JP2000097654A - Interferometer - Google Patents

Interferometer

Info

Publication number
JP2000097654A
JP2000097654A JP10268801A JP26880198A JP2000097654A JP 2000097654 A JP2000097654 A JP 2000097654A JP 10268801 A JP10268801 A JP 10268801A JP 26880198 A JP26880198 A JP 26880198A JP 2000097654 A JP2000097654 A JP 2000097654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
light source
interferometer
measured
test
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
JP10268801A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Ichikawa
元 市川
Takashi Genma
隆志 玄間
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10268801A priority Critical patent/JP2000097654A/en
Publication of JP2000097654A publication Critical patent/JP2000097654A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To permit both the matching of the spherical center of a test surface with a point light source and the shortening of the overall length of a device by arranging a reflecting mirror at a location where the point light source arranged between a light source and the test surface is approximately conjugate with the spherical center of the test surface. SOLUTION: A spherical surface 2 emitted as measuring light from the point light source 1a of a fiber 1 is reflected by a plane reflecting mirror 3 accurately calibrated separately and becomes incident onto the reflector surface 4a of a reflector primary standard 4 equivalent to a test surface. In the case that the test surface is a spherical surface, the reflecting mirror 3 is arranged in such a way that the spherical center 1b of the reflector surface 4a is conjugate with the point light source 1a. By this, as the measuring light is vertically reflected, it becomes possible to reform an image on the face of the fiber 1. As the measuring light reflected at the face is guided to a CCD 6 together with the spherical surface 2 as reference waves via a condensing lends 5, it becomes possible to form desired interference fringes. By using this interferometer, it becomes possible to shorten the overall length of a device.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は球面、及び非球面の
面形状を高精度に測定するための干渉計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interferometer for measuring spherical and aspherical surface shapes with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、球面形状の計測には、フィゾー干
渉計やトワイマン・グリーン干渉計が用いられてきた。
これらの干渉計は基準面を必要とし、その基準面との比
較により、球面形状を計測するため、測定精度は基準面
の面精度を超えることが出来ない。
2. Description of the Related Art Conventionally, a Fizeau interferometer or a Twyman-Green interferometer has been used for measuring a spherical shape.
These interferometers require a reference surface, and measure the spherical shape by comparison with the reference surface. Therefore, the measurement accuracy cannot exceed the surface accuracy of the reference surface.

【0003】基準面を必要としない干渉計として、ピン
ホールによる回折波面を基準とするPoint-Diffraction-
Interforometerが知られている。(特開平2-228505)
この干渉計では、ピンホールの回折により生じた理想的
な球面波を基準波面として、球面形状の高精度な計測を
実現している。また、この方法では、球面の形状を高精
度に測定することは可能であったが、非球面の形状を測
定することは出来なかった。 Point-Diffraction-Inter
forometerを用いて、非球面を計測する場合、ピンホー
ルで回折した球面波の曲率半径と被検非球面の曲率半径
が一致していれば間隔が粗い干渉縞が生じるが、非球面
では場所によって曲率半径が異なるため、干渉縞間隔が
粗になる領域は一部であり、残りの領域では干渉縞間隔
は密になり計測が出来なくなる。
As an interferometer that does not require a reference plane, a point-diffraction based on a wavefront diffracted by a pinhole is used.
Interforometer is known. (JP-A-2-228505)
This interferometer realizes highly accurate measurement of a spherical shape using an ideal spherical wave generated by diffraction of a pinhole as a reference wavefront. Further, with this method, it was possible to measure the shape of the spherical surface with high accuracy, but it was not possible to measure the shape of the aspherical surface. Point-Diffraction-Inter
When measuring an aspheric surface using a forometer, if the radius of curvature of the spherical wave diffracted by the pinhole and the radius of curvature of the aspheric surface to be measured match, interference fringes with coarse intervals will occur. Since the radius of curvature is different, the region where the interference fringe interval is coarse is only a part, and in the remaining region, the interference fringe interval is dense and measurement is impossible.

