜cにより検出さ
れた光量に基づき、これらの光量の変動が小さくなるよ
うにして上記参照光と物体光の光路差の変動が小さくな
るように制御する制御手段19と、この制御手段19からの
制御信号に基づき基準面9aを振動させるPZT15a,
15bに所定の駆動信号を送出するPZT駆動回路20を備
えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部からの振動や被検
体付近の空気のじょう乱の影響を受け難い耐振動型干渉
計に関し、特に高精度の測定結果が要求される光学部材
等の製作現場においてその表面形状の測定に好適な耐振
動型干渉計に関するものである。
体付近の空気のじょう乱の影響を受け難い耐振動型干渉
計に関し、特に高精度の測定結果が要求される光学部材
等の製作現場においてその表面形状の測定に好適な耐振
動型干渉計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、光干渉によって形成された干
渉縞を観察して光学部材等の表面の微妙な凹凸形状を判
別するための手段として干渉計が知られている。
渉縞を観察して光学部材等の表面の微妙な凹凸形状を判
別するための手段として干渉計が知られている。
【0003】ところで、近年の高精度加工技術の発達に
伴ない、加工現場で加工機械等に搭載して被加工面を高
精度で測定し得る干渉計が要求されている。
伴ない、加工現場で加工機械等に搭載して被加工面を高
精度で測定し得る干渉計が要求されている。
【0004】加工現場で加工機械等に搭載される干渉計
は外部から光学系が受ける振動や被加工面付近の空気の
じょう乱等の影響を受けやすく、原理的には高精度で測
定し得るものであってもこれらの振動や空気のじょう乱
の影響を排除して、干渉縞の乱れを少なくし得るもので
なければ実際に高精度の測定結果を得ることは難しい。
は外部から光学系が受ける振動や被加工面付近の空気の
じょう乱等の影響を受けやすく、原理的には高精度で測
定し得るものであってもこれらの振動や空気のじょう乱
の影響を排除して、干渉縞の乱れを少なくし得るもので
なければ実際に高精度の測定結果を得ることは難しい。
【0005】そこで、このような振動や空気のじょう乱
の影響を排除し得る干渉計として、参照光束と物体光束
が略同様な系路を進むようにして、上記影響を同様に受
けるようにし、これら両光束の相対的な位相変化を略キ
ャンセルするようにした、いわゆるコモンパス干渉計が
注目されている。
の影響を排除し得る干渉計として、参照光束と物体光束
が略同様な系路を進むようにして、上記影響を同様に受
けるようにし、これら両光束の相対的な位相変化を略キ
ャンセルするようにした、いわゆるコモンパス干渉計が
注目されている。
【0006】図4はコモンパス干渉計の代表例であるゾ
ーンプレート干渉計を示すものである。すなわち、この
干渉計はレーザ光ビーム1をレンズ2,3によって被検
体4の被検面4aである凹面上に収束せしめるように、か
つこの収束光束の光路中にゾーンプレート5を配設する
ようにしたものである。レーザ光ビーム1がゾーンプレ
ート5に入射すると、被検面4aの曲率中心から発散され
る第1の光束と被検体表面の中心に向かう第2の光束に
分割され、この後各々の光束は被検面4aで反射されてゾ
ーンプレート5に再入射し、第1の光束はこのゾーンプ
レート5を透過して直進するように、また第2の光束は
このゾーンプレート5で回折するようにして相重なり、
この後ミラー7,8を介してカメラ9のフイルム面に達
し、このフイルム面上に被検面4aの凹凸形状に応じた干
渉縞を形成する。
ーンプレート干渉計を示すものである。すなわち、この
干渉計はレーザ光ビーム1をレンズ2,3によって被検
体4の被検面4aである凹面上に収束せしめるように、か
つこの収束光束の光路中にゾーンプレート5を配設する
ようにしたものである。レーザ光ビーム1がゾーンプレ
ート5に入射すると、被検面4aの曲率中心から発散され
る第1の光束と被検体表面の中心に向かう第2の光束に
分割され、この後各々の光束は被検面4aで反射されてゾ
ーンプレート5に再入射し、第1の光束はこのゾーンプ
レート5を透過して直進するように、また第2の光束は
このゾーンプレート5で回折するようにして相重なり、
この後ミラー7,8を介してカメラ9のフイルム面に達
し、このフイルム面上に被検面4aの凹凸形状に応じた干
渉縞を形成する。
【0007】ここで、上記第1の光束の被検面4aからの
反射光は物体光として、また上記第2の光束の被検面4a
からの反射光は参照光として各々機能する。これら2つ
の光束は同じ被検面4aで反射され、しかも略同様の位置
を通過することとなるので外部からの振動や被検面付近
の空気のじょう乱等が生じても、各光束の位相差の変化
が互いにキャンセルされることとなり、これら2つの光
束の干渉により得られた干渉縞画像から精度の高い測定
結果を得ることができる。
反射光は物体光として、また上記第2の光束の被検面4a
からの反射光は参照光として各々機能する。これら2つ
の光束は同じ被検面4aで反射され、しかも略同様の位置
を通過することとなるので外部からの振動や被検面付近
の空気のじょう乱等が生じても、各光束の位相差の変化
が互いにキャンセルされることとなり、これら2つの光
束の干渉により得られた干渉縞画像から精度の高い測定
結果を得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ゾ
ーンプレート(フレネルゾーンプレート)干渉計等のコ
モンパス干渉計においては、このゾーンプレートや他の
光学系を配設する位置調整が面倒で光学系の構成がどう
しても複雑となり、また製作コストやメンテナンスコス
トもより高価なものとなる。
ーンプレート(フレネルゾーンプレート)干渉計等のコ
モンパス干渉計においては、このゾーンプレートや他の
光学系を配設する位置調整が面倒で光学系の構成がどう
しても複雑となり、また製作コストやメンテナンスコス
トもより高価なものとなる。
【0009】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、装置光学系の構成が簡単でその調整も容易であ
り、該光学系の製作コストおよびメンテナンスコストの
安価な耐振動型干渉計を提供することを目的とするもの
である。
ので、装置光学系の構成が簡単でその調整も容易であ
り、該光学系の製作コストおよびメンテナンスコストの