【0004】それを解決するものとして、干渉縞間隔が
粗である部分のみを計測した後、被検非球面とピンホー
ルの位置関係を変化させて干渉縞間隔が粗になる部分を
変化させた後に再度計測を行う、という工程を繰り返
し、計測結果を合成することにより非球面の形状を測定
するものが知られている。
In order to solve this problem, only the portion where the interference fringe interval is coarse is measured, and then the position where the interference fringe interval is coarse is changed by changing the positional relationship between the aspheric surface to be measured and the pinhole. It is known to measure the shape of an aspheric surface by repeating the process of performing measurement again later and combining the measurement results.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、球面、
非球面の種類を問わず、被検面の近似曲面の曲率半径が
長い場合は、必然的に点光源と被検面の間隔も該曲率半
径と同等にせざるを得ない為、装置が長大化することが
避けられなかった。これを図7(特開平2-228505の再
掲)で説明する。
However, the spherical surface,
Regardless of the type of aspherical surface, when the radius of curvature of the approximate curved surface of the surface to be measured is long, the distance between the point light source and the surface to be measured must necessarily be equal to the radius of curvature, so the device becomes longer. It was inevitable to do. This will be described with reference to FIG. 7 (reprinted in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-228505).

【0006】図7において、被検面は球面であり、この
球面の球心を、点光源に一致させることにより、測定光
を被検面の輪帯状の部分領域に略垂直に入射及び反射さ
せることが可能となる。しかし、被検面の頂点と球心と
の間隔も、このように、被検面の曲率半径と同一である
為、必然的に装置が長大化することになる。本発明は上
記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、PDI干渉計
等、における装置の長大化を防ぐとともに、装置の高精
度化を図ることを目的とする。
In FIG. 7, the surface to be measured is a spherical surface. By making the spherical center of the spherical surface coincide with a point light source, the measuring light is incident and reflected substantially perpendicularly to the annular region of the surface to be measured. It becomes possible. However, since the distance between the vertex of the surface to be measured and the spherical center is also the same as the radius of curvature of the surface to be measured, the device is inevitably lengthened. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the related art, and has as its object to prevent an increase in the length of a device in a PDI interferometer or the like and to increase the accuracy of the device.

【0007】[0007]

【課題を解決する為の手段】本発明では、上記目的を達
成するために、第1の手段として、「光源から出射され
た光束の一部を測定用光束として被検面に照射するとと
もに、前記被検面で反射された前記測定用光束と、前記
光源から出射された光束の一部であって所定の波面を有
する参照用光束とを互いに干渉させ、干渉により生じる
干渉縞の状態を検知することにより、前記被検面の面形
状を計測する干渉計であって、前記測定用光束と前記参
照用光束が、前記光源と前記被検面との間に配置された
反射面上に配置された所定の大きさを有する点光源から
出射された光束である干渉計において、前記点光源と前
記被検面の近似球面の球心とが略共役になる位置に反射
鏡を配置する干渉計」を用いることとした。これによ
り、装置の全長を短くすることが可能になる。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a first means is to irradiate a part of a light beam emitted from a light source as a measurement light beam onto a surface to be measured, The measurement light beam reflected by the test surface and the reference light beam having a predetermined wavefront, which is a part of the light beam emitted from the light source, interfere with each other, and detect the state of interference fringes caused by the interference. The interferometer for measuring the surface shape of the test surface, wherein the measurement light beam and the reference light beam are arranged on a reflection surface disposed between the light source and the test surface. Interferometer that is a light beam emitted from a point light source having a predetermined size, wherein a reflecting mirror is arranged at a position where the point light source and the spherical center of the approximate spherical surface of the test surface are substantially conjugate. Is used. This makes it possible to reduce the overall length of the device.

【0008】第2の手段として、「光源から出射された
光束の一部を測定用光束として被検面に照射するととも
に、前記被検面で反射された前記測定用光束と、前記光
源から出射された光束の一部であって所定の波面を有す
る参照用光束とを互いに干渉させ、干渉により生じる干
渉縞の状態を検知することにより、前記被検面の面形状
を計測する干渉計であって、前記測定用光束と前記参照
用光束が、前記光源と前記被検面との間に配置された反
射面上に配置された所定の大きさを有する点光源から出
射された光束である干渉計において、前記点光源と反射
鏡の近似球面の球心とが略共役になる位置に前記被検面
を配置する干渉計」を用いることとした。これにより、
凹面、凸面に限らず、略双曲面波面を基準とした被検面
の干渉計測を行うことが可能になる。
As a second means, a part of the light beam emitted from the light source is irradiated to the surface to be measured as a light beam for measurement, and the light beam for measurement reflected on the surface to be measured and the light beam emitted from the light source are emitted. A reference light beam having a predetermined wavefront, which is a part of the detected light beam, interferes with each other, and detects a state of an interference fringe caused by the interference, thereby measuring a surface shape of the surface to be detected. The interference in which the measurement light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size arranged on a reflection surface arranged between the light source and the test surface. In the instrument, an interferometer that arranges the test surface at a position where the point light source and the spherical center of the approximate spherical surface of the reflecting mirror are substantially conjugated is used. This allows
Not only the concave surface and the convex surface but also the interference measurement of the test surface can be performed based on the substantially hyperboloid wavefront.

【0009】第3の手段は、「前記被検面の面形状が非
球面であり、前記干渉縞が前記被検非球面の一部の形状
を表すものものであり、前記被検面、前記反射鏡、及び
前記点光源の少なくとも一方を走査して等価的に前記位
置関係を変化させることにより得られた被検非球面の別
の一部の領域の形状を表す複数の干渉縞を総合的に解析
することにより、前記被検非球面の所望の範囲の形状を
計測する干渉計」を用いることとした。これにより、前
記位置関係の位置決めを容易にすることが可能になる。
The third means is that the surface of the test surface is an aspherical surface and the interference fringes represent a part of the shape of the test aspherical surface. A plurality of interference fringes representing the shape of another partial region of the test aspheric surface obtained by scanning at least one of the reflecting mirror and the point light source and equivalently changing the positional relationship are obtained. The interferometer which measures the shape of the desired aspherical surface in the desired range by analyzing the aspherical surface is used. Thereby, it is possible to facilitate the positioning of the positional relationship.

【0010】第4の手段は、「光源から出射された光束
の一部を測定用光束として被検面に照射するとともに、
前記被検面で反射された前記測定用光束と、前記光源か
ら出射された光束の一部であって所定の波面を有する参
照用光束とを互いに干渉させ、干渉により生じる干渉縞
の状態を検知することにより、前記被検面の面形状を計
測する干渉計であって、前記測定用光束と前記参照用光
束が、前記光源と前記被検面との間に配置された反射面
上に配置された所定の大きさを有する点光源から出射さ
れた光束である干渉計において、前記被検面が実使用状
態(重力に対して、同じ方向で、同じ保持方法で)にな
るように、前記点光源を配置した干渉計」を用いること
とした。これにより、被検面の面精度(所望の設計形状
からの乖離を、形状誤差とうねり誤差に分けて考えた場
合の、後者に相当する)を高精度に校正することが可能
になる。
The fourth means is that “a part of the light beam emitted from the light source is irradiated on the surface to be measured as a measurement light beam,
The measurement light beam reflected by the test surface and the reference light beam having a predetermined wavefront, which is a part of the light beam emitted from the light source, interfere with each other, and detect the state of interference fringes caused by the interference. The interferometer for measuring the surface shape of the test surface, wherein the measurement light beam and the reference light beam are arranged on a reflection surface disposed between the light source and the test surface. In the interferometer, which is a light beam emitted from a point light source having a predetermined size, so that the surface to be inspected is in an actual use state (in the same direction and with the same holding method with respect to gravity). An interferometer having a point light source is used. This makes it possible to calibrate the surface accuracy of the surface to be inspected (corresponding to the latter when the deviation from the desired design shape is considered as a shape error and a waviness error) with high accuracy.

【0011】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easier to understand. However, the present invention is not limited to this.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1を用いて本発明の干渉
計について説明する。図1で、ファイバー1の点光源1
aから射出された理想的な球面波2は、測定光として、
別途正確に校正された平面の反射鏡3により反射され、
レフ原器4が有する、被検面と等価なレフ面4aに入射
する。被検面が球面の場合には、レフ面4aの球心1b
と点光源1aが共役になるように反射鏡3を配置するこ
とにより、測定光は垂直に反射され、ファイバー1の端
面上に再桔像させることが可能となる。この端面で反射
された測定光は、参照波としての球面波2と共に集光レ
ンズ5を介してCCD6に導かれ、所望の干渉縞を形成
することが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An interferometer according to the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, point light source 1 of fiber 1
The ideal spherical wave 2 emitted from a is measured light as
Reflected by a separately accurately calibrated flat reflecting mirror 3,
The light is incident on a ref surface 4a of the ref prototype 4 equivalent to the test surface. When the test surface is spherical, the spherical center 1b of the reflex surface 4a
By arranging the reflecting mirror 3 so that the point light source 1a and the point light source 1a are conjugate, the measuring light is reflected vertically and can be re-imaged on the end face of the fiber 1. The measurement light reflected by the end face is guided to the CCD 6 via the condenser lens 5 together with the spherical wave 2 as a reference wave, so that a desired interference fringe can be formed.