安価な耐振動型干渉計を提供することを目的とするもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明の第1の耐振動
型干渉計は、可干渉光を基準板上の基準面と被検体上の
被検面に照射し、該基準面からの参照光と該被検面から
の物体光とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞形
成手段と、前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞
像の局部的な光量を検出する光検出手段と、前記参照光
と前記物体光との光路差を調整するように、前記干渉縞
形成手段の光路中のいずれかの部材に所定の振動を付与
する振動付与手段と、前記光検出手段により検出された
光量の変化が小さくなるように前記振動付与手段の振動
を制御する制御手段を備えてなることを特徴とするもの
である。
型干渉計は、可干渉光を基準板上の基準面と被検体上の
被検面に照射し、該基準面からの参照光と該被検面から
の物体光とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞形
成手段と、前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞
像の局部的な光量を検出する光検出手段と、前記参照光
と前記物体光との光路差を調整するように、前記干渉縞
形成手段の光路中のいずれかの部材に所定の振動を付与
する振動付与手段と、前記光検出手段により検出された
光量の変化が小さくなるように前記振動付与手段の振動
を制御する制御手段を備えてなることを特徴とするもの
である。
【0011】また、本願発明の第2の耐振動型干渉計
は、可干渉光を基準板上の基準面と被検体上の被検面に
照射し、該基準面からの参照光と該被検面からの物体光
とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞形成手段
と、前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞像の局
部的な光量を検出する光検出手段と、前記基準面と前記
被検面の相対的な傾きを補正する傾き補正手段と、前記
光検出手段により検出された光量の変化が小さくなるよ
うに、前記傾き補正手段を制御する制御手段とを備えて
なることを特徴とするものである。
は、可干渉光を基準板上の基準面と被検体上の被検面に
照射し、該基準面からの参照光と該被検面からの物体光
とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞形成手段
と、前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞像の局
部的な光量を検出する光検出手段と、前記基準面と前記
被検面の相対的な傾きを補正する傾き補正手段と、前記
光検出手段により検出された光量の変化が小さくなるよ
うに、前記傾き補正手段を制御する制御手段とを備えて
なることを特徴とするものである。
【0012】さらに、前記振動付与手段が前記基準板も
しくは前記被検体に取り付けられており、この振動付与
手段の取付位置に対応した前記観察面上の位置に前記光
検出手段が配設されてなるように構成することも可能で
ある。
しくは前記被検体に取り付けられており、この振動付与
手段の取付位置に対応した前記観察面上の位置に前記光
検出手段が配設されてなるように構成することも可能で
ある。
【0013】また、前記光検出手段が前記観察面上の互
いに離れた3つの位置に配設されるように構成したり、
さらに前記3つの位置の各々において、干渉縞の濃度極
大部分もしくは濃度極小部分を挾んで対向するよう2つ
の光検出手段が配設されるように構成することも可能で
ある。
いに離れた3つの位置に配設されるように構成したり、
さらに前記3つの位置の各々において、干渉縞の濃度極
大部分もしくは濃度極小部分を挾んで対向するよう2つ
の光検出手段が配設されるように構成することも可能で
ある。
【0014】なお、上述した観察面は実在するスクリー
ンであってもよいし、実在しない仮想的な平面であって
もよい。
ンであってもよいし、実在しない仮想的な平面であって
もよい。
【0015】
【作用および発明の効果】本願発明の第1の耐振動型干
渉計によれば、光検出手段によって得られた、被検面の
表面形状を表わす観察面上の所定位置における干渉縞像
の局部の光量の変化に基づき制御手段から振動付与手段
に制御信号を出力している。この制御信号は光検出手段
により検出された光量の変化が小さくなるように、そし
てこれにより基準面からの参照光と被検面からの物体光
との光路差が所定の値に近づくように制御するための信
号であり、この制御信号が入力された振動付与手段は光
路中のいずれかの部材に所定の振動を与えて外部振動の
影響を打ち消すようにしている。これにより、基準面と
被検面の距離、すなわち参照光と物体光との光路差が所
定の値となるように制御され、観察される干渉縞は振動
の影響を小さくしたものとすることができる。
渉計によれば、光検出手段によって得られた、被検面の
表面形状を表わす観察面上の所定位置における干渉縞像
の局部の光量の変化に基づき制御手段から振動付与手段
に制御信号を出力している。この制御信号は光検出手段
により検出された光量の変化が小さくなるように、そし
てこれにより基準面からの参照光と被検面からの物体光
との光路差が所定の値に近づくように制御するための信
号であり、この制御信号が入力された振動付与手段は光
路中のいずれかの部材に所定の振動を与えて外部振動の
影響を打ち消すようにしている。これにより、基準面と
被検面の距離、すなわち参照光と物体光との光路差が所
定の値となるように制御され、観察される干渉縞は振動
の影響を小さくしたものとすることができる。
【0016】また、上記第1の耐振動型干渉計では被検
面の振動量そのものを問題としているのに対し、本願発
明の第2の耐振動型干渉計によれば、被検面の振動によ
る該被検面の傾きを問題としている。すなわち、光検出
手段によって得られた、被検面の表面形状を表わす観察
面上の所定位置における干渉縞像の局部の光量の変化に
基づき制御手段において制御信号を出力するようになっ
ており、この点については上記第1の耐振動型干渉計と
同じであるが、この制御信号が、光検出手段により検出
された光量の変化が小さくなるように、そしてこれによ
り基準面と被検面が互いに略平行な所定の角度(平行の
場合を含む)となるように基準面と被検面のうちいずれ