【0013】この干渉計を使用することにより、装置の
全長を短くすることが可能となる。特にワークの被検面
が図1のような重力に対する姿勢の場合、装置の高さを
低くすることが可能となり、振動を押さえるための設置
スペース的にも有利となる。さらには、重力に対して被
検面の上向き、下向きの姿勢にも柔軟に対応が可能とな
る。被検面が非球面の場合でも、その非球面量が小さ
く、観測される干渉縞の縞密度がCCD6により充分分
解可能でありさえすれば、被検面と等価な非球面形状を
有するレフ面を用意することにより、同様にレフ面の全
面測定が可能となる。
By using this interferometer, it is possible to shorten the overall length of the apparatus. In particular, when the surface to be inspected of the workpiece has a posture against gravity as shown in FIG. 1, the height of the apparatus can be reduced, which is advantageous in terms of installation space for suppressing vibration. Furthermore, it is possible to flexibly cope with the upward and downward postures of the test surface with respect to gravity. Even if the surface to be measured is an aspheric surface, as long as the amount of the aspheric surface is small and the fringe density of the observed interference fringes can be sufficiently resolved by the CCD 6, a reflex surface having an aspherical shape equivalent to the surface to be measured is provided. Is prepared, the entire surface of the reflex surface can be similarly measured.

【0014】なお、図1の測定配置では、レフ面の中央
に開口部を設けて、その開口部に点光源1aを設けてい
る。これは、製品のワークの被検面の品証を行う為のレ
フ原器としては、中央の開口部はさほど影響は無い。ま
た、別途用意された開口部の無いレフ原器に、波面合成
を併用した比較減算により面精度を写すことが可能であ
る為、高精度測定を行う際も問題無い。
In the measurement arrangement shown in FIG. 1, an opening is provided in the center of the reflex surface, and a point light source 1a is provided in the opening. This means that the central opening has no significant effect as a ref prototype for certifying the inspection surface of the workpiece of the product. In addition, since the surface accuracy can be transferred to a separately prepared reflex device without an opening by comparison and subtraction using wavefront synthesis, there is no problem when performing high-accuracy measurement.

【0015】被検面が非球面の場合で、観測される干渉
縞の縞密度がCCD6により分解不可能となるほどその
非球面量が大きな場合には、所謂「波面合成」(特開平
5−40024に開示)によるレフ面の部分測定データ
の繋ぎあわせにより、レフ面の全面測定が可能となる。
この波面合成を行う場合に、レフ面を光軸方向に移動さ
せる代わりに、反射鏡を図1の矢印のように移動させる
ことにより、複数の部分測定データが測定可能となる。
波面合成を行う際に、移動部材の移動量を把握する必要
が有るが、その場合に図1のような球面鏡7を利用すれ
ば容易となる。これを以下に説明する。
When the surface to be inspected is an aspheric surface and the amount of the aspheric surface is so large that the observed fringe density of the interference fringes cannot be resolved by the CCD 6, a so-called "wavefront synthesis" (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-40024). ), The entire surface of the reflex surface can be measured.
When performing this wavefront synthesis, a plurality of partial measurement data can be measured by moving the reflecting mirror as shown by the arrow in FIG. 1 instead of moving the reflex surface in the optical axis direction.
When performing wavefront synthesis, it is necessary to grasp the amount of movement of the moving member. In this case, it is easy to use the spherical mirror 7 as shown in FIG. This will be described below.

【0016】図1のように、レフ原器の、例えば外周部
に球面ミラーを設ければ、点光源と球面ミラーを一組と
してその位置関係さえ変えなければ、平面鏡も一意に定
まる。これは、従来例の図7に適用した場合に、球面ミ
ラーの球心として、点光源の位置が一意に定まるのと同
様である。従って、平面鏡による折り返し測定の採用の
有無に関わらず、球面ミラーに対してレフ原器を再現性
良く設定さえすれば、点光源を球面ミラー基準でアライ
メントすることにより、レフ原器面に対する基準出しも
同様の位置決め精度で可能となる。
As shown in FIG. 1, if a spherical mirror is provided on, for example, the outer peripheral portion of the reflex prototype, the plane mirror is uniquely determined unless the positional relationship is changed as a set of a point light source and a spherical mirror. This is similar to the case where the position of the point light source is uniquely determined as the spherical center of the spherical mirror when applied to FIG. 7 of the conventional example. Therefore, irrespective of the use of the folding measurement with a plane mirror, if the refractor is set with good reproducibility with respect to the spherical mirror, the point light source is aligned with the spherical mirror reference, and the reference for the reflector is set. Can be achieved with the same positioning accuracy.

【0017】球面ミラーに対するレフ原器の設定は、金
物基準でも良いし、両者の裏面(反対側の面)を平面に
して、その平面基準でも良い。いずれの場合も、その状
態で座標測定器などにより両者の位置関係を校正するこ
とにより、精度向上を図っても良い。更に、レフ原器そ
のものの有効外を球面に加工しても良い。干渉縞の観測
は、マスキング機構を適切に配置して、測定光を、球面
ミラーとレフ面に切り替えても良いし、同時に得られた
両者の干渉縞の解析を、個別に行っても良い。平面鏡に
よる折り返し測定を採用しない場合は、球面ミラーとレ
フ原器を一体として動かせば、球面ミラーの干渉縞をを
解析することにより、レフ原器の移動量の把握も容易と
なる。また、平面鏡を用いる場合には、平面鏡のみを移
動させることにより、同様の移動量の把握が可能であ
る。 マスキングは、平面鏡に設けても良いし、被検面
側に設けても良い。
The setting of the ref prototype with respect to the spherical mirror may be based on metal hardware, or may be based on the flat surface of the back surfaces (opposite surfaces) of the two. In any case, the accuracy may be improved by calibrating the positional relationship between the two using a coordinate measuring device or the like in that state. Further, the outside of the effective portion of the reflex prototype itself may be processed into a spherical surface. Observation of interference fringes may be performed by appropriately arranging a masking mechanism and switching the measurement light between a spherical mirror and a reflex surface, or separately analyzing the interference fringes obtained at the same time. If the aliasing measurement by the plane mirror is not adopted, if the spherical mirror and the ref prototype are moved integrally, the movement amount of the ref prototype can be easily grasped by analyzing the interference fringes of the spherical mirror. When a plane mirror is used, the same movement amount can be grasped by moving only the plane mirror. The masking may be provided on the plane mirror or on the test surface side.

【0018】光学部材の移動としては、点光源側を移動
させても良いのは言うまでも無い。以下に、本発明によ
る干渉計の第一の実施例について説明する。図2の測定
配置は、図1の反射鏡を45度傾けてレフ原器の中央の
開口部を排除した実施例であり、図1と同様、装置の全
長を短くすることが可能である。後述する図5のよう
に、被検面が非球面の場合の非球面軸(ワークの測定形
状に対して、回転対称な設計非球面をフィッティングし
た時の、その設計非球面の回転中心軸)が重力gと一致
した状態で使用されるワークの場合、図2の状態の平面
の反射鏡の絶対校正は、図8で可能である。
It goes without saying that the optical member may be moved on the point light source side. Hereinafter, a first embodiment of the interferometer according to the present invention will be described. The measurement arrangement of FIG. 2 is an embodiment in which the reflecting mirror of FIG. 1 is inclined by 45 degrees to eliminate the central opening of the ref prototype, and the overall length of the apparatus can be shortened similarly to FIG. As shown in FIG. 5 described later, an aspherical axis when the surface to be inspected is an aspherical surface (the rotational center axis of the designed aspherical surface when a rotationally symmetrical designed aspherical surface is fitted to the measured shape of the workpiece). In the case of a work used in a state where coincides with the gravity g, absolute calibration of the plane reflecting mirror in the state of FIG. 2 is possible in FIG.

【0019】図8において、平面鏡31は特開平6−2
81427により、また、平面鏡32は特願平10−1
34848により絶対校正が可能である。したがって、
平面鏡30は、これらを利用して、もしくは直接、特願
平10−134848により校正可能である。さらに、
この校正方法は、図1の平面鏡3にも適用できるのは言
うまでも無い。
Referring to FIG. 8, a plane mirror 31 is disclosed in
And the plane mirror 32 is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-1.
34848 allows absolute calibration. Therefore,
The plane mirror 30 can be calibrated using these or directly according to Japanese Patent Application No. 10-134848. further,
It goes without saying that this calibration method can also be applied to the plane mirror 3 of FIG.

【0020】また、被検面が球面でその曲率半径が短い
場合には、図2の測定配置で平面鏡を用いずに直接、点
光源からの理想球面波によるレフ面の校正が可能である
為、その校正を行ってから、図2の測定配置で同じレフ
面を測定することにより、平面鏡30の校正を行うこと
も可能である。一旦、平面鏡30が校正されれば、今度
は同じ平面鏡を用いることにより、曲率半径の長い球面
や、近似球面の曲率半径の長い非球面の校正が、平面鏡
の誤差を受けること無く、可能となる。さらにこの手順
を踏めば、図8で述べたような平面鏡の重力に対する姿
勢は考慮する必要が無くなる利点を有する。
In the case where the surface to be measured is a spherical surface and its radius of curvature is short, it is possible to directly calibrate the reflex surface with an ideal spherical wave from a point light source without using a plane mirror in the measurement arrangement of FIG. After the calibration, the plane mirror 30 can be calibrated by measuring the same reflex surface in the measurement arrangement of FIG. Once the plane mirror 30 is calibrated, the same plane mirror can be used to calibrate a spherical surface having a long radius of curvature or an aspheric surface having a long radius of curvature of an approximate spherical surface without receiving errors of the plane mirror. . Further, if this procedure is taken, there is an advantage that it is not necessary to consider the attitude of the plane mirror with respect to gravity as described in FIG.