かの面の傾きを補正する信号であって、この制御信号を
傾き補正手段に対して出力するようにしている点におい
て異なる。これにより、基準面と被検面の角度が略平行
となるように制御されて参照光と物体光の光路差が所定
の値に維持され、観察される干渉縞は振動の影響を小さ
くすることができる。
面の振動量そのものを問題としているのに対し、本願発
明の第2の耐振動型干渉計によれば、被検面の振動によ
る該被検面の傾きを問題としている。すなわち、光検出
手段によって得られた、被検面の表面形状を表わす観察
面上の所定位置における干渉縞像の局部の光量の変化に
基づき制御手段において制御信号を出力するようになっ
ており、この点については上記第1の耐振動型干渉計と
同じであるが、この制御信号が、光検出手段により検出
された光量の変化が小さくなるように、そしてこれによ
り基準面と被検面が互いに略平行な所定の角度(平行の
場合を含む)となるように基準面と被検面のうちいずれ
かの面の傾きを補正する信号であって、この制御信号を
傾き補正手段に対して出力するようにしている点におい
て異なる。これにより、基準面と被検面の角度が略平行
となるように制御されて参照光と物体光の光路差が所定
の値に維持され、観察される干渉縞は振動の影響を小さ
くすることができる。
【0017】上記の如く構成された本願発明装置によれ
ば耐振動系の光学素子としてフォトディテクタ等の光検
出手段を用いればよいので、前述したコモンパス干渉計
等のように光学系の構成が複雑とならず、したがって光
学系の位置調整が容易であり、製作コストおよびメンテ
ナンスコストを安価なものとすることができる。
ば耐振動系の光学素子としてフォトディテクタ等の光検
出手段を用いればよいので、前述したコモンパス干渉計
等のように光学系の構成が複雑とならず、したがって光
学系の位置調整が容易であり、製作コストおよびメンテ
ナンスコストを安価なものとすることができる。
【0018】また、上記制御手段はアナログもしくはデ
ジタルの回路素子を用いてハード的に、またコンピュー
タを用いてソフト的に構成してもよく、コンピュータを
用いてソフト的に構成した場合には振動量あるいは傾き
量の制御条件の設定変更が特に容易で、振動の周波数、
振幅あるいは応答性等を考慮してその状況に応じた適切
な条件設定を行なうことができる。
ジタルの回路素子を用いてハード的に、またコンピュー
タを用いてソフト的に構成してもよく、コンピュータを
用いてソフト的に構成した場合には振動量あるいは傾き
量の制御条件の設定変更が特に容易で、振動の周波数、
振幅あるいは応答性等を考慮してその状況に応じた適切
な条件設定を行なうことができる。
【0019】また、振動付与手段もしくは傾き補正手段
を基準板もしくは被検体に取り付け、しかもこの振動付
与手段もしくは傾き補正手段の取付位置に対応した観察
面上の位置に光検出手段を配設すれば、光検出手段によ
り検出された光量の変動分に基づきこの光検出手段に対
応した位置に配された振動付与手段もしくは傾き補正手
段を駆動することができ、制御手段の構成が容易とな
る。
を基準板もしくは被検体に取り付け、しかもこの振動付
与手段もしくは傾き補正手段の取付位置に対応した観察
面上の位置に光検出手段を配設すれば、光検出手段によ
り検出された光量の変動分に基づきこの光検出手段に対
応した位置に配された振動付与手段もしくは傾き補正手
段を駆動することができ、制御手段の構成が容易とな
る。
【0020】また、光検出手段を観察面上の互いに離れ
た3つの位置に配設すれば、干渉縞の2次元的な移動を
最小の数の光検出手段により検出することができ好まし
い。
た3つの位置に配設すれば、干渉縞の2次元的な移動を
最小の数の光検出手段により検出することができ好まし
い。
【0021】さらに、上記3つの位置の各々において干
渉縞の濃度極大部分もしくは濃度極小部分を挾んで対向
するように2つの光検出手段を配設すればこれら2つの
光検出手段の検出結果の差分を求めることにより、より
高精度の制御を行なうことができる。
渉縞の濃度極大部分もしくは濃度極小部分を挾んで対向
するように2つの光検出手段を配設すればこれら2つの
光検出手段の検出結果の差分を求めることにより、より
高精度の制御を行なうことができる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0023】図1は本発明の第1の実施例に係る耐振動
型干渉計を説明するための概略構成図である。この耐振
動型干渉計は、レーザ光源1と、レーザビーム2を発散
光5に変換するレンズ3およびアパーチャ4と、ビーム
スプリッタ6と、拡大された平行光8を生成するコリメ
ータレンズ7と、この平行光8をこの平行光に対して垂
直に配された、半透鏡基準面9aにより一部反射せしめ
るとともにその残りの平行光8を透過せしめて被検体10
の被検面10aに照射せしめる基準板9と、この基準板9
を上下方向に移動させたり、この基準板9を傾けたりす
るためのピエゾ素子(以下単にPZTと称する;PZT
1,PZT2,PZT3)15a,15bと、基準面9aか
ら反射された参照光と被検面10aから反射された物体光
との干渉により形成される干渉縞を観察するための,レ
ンズ13およびCCDカメラ14を備えている。
型干渉計を説明するための概略構成図である。この耐振
動型干渉計は、レーザ光源1と、レーザビーム2を発散
光5に変換するレンズ3およびアパーチャ4と、ビーム
スプリッタ6と、拡大された平行光8を生成するコリメ
ータレンズ7と、この平行光8をこの平行光に対して垂
直に配された、半透鏡基準面9aにより一部反射せしめ
るとともにその残りの平行光8を透過せしめて被検体10
の被検面10aに照射せしめる基準板9と、この基準板9
を上下方向に移動させたり、この基準板9を傾けたりす
るためのピエゾ素子(以下単にPZTと称する;PZT
1,PZT2,PZT3)15a,15bと、基準面9aか
ら反射された参照光と被検面10aから反射された物体光
との干渉により形成される干渉縞を観察するための,レ
ンズ13およびCCDカメラ14を備えている。
【0024】さらに、ビームスプリッタ6とレンズ13の
間には参照光と物体光の一部を側方に反射するビームス
プリッタ11と、この反射された参照光と物体光による干
渉縞画像が形成される観察面12と、この観察面12上に、
互いに離れて配された3つのフォトディテクタ17a,17
b,17cと、これらフォトディテクタ17a,17b,17c
により検出された光量に基づき、これらの光量の変動が
小さくなるようにして上記参照光と物体光の光路差の変
動が小さくなるように制御する制御手段19と、この制御
手段19からの制御信号に基づき上記PZT15a,15bに
所定の駆動信号を送出するPZT駆動回路20を備えてい
る。
間には参照光と物体光の一部を側方に反射するビームス
プリッタ11と、この反射された参照光と物体光による干
渉縞画像が形成される観察面12と、この観察面12上に、
互いに離れて配された3つのフォトディテクタ17a,17
b,17cと、これらフォトディテクタ17a,17b,17c
により検出された光量に基づき、これらの光量の変動が
小さくなるようにして上記参照光と物体光の光路差の変
動が小さくなるように制御する制御手段19と、この制御
手段19からの制御信号に基づき上記PZT15a,15bに
所定の駆動信号を送出するPZT駆動回路20を備えてい
る。
【0025】なお、上述したように基準板9は図示され
ている2つのPZT15a,15bの他に図示されない1つ
のPZTを有しており、これら3つのPZT15a,15b
(以下、PZT15a,15bとした場合には図示されない
PZTも含むものとする)が円形の基準板9の周囲に略
等間隔で配され、これら3つのPZT15a,15bを介し
て基準板9が固定保持枠16に保持されている。
ている2つのPZT15a,15bの他に図示されない1つ
のPZTを有しており、これら3つのPZT15a,15b
(以下、PZT15a,15bとした場合には図示されない
PZTも含むものとする)が円形の基準板9の周囲に略
等間隔で配され、これら3つのPZT15a,15bを介し
て基準板9が固定保持枠16に保持されている。
【0026】また、CCDカメラ14により得られた干渉
縞画像情報はモニタ21に送出されて映出されるようにな
っており、その干渉縞画像をオペレータが目視により判
断することができるようになっている。
縞画像情報はモニタ21に送出されて映出されるようにな
っており、その干渉縞画像をオペレータが目視により判
断することができるようになっている。
【0027】次に、本実施例装置の作用について説明す
る。
る。
【0028】すなわち、レーザ光源1はビームスプリッ
タ6の反射面において基準板9方向に反射され、コリメ
ータレンズ7で平行光8とされ、基準面9aと被検面10
aにおける反射により各々参照光と物体光が生成され
る。
タ6の反射面において基準板9方向に反射され、コリメ
ータレンズ7で平行光8とされ、基準面9aと被検面10
aにおける反射により各々参照光と物体光が生成され
る。
【0029】この後、参照光と物体光は互いに重なりあ
ってビームスプリッタ6の反射面を透過し、CCDカメ
ラ14のCCD受像面上に干渉縞画像を形成する。
ってビームスプリッタ6の反射面を透過し、CCDカメ
ラ14のCCD受像面上に干渉縞画像を形成する。
【0030】このCCD受像面上の干渉縞画像は映像信
号に光電変換されてモニタ21に送出される。
号に光電変換されてモニタ21に送出される。
【0031】一方、ビームスプリッタ11により反射され
た参照光と物体光は観察面12上にも干渉縞画像を形成す
る。この観察面12上には3つのフォトディテクタ17a,
17b,17cの受光面が図2に示す如く互いに離れた位置
に略等間隔で配されており、これらフォトディテクタ17
a,17b,17cにより検出された光量に応じた電気レベ
ル信号が各々制御手段19に入力される。制御手段19で
は、入力された各フォトディテクタ17a,17b,17cの
レベル信号が所定の値となるように制御するよう各PZ
T駆動回路20a,20b,20cに所定の制御信号を出力す
る。
た参照光と物体光は観察面12上にも干渉縞画像を形成す
る。この観察面12上には3つのフォトディテクタ17a,
17b,17cの受光面が図2に示す如く互いに離れた位置
に略等間隔で配されており、これらフォトディテクタ17
a,17b,17cにより検出された光量に応じた電気レベ
ル信号が各々制御手段19に入力される。制御手段19で
は、入力された各フォトディテクタ17a,17b,17cの
レベル信号が所定の値となるように制御するよう各PZ
T駆動回路20a,20b,20cに所定の制御信号を出力す
る。
【0032】この制御信号が入力されたPZT駆動回路
20a,20b,20cはこの制御信号に応じて各ピエゾ素子
15a,15bに所定の駆動電圧を送出しこのピエゾ素子15
a,15bを駆動する。
20a,20b,20cはこの制御信号に応じて各ピエゾ素子
15a,15bに所定の駆動電圧を送出しこのピエゾ素子15
a,15bを駆動する。
【0033】この3つのピエゾ素子15a,15bの基準面
9aに対する配置は、フォトディテクタ17a,17b,17
cの観察面12に対する配置と同様の位置関係(同一位
置、もしくは同一半径上)または対向する位置関係とな
っており、各フォトディテクタ17a,17b,17cにより
得られた光量信号と各ピエゾ素子15a,15bに送出すべ
き駆動信号は各々1:1に対応しており、これにより面
倒な計算をすることなく1つのフォトディテクタ17a,
17b,17cの光量検出結果に基づき1つのピエゾ素子15
a,15bを駆動することができる。しかもピエゾ素子15
a,15bによるこの駆動は基準面9aの3つの離れた位
置において行なわれるから、この3つの離れた位置にお
いて基準面9aと被検面10aの間隔が一定となり、基準
面9aと被検面10aの傾きが平行に、かつ一定間隔に保
たれることとなる。
9aに対する配置は、フォトディテクタ17a,17b,17
cの観察面12に対する配置と同様の位置関係(同一位
置、もしくは同一半径上)または対向する位置関係とな
っており、各フォトディテクタ17a,17b,17cにより
得られた光量信号と各ピエゾ素子15a,15bに送出すべ
き駆動信号は各々1:1に対応しており、これにより面
倒な計算をすることなく1つのフォトディテクタ17a,
17b,17cの光量検出結果に基づき1つのピエゾ素子15
a,15bを駆動することができる。しかもピエゾ素子15
a,15bによるこの駆動は基準面9aの3つの離れた位
置において行なわれるから、この3つの離れた位置にお
いて基準面9aと被検面10aの間隔が一定となり、基準
面9aと被検面10aの傾きが平行に、かつ一定間隔に保
たれることとなる。
【0034】上記制御手段19は図2に示すように、各フ
ォトディテクタ17a,17b,17cに対応して増幅器31
a,31b,31c、乗算器32a,32b,32c、積分器33