【0021】なお、実際に反射鏡として使用される場合
には、高反射面とする為にコートを施すが、そのコート
に起因する誤差も込みで校正することが必要である。ま
た、収束系で使用される平面鏡である為、斜めに反射し
たときには垂直反射に比べて誤差が生じるので、その誤
差を補正することも肝要である。また、以上で述べた、
垂直反射と斜め反射の、2個の測定配置による平面鏡の
面精度データを比較することにより、平面鏡のコート面
の膜厚ムラを測定することも可能となる。
Incidentally, when actually used as a reflecting mirror, a coating is applied in order to obtain a highly reflecting surface, but it is necessary to calibrate it including an error caused by the coating. Further, since the mirror is a plane mirror used in a converging system, an error occurs when reflected obliquely as compared with vertical reflection, and it is important to correct the error. Also, as mentioned above,
By comparing the surface accuracy data of the plane mirror with the two measurement arrangements of the vertical reflection and the oblique reflection, it is also possible to measure the thickness unevenness of the coated surface of the plane mirror.

【0022】以下に、本発明による干渉計の第一の実施
例の変形例について説明する。図1の被検面が所謂「母
材」の状態、すなわち回転対称な外径を有する場合であ
るのに対し、図3の測定配置は、被検面が回転対称な軸
を有する非球面において、外径がその非球面軸に対して
対称で無い所謂「オフアクシス」な被検面で、かつ、非
球面軸が被検面の有効領域から外れた場合である。
Hereinafter, a modification of the first embodiment of the interferometer according to the present invention will be described. While the test surface in FIG. 1 is in a so-called “base material” state, that is, a case where the test surface has a rotationally symmetric outer diameter, the measurement arrangement in FIG. In this case, the so-called “off-axis” test surface whose outer diameter is not symmetrical with respect to the aspherical axis, and the aspherical axis deviates from the effective area of the test surface.

【0023】以下に、本発明による干渉計の第二の実施
例について説明する。図4の測定配置は、図1の測定配
置と比較して、凹の被検非球面4の代わりに凹の球面3
0を、平面の反射鏡3の代わりに凸の被検非球面40
を、それぞれ配置したものである。これは、点光源1a
と凹の球面の球心1bで一意に定まる双曲面波面で、凸
の被検非球面を測定するものである。被検非球面の双曲
面からの乖離が大きい場合は、被検非球面を矢印の光軸
方向に移動させることにより輪帯波面合成を行うのは、
図1の場合と同様である。
Hereinafter, a second embodiment of the interferometer according to the present invention will be described. The measuring arrangement of FIG. 4 differs from the measuring arrangement of FIG.
0 is replaced by a convex aspherical surface
Are respectively arranged. This is a point light source 1a
And a convex aspheric surface to be measured by a hyperboloid wavefront uniquely determined by the spherical center 1b of the concave spherical surface. When the deviation from the hyperboloid of the test aspheric surface is large, the annular wavefront synthesis is performed by moving the test aspheric surface in the optical axis direction of the arrow.
This is the same as in FIG.

【0024】以下に、本発明による干渉計の第三の実施
例について説明する。図5の測定配置は、図1、及び図
2のような被検面が所謂「母材」(オフアクシス加工前
の回転対称材で、外径中心に非球面軸を有する)の場合
に、点光源としてファイバーの代わりに、部材10に形
成されたピンホール10aを用いている。また、折り返
しの為の反射鏡は併用して無い(併用しても良いのは言
うまでも無い)。そして、図8で言及したような、レフ
面(被検面)の重力に対する姿勢を考慮する場合の配置
である。
Hereinafter, a third embodiment of the interferometer according to the present invention will be described. The measurement arrangement of FIG. 5 is based on the so-called “base material” (rotationally symmetric material before off-axis processing and having an aspherical axis at the center of the outer diameter) as shown in FIGS. As the point light source, a pinhole 10a formed in the member 10 is used instead of the fiber. Further, a reflecting mirror for turning back is not used together (it goes without saying that it may be used together). Then, as described in FIG. 8, this is an arrangement in which the attitude of the reflex surface (test surface) with respect to gravity is considered.

【0025】具体的には、レフ面が球面の場合はその有
効の中心軸を、また、レフ面が回転対称な非球面の場合
にはその回転対称軸を、それぞれ、重力軸gと合致させ
た場合である。この配置を採ることにより、レフ面の重
力に対する姿勢を変えること無く、回転平均化を行うこ
とが可能となる為、点光源10aからの波面に誤差が有
る場合にも、そのチェックが可能となる利点を有する。
Specifically, when the reflex surface is a spherical surface, its effective center axis is matched with the gravitational axis g, and when the reflex surface is a rotationally symmetric aspherical surface, its rotationally symmetric axis is matched with the gravity axis g. Is the case. By adopting this arrangement, it is possible to perform rotation averaging without changing the attitude of the reflex surface with respect to gravity, so that even if there is an error in the wavefront from the point light source 10a, it is possible to check it. Has advantages.

【0026】以下に、本発明による干渉計の第三の実施
例の変形例について説明する。図6は、図5の点光源を
ファイバーとしたものである。図5と比較して、測定光
2の横ずらしが容易となる利点を有する。この測定光の
横ずらしは、特に球面の場合に有効である。
A modification of the third embodiment of the interferometer according to the present invention will be described below. FIG. 6 shows the point light source of FIG. 5 as a fiber. Compared with FIG. 5, there is an advantage that the lateral displacement of the measuring light 2 is facilitated. This lateral shift of the measurement light is particularly effective in the case of a spherical surface.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る干渉計を採
用すれば、球面、及び非球面の高精度な測定が可能とな
る。さらに、レフ面の位置に折り返しの球面を配置し、
平面鏡の位置に被検面を設ければ、双曲面の波面を基準
とした被検面の測定が可能となり、球面、非球面を問わ
ず、特に被検面が凸面の場合の測定に有用である。
As described above, the use of the interferometer according to the present invention enables highly accurate measurement of spherical and aspherical surfaces. In addition, a folded spherical surface is placed at the position of the reflex surface,
If the test surface is provided at the position of the plane mirror, it is possible to measure the test surface with reference to the wavefront of the hyperboloid, and it is useful for measurement, particularly when the test surface is convex, regardless of spherical or aspheric surface. is there.

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

【図1】本発明に係る干渉計の原理説明図。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of an interferometer according to the present invention.

【図2】本発明に係る干渉計の第1の実施例の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図3】本発明に係る干渉計の第1の実施例の変形例の
説明図。
FIG. 3 is an explanatory view of a modified example of the first embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図4】本発明に係る干渉計の第2の実施例の変形例の
説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a modification of the second embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図5】本発明に係る干渉計の第3の実施例の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a third embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図6】本発明に係る干渉計の第3の実施例の変形例の
説明図。
FIG. 6 is an explanatory view of a modification of the third embodiment of the interferometer according to the present invention.

【図7】従来例の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional example.