a,33b,33c、加算器34a,34b,34cを各々備えれ
ており、また、ウォブリング法による制御を行なうため
に微小振動信号を乗算器32a,32b,32cおよび加算器
34a,34b,34cに加える正弦波信号発生器35を備えて
いる。
ォトディテクタ17a,17b,17cに対応して増幅器31
a,31b,31c、乗算器32a,32b,32c、積分器33
a,33b,33c、加算器34a,34b,34cを各々備えれ
ており、また、ウォブリング法による制御を行なうため
に微小振動信号を乗算器32a,32b,32cおよび加算器
34a,34b,34cに加える正弦波信号発生器35を備えて
いる。
【0035】制御手段19により検出された電気レベル信
号は上記増幅器31a,31b,31cにより増幅され、乗算
器32a,32b,32c、積分器33a,33b,33cおよび加
算器34a,34b,34cによりウォブリング用の正弦波信
号とのアナログ乗算およびフィルタリングが行なわれ、
振動に伴なう干渉縞の位置ずれの方向を示す直流成分が
得られる。
号は上記増幅器31a,31b,31cにより増幅され、乗算
器32a,32b,32c、積分器33a,33b,33cおよび加
算器34a,34b,34cによりウォブリング用の正弦波信
号とのアナログ乗算およびフィルタリングが行なわれ、
振動に伴なう干渉縞の位置ずれの方向を示す直流成分が
得られる。
【0036】また、本実施例装置においては全ピエゾ素
子15a,15bを同一振幅、同一位相で振動させて基準面
9aと被検面10aを互いに平行に保ちながら両者の相対
距離を変化させ、これに伴なう所定位置の濃度変化に基
づき干渉縞の解析を行なう、いわゆるフリンジスキャニ
ング法を用いており、該表面形状の凹凸が良好に判別で
きるようになっている。このため上記制御部19には所定
周期のフリンジスキャン用信号を発生するフリンジスキ
ャン用信号発生器36、およびPZT駆動回路20a,20
b,20cに送出するための信号として上記制御信号とフ
リンジスキャン信号とを択一的に選択するSW切替信号
発生器37が配されている。すなわち、通常は、外部振動
の影響を除去するため、被検面10aに対する基準面9a
の位置および傾きを一定にするように制御信号がPZT
駆動回路20a,20b,20cに送出されるが、被検面10a
の表面形状測定時には、SW切替信号発生器37から所定
のSW切替信号が各信号切替SW38a〜eおよびフリン
ジスキャン用信号発生器36に送出され、これにより各切
替信号38a〜eが切り替えられてフリンジスキャン用信
号発生器36により発生されたフリンジスキャン用信号36
がPZT駆動回路20a,20b,20cに送出されるように
なっている。
子15a,15bを同一振幅、同一位相で振動させて基準面
9aと被検面10aを互いに平行に保ちながら両者の相対
距離を変化させ、これに伴なう所定位置の濃度変化に基
づき干渉縞の解析を行なう、いわゆるフリンジスキャニ
ング法を用いており、該表面形状の凹凸が良好に判別で
きるようになっている。このため上記制御部19には所定
周期のフリンジスキャン用信号を発生するフリンジスキ
ャン用信号発生器36、およびPZT駆動回路20a,20
b,20cに送出するための信号として上記制御信号とフ
リンジスキャン信号とを択一的に選択するSW切替信号
発生器37が配されている。すなわち、通常は、外部振動
の影響を除去するため、被検面10aに対する基準面9a
の位置および傾きを一定にするように制御信号がPZT
駆動回路20a,20b,20cに送出されるが、被検面10a
の表面形状測定時には、SW切替信号発生器37から所定
のSW切替信号が各信号切替SW38a〜eおよびフリン
ジスキャン用信号発生器36に送出され、これにより各切
替信号38a〜eが切り替えられてフリンジスキャン用信
号発生器36により発生されたフリンジスキャン用信号36
がPZT駆動回路20a,20b,20cに送出されるように
なっている。
【0037】なおフリンジスキャニング法を用いて得ら
れた干渉縞画像信号はCCDカメラ14からフリンジスキ
ャン用演算部40に送出され、被検面10aの形状が演算さ
れることとなる。
れた干渉縞画像信号はCCDカメラ14からフリンジスキ
ャン用演算部40に送出され、被検面10aの形状が演算さ
れることとなる。
【0038】なお、このフリンジスキャン用演算部40と
上記制御部19は一つのコンピュータにより構成してもよ
い。
上記制御部19は一つのコンピュータにより構成してもよ
い。
【0039】フリンジスキャニング法を用いた被検面10
aの表面形状測定が終了すると、SW切替信号発生器37
から所定のSW切替信号が出力され、これによりフリン
ジスキャン用信号の発生が停止し、さらに信号切替SW
38a〜eの状態が制御用の状態に戻り、PZT駆動回路
20a,20b,20cに制御信号が送出されることとなる。
aの表面形状測定が終了すると、SW切替信号発生器37
から所定のSW切替信号が出力され、これによりフリン
ジスキャン用信号の発生が停止し、さらに信号切替SW
38a〜eの状態が制御用の状態に戻り、PZT駆動回路
20a,20b,20cに制御信号が送出されることとなる。
【0040】なお、上記実施例装置において乗算器32
a,32b,32cおよび積分器33a,33b,33cに代え
て、これらと同様の機能を発揮するロックインアンプを
用いることも可能である。また、制御信号とフリンジス
キャン用信号が加算器34a,34b,34cで加算され、制
御しながらフリンジスキャニング法が実行されるような
SW切替タイミングとするように構成を変更することも
可能である。
a,32b,32cおよび積分器33a,33b,33cに代え
て、これらと同様の機能を発揮するロックインアンプを
用いることも可能である。また、制御信号とフリンジス
キャン用信号が加算器34a,34b,34cで加算され、制
御しながらフリンジスキャニング法が実行されるような
SW切替タイミングとするように構成を変更することも
可能である。
【0041】次に、図3を用いて第2の実施例に係る耐
振動型干渉計について説明する。
振動型干渉計について説明する。
【0042】この第2の実施例装置では観察面12a上で
のフォトディテクタ17d〜iの配置、および制御手段19
a内の構成が第1の実施例装置とは異なっている。なお
干渉縞形成手段部分については第1の実施例装置と同様
であるから説明を省略する。
のフォトディテクタ17d〜iの配置、および制御手段19
a内の構成が第1の実施例装置とは異なっている。なお
干渉縞形成手段部分については第1の実施例装置と同様
であるから説明を省略する。
【0043】すなわち、この第2の実施例ではこの観察
面12aの3位置である、上記第1の実施例と同様にピエ
ゾ素子15a,15bと各々対応した位置において、各々1
対のフォトディテクタ17d〜iを設けている。これら各
位置において1対のフォトディテクタ17d〜iは互いに
1本の干渉縞(濃度極大部分あるいは濃度極小部分)を
挾んで対向する位置に配されている。また、制御手段19
aは上記第1の実施例装置と同様にフリンジスキャン用
信号発生器36a、SW切替信号発生器37aおよび加算器
34d,34e,34fを有しており、さらに、上記第1の実
施例装置と異なり差動増幅器41a,41b,41cおよびサ
ンプルホールド回路42a,42b,42cを備えている。
面12aの3位置である、上記第1の実施例と同様にピエ
ゾ素子15a,15bと各々対応した位置において、各々1
対のフォトディテクタ17d〜iを設けている。これら各
位置において1対のフォトディテクタ17d〜iは互いに
1本の干渉縞(濃度極大部分あるいは濃度極小部分)を
挾んで対向する位置に配されている。また、制御手段19
aは上記第1の実施例装置と同様にフリンジスキャン用
信号発生器36a、SW切替信号発生器37aおよび加算器
34d,34e,34fを有しており、さらに、上記第1の実
施例装置と異なり差動増幅器41a,41b,41cおよびサ
ンプルホールド回路42a,42b,42cを備えている。
【0044】上記各位置における1対のフォトディテク
タ17d〜iからの出力信号に基づき差動増幅器41a,41
b,41cにおいてそれらの差信号が出力される。この差
信号はサンプルホールド回路42a,42b,42cにおいて
所定のタイミングでサンプルホールドされ、加算器34
d,34e,34fを介して制御信号としてPZT駆動回路
20a,20b,20cに出力される。すなわち、この制御手
段19aは観察面12a上の各位置における1対のフォトデ
ィテクタ17d〜iの出力値の差が常に小さくなるように
ピエゾ素子15a,15bを駆動して、上記各位置の対応位
置における基準面9aと被検面10aの間隔が常に一定と
なるように制御する。
タ17d〜iからの出力信号に基づき差動増幅器41a,41
b,41cにおいてそれらの差信号が出力される。この差
信号はサンプルホールド回路42a,42b,42cにおいて
所定のタイミングでサンプルホールドされ、加算器34
d,34e,34fを介して制御信号としてPZT駆動回路
20a,20b,20cに出力される。すなわち、この制御手
段19aは観察面12a上の各位置における1対のフォトデ
ィテクタ17d〜iの出力値の差が常に小さくなるように
ピエゾ素子15a,15bを駆動して、上記各位置の対応位
置における基準面9aと被検面10aの間隔が常に一定と
なるように制御する。
【0045】このようにして基準面9aの3位置におい
て被検面10aとの間隔が一定となるように制御されるこ
とから、上記第1の実施例装置の場合と同様に基準面9
aと被検面10aが傾きを平行とするように、かつ一定間
隔となるように制御される。
て被検面10aとの間隔が一定となるように制御されるこ
とから、上記第1の実施例装置の場合と同様に基準面9
aと被検面10aが傾きを平行とするように、かつ一定間
隔となるように制御される。
【0046】なお、SW切替信号発生器37aから出力さ
れるSW切替信号によって切替スイッチ38fが切り替え
られ、サンプルホールド回路42a,42b,42cからの信
号出力のON/OFFが切り替えられる。
れるSW切替信号によって切替スイッチ38fが切り替え
られ、サンプルホールド回路42a,42b,42cからの信
号出力のON/OFFが切り替えられる。
【0047】このSW切替信号により、サンプルホール
ド回路42a,42b,42cからの制御信号とフリンジスキ
ャン用信号発生器36aからのフリンジスキャン用信号の
いずれかが択一的に加算器34d,34e,34fに入力され
る。なお、両信号を同時に加算器34d,34e,34fに入
力して、両信号を重畳せしめてピエゾ素子15a,15bを
駆動することも可能である。
ド回路42a,42b,42cからの制御信号とフリンジスキ
ャン用信号発生器36aからのフリンジスキャン用信号の
いずれかが択一的に加算器34d,34e,34fに入力され
る。なお、両信号を同時に加算器34d,34e,34fに入
力して、両信号を重畳せしめてピエゾ素子15a,15bを
駆動することも可能である。
【0048】また、上記差動増幅器41a,41b,41cに
代えて演算器を用いることも可能である。
代えて演算器を用いることも可能である。
【0049】なお、本発明の耐振動型干渉計としては上
記実施例のものに限られるものではなく、種々の態様の
変更が可能である。
記実施例のものに限られるものではなく、種々の態様の
変更が可能である。
【0050】上記実施例装置においては、被検面の形状
を測定している間における外部振動の影響に伴なう被検
面の傾きをより高精度で補正するために、フリンジスキ
ャニング法による処理が一部終了する度に振動制御を行
なうことも可能である。
を測定している間における外部振動の影響に伴なう被検
面の傾きをより高精度で補正するために、フリンジスキ
ャニング法による処理が一部終了する度に振動制御を行
なうことも可能である。
【0051】例えば、光検出手段や振動付与手段の配設
個数としては上記実施例のものに限られるものではなく
その他の所定の数を選択することができ、光検出手段と
して1つの4分割フォトダイオードを使用することも可
能である。
個数としては上記実施例のものに限られるものではなく
その他の所定の数を選択することができ、光検出手段と
して1つの4分割フォトダイオードを使用することも可
能である。
【0052】また、上記光検出手段や振動付与手段とし
ても上記実施例のものに限られるものではない。
ても上記実施例のものに限られるものではない。
【0053】また、上述した実施例においては、観察面
上における光検出手段の位置と基準面上の振動付与手段
の位置を対応させるようにしているが、相互の位置関係
の変換を制御手段により行ない、かつこの演算を高速な
ものとすれば、必ずしも対応させる必要はない。
上における光検出手段の位置と基準面上の振動付与手段
の位置を対応させるようにしているが、相互の位置関係
の変換を制御手段により行ない、かつこの演算を高速な
ものとすれば、必ずしも対応させる必要はない。