【図8】図2に示す反射鏡3の絶対校正を説明する為の
図。
FIG. 8 is a view for explaining absolute calibration of the reflecting mirror 3 shown in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ・・・・ファイバー 1a・・・・点光源 2 ・・・・測定光 3 ・・・・反射鏡 4 ・・・・レフ原器 4a・・・・レフ面 5 ・・・・集光レンズ 6 ・・・・CCD 7 ・・・・位置決めミラー 1 ··· Fiber 1a ··· Point light source 2 ··· Measuring light 3 ··· Reflector 4 ··· Reflex prototype 4a ··· Reflex surface 5 ··· Condenser lens 6 ··· CCD 7 ··· Positioning mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA30 AA51 AA54 BB05 CC21 CC31 DD02 DD11 DD14 EE00 FF52 FF61 FF67 GG12 HH18 JJ03 JJ26 LL02 LL12 LL19 LL30 PP12 PP13 QQ00 QQ25 TT02 UU07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F065 AA30 AA51 AA54 BB05 CC21 CC31 DD02 DD11 DD14 EE00 FF52 FF61 FF67 GG12 HH18 JJ03 JJ26 LL02 LL12 LL19 LL30 PP12 PP13 QQ00 QQ25 TT02 UU07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源から出射された光束の一部を測定用光
束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反射
された前記測定用光束と、前記光源から出射された光束
の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互い
に干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知する
ことにより、前記被検面の面形状を計測する干渉計であ
って、 前記測定用光束と前記参照用光束が、前記光源と前記被
検面との間に配置された反射面上に配置された所定の大
きさを有する点光源から出射された光束である干渉計に
おいて、前記点光源と前記被検面の近似球面の球心とが
略共役になる位置に反射鏡を配置することを特徴とする
干渉計。
A light source for irradiating a part of the light beam emitted from the light source to the surface to be measured as a light beam for measurement, and a part of the light beam for measurement reflected by the surface to be measured and the light beam emitted from the light source; An interferometer for measuring a surface shape of the test surface by causing a reference light beam having a predetermined wavefront to interfere with each other and detecting a state of an interference fringe generated by the interference. The interferometer, wherein the light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size disposed on a reflection surface disposed between the light source and the test surface, An interferometer, wherein a reflecting mirror is arranged at a position where a light source and a spherical center of an approximate spherical surface of the test surface are substantially conjugate.
【請求項2】前記反射鏡が平面、もしくは、双曲面であ
ることを特徴とする請求項1記載の干渉計。
2. An interferometer according to claim 1, wherein said reflecting mirror is a flat surface or a hyperboloid.
【請求項3】光源から出射された光束の一部を測定用光
束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反射
された前記測定用光束と、前記光源から出射された光束
の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互い
に干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知する
ことにより、前記被検面の面形状を計測する干渉計であ
って、 前記測定用光束と前記参照用光束が、前記光源と前記被
検面との間に配置された反射面上に配置された所定の大
きさを有する点光源から出射された光束である干渉計に
おいて、前記点光源と反射鏡の近似球面の球心とが略共
役になる位置に前記被検面を配置することを特徴とする
干渉計。
3. A part of a light beam emitted from a light source is radiated to a surface to be measured as a measurement light beam, and a part of the measurement light beam reflected by the surface to be measured and one of the light beams emitted from the light source are reflected. An interferometer for measuring a surface shape of the test surface by causing a reference light beam having a predetermined wavefront to interfere with each other and detecting a state of an interference fringe generated by the interference. The interferometer, wherein the light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size disposed on a reflection surface disposed between the light source and the test surface, An interferometer, wherein the test surface is arranged at a position where a light source and a spherical center of an approximate spherical surface of a reflecting mirror are substantially conjugate.
【請求項4】前記反射鏡が球面であることを特徴とする
請求項3記載の干渉計
4. The interferometer according to claim 3, wherein said reflecting mirror is spherical.
【請求項5】前記被検面の面形状が非球面であることを
特徴とする請求項1乃至4記載の干渉計。
5. The interferometer according to claim 1, wherein the surface of the test surface is an aspherical surface.
【請求項6】前記被検面の面形状が非球面であり、前記
干渉縞が前記被検非球面の一部の形状を表すものもので
あり、前記被検面、前記反射鏡、及び前記点光源の少な
くとも一方を走査して前記位置関係を変化させることに
より得られた被検非球面の別の一部の領域の形状を表す
複数の干渉縞を総合的に解析することにより、前記被検
非球面の所望の範囲の形状を計測することを特徴とする
請求項1乃至5記載の干渉計。
6. The surface of the test surface is an aspherical surface, and the interference fringes represent a part of the shape of the test aspherical surface. By performing a comprehensive analysis of a plurality of interference fringes representing the shape of another partial region of the test aspheric surface obtained by scanning at least one of the point light sources to change the positional relationship, 6. The interferometer according to claim 1, wherein a shape of a desired range of the inspection aspheric surface is measured.
【請求項7】光源から出射された光束の一部を測定用光
束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反射
された前記測定用光束と、前記光源から出射された光束
の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互い
に干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知する
ことにより、前記被検面の面形状を計測する干渉計であ
って、 前記測定用光束と前記参照用光束が、前記光源と前記被
検面との間に配置された反射面上に配置された所定の大
きさを有する点光源から出射された光束である干渉計に
おいて、位置決めミラーを設けたことを特徴とする干渉
計。
7. A part of a light beam emitted from a light source is radiated to a surface to be measured as a light beam for measurement, and a part of the light beam for measurement reflected by the surface to be measured and a light beam emitted from the light source. An interferometer for measuring a surface shape of the test surface by causing a reference light beam having a predetermined wavefront to interfere with each other and detecting a state of an interference fringe generated by the interference. In an interferometer, the light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size disposed on a reflection surface disposed between the light source and the surface to be measured. An interferometer comprising:
【請求項8】光源から出射された光束の一部を測定用光
束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反射
された前記測定用光束と、前記光源から出射された光束
の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互い
に干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知する
ことにより、前記被検面の面形状を計測する干渉計であ
って、 前記測定用光束と前記参照用光束が、前記光源と前記被
検面との間に配置された反射面上に配置された所定の大