【0054】また、上記実施例装置はフィゾー型の干渉
計であるが、これに代えてマイケルソン型あるいはマッ
ハツェンダ型等の他の干渉計を用いることも可能であ
る。
計であるが、これに代えてマイケルソン型あるいはマッ
ハツェンダ型等の他の干渉計を用いることも可能であ
る。
【0055】また、上述した実施例では被検面の傾きを
補正するために、参照面を傾けるようにしているが、参
照面を傾ける代わりに、被検面そのものを傾けたり、干
渉計全体を動かしたりすることも可能であり、また、干
渉計のタイプによっては参照光もしくは物体光の光路中
の光学部材を可動させることも可能である。
補正するために、参照面を傾けるようにしているが、参
照面を傾ける代わりに、被検面そのものを傾けたり、干
渉計全体を動かしたりすることも可能であり、また、干
渉計のタイプによっては参照光もしくは物体光の光路中
の光学部材を可動させることも可能である。
【0056】さらに、上記被検面としては平面のものに
限られず、例えば凸状の球面や非球面等にも適用可能で
ある。
限られず、例えば凸状の球面や非球面等にも適用可能で
ある。
【図1】本願発明の第1の実施例に係る耐振動型干渉計
を示す概略図
を示す概略図
【図2】図1に示す耐振動型干渉計の一部を示すブロッ
ク図
ク図
【図3】本願発明の第2の実施例に係る耐振動型干渉計
の一部を示すブロック図
の一部を示すブロック図
【図4】従来の耐振動型干渉計を示す概略図
1 レーザ光源 6,11 ビームスプリッタ 9 基準板 9a 基準面 10 被検体 10a 被検面 12,12a 観察面 14 CCDカメラ 15a,15b ピエゾ素子(PZT) 17a〜i フォトディテクタ 19,19a 制御手段 20,20a,20b,20c PZT駆動回路 21 モニタ 32a,32b,32c 乗算器 33a,33b,33c 積分器 34a〜f 加算器 35 正弦波信号発生器 36,36a フリンジスキャン用信号発生器 37,37a SW切替信号発生器 38a〜f 切替スイッチ 40 フリンジスキャン用演算部 41a,41b,41c 差動増幅器 42a,42b,42c サンプルホールド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 勝行 千葉県千葉市稲毛区小仲台5−6−4− 303 (72)発明者 小林 富美男 埼玉県大宮市植竹町1丁目324番地 富士 写真光機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 可干渉光を基準板上の基準面と被検体上
の被検面に照射し、該基準面からの参照光と該被検面か
らの物体光とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞
形成手段と、 前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞像の局部的
な光量を検出する光検出手段と、 前記参照光と前記物体光との光路差を調整するように、
前記干渉縞形成手段の光路中のいずれかの部材に所定の
振動を付与する振動付与手段と、 前記光検出手段により検出された光量の変化が小さくな
るように前記振動付与手段の振動を制御する制御手段を
備えてなることを特徴とする耐振動型干渉計。 - 【請求項2】 可干渉光を基準板上の基準面と被検体上
の被検面に照射し、該基準面からの参照光と該被検面か
らの物体光とによる干渉縞を観察面上に形成する干渉縞
形成手段と、 前記観察面上の所定位置に配された、干渉縞像の局部的
な光量を検出する光検出手段と、 前記基準面と前記被検面の相対的な傾きを補正する傾き
補正手段と、 前記光検出手段により検出された光量の変化が小さくな
るように、前記傾き補正手段を制御する制御手段とを備
えてなることを特徴とする耐振動型干渉計。 - 【請求項3】 前記振動付与手段が前記基準板もしくは
前記被検体に取り付けられており、この振動付与手段の
取付位置に対応した前記観察面上の位置に前記光検出手
段が配設されてなることを特徴とする請求項1もしくは
2記載の耐振動型干渉計。 - 【請求項4】 前記光検出手段が前記観察面上の互いに
離れた3つの位置に配設されてなることを特徴とする請
求項1〜3のうちいずれか1項記載の耐振動型干渉計。 - 【請求項5】 前記3つの位置の各々において、干渉縞
の濃度極大部分もしくは濃度極小部分を挾んで対向する
ように2つの光検出手段が配設されてなることを特徴と
する請求項4記載の耐振動型干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6251839A JPH08114412A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 耐振動型干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6251839A JPH08114412A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 耐振動型干渉計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114412A true JPH08114412A (ja) | 1996-05-07 |
Family
ID=17228699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6251839A Withdrawn JPH08114412A (ja) | 1994-10-18 | 1994-10-18 | 耐振動型干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08114412A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073373A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-04 | Optonor As | Method for vibration measurement and interferometer |
| KR100434866B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2004-06-07 | (주) 인텍플러스 | 피조 간섭계용 위상천이 구동장치 |
| US7466427B2 (en) | 2003-08-13 | 2008-12-16 | Fujinon Corporation | Vibration-resistant interferometer apparatus |
| JP2010060561A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Mitsutoyo Corp | 偏光変調を用いる干渉計 |
| JP2017527851A (ja) * | 2014-08-28 | 2017-09-21 | ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッドJohnson & Johnson Vision Care, Inc. | 自動位置合わせシステム及び干渉計を用いた眼科用器具のインライン検査 |
-
1994
- 1994-10-18 JP JP6251839A patent/JPH08114412A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001073373A1 (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-04 | Optonor As | Method for vibration measurement and interferometer |
| JP2003529063A (ja) * | 2000-03-24 | 2003-09-30 | オプトノール アーエス | 振動測定方法及び干渉計 |
| US6970251B2 (en) | 2000-03-24 | 2005-11-29 | Optonor As | Method for vibration measurement and interferometer |
| KR100434866B1 (ko) * | 2001-11-28 | 2004-06-07 | (주) 인텍플러스 | 피조 간섭계용 위상천이 구동장치 |
| US7466427B2 (en) | 2003-08-13 | 2008-12-16 | Fujinon Corporation | Vibration-resistant interferometer apparatus |
| JP2010060561A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Mitsutoyo Corp | 偏光変調を用いる干渉計 |
| JP2017527851A (ja) * | 2014-08-28 | 2017-09-21 | ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッドJohnson & Johnson Vision Care, Inc. | 自動位置合わせシステム及び干渉計を用いた眼科用器具のインライン検査 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7443513B2 (en) | Apparatus for optical measurement of an object | |
| US6268923B1 (en) | Optical method and system for measuring three-dimensional surface topography of an object having a surface contour | |
| US4438330A (en) | Wavefront sensor employing a modulation reticle | |
| JP3065489B2 (ja) | 耐振動型干渉計 | |
| JPS6322258B2 (ja) | ||
| EP2163906B1 (en) | Method of detecting a movement of a measuring probe and measuring instrument | |
| Johnson et al. | Phase-locked interferometry | |
| US6753528B1 (en) | System for MEMS inspection and characterization | |
| US5165045A (en) | Method and apparatus for measuring displacement having parallel grating lines perpendicular to a displacement direction for diffracting a light beam | |
| US20030037616A1 (en) | Method for vibration measurement and interferometer | |
| US6958817B1 (en) | Method of interferometry with modulated optical path-length difference and interferometer | |
| JP2004286689A (ja) | 多層膜の表面形状と膜厚分布の同時測定方法及びその装置 | |
| JPH0726826B2 (ja) | シェアリング干渉計装置 | |
| JP2951366B2 (ja) | 干渉測定装置とそのアライメント検出方法 | |
| JPS6126605B2 (ja) | ||
| JPS60253945A (ja) | 形状測定装置 | |
| JPS635208A (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPS62106310A (ja) | 平行平面板の平行度測定装置 | |
| JPH06294638A (ja) | 表面形状測定装置 | |
| JPH08219738A (ja) | 干渉測定装置 | |
| JPH08145625A (ja) | 光学式変位測定装置 | |
| JPH07294537A (ja) | 速度及び距離の検出装置 | |
| JP3618995B2 (ja) | 偏心測定方法及び偏心測定装置 | |
| JP3466713B2 (ja) | 計測装置 | |
| JPH0720094A (ja) | 超音波振動測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |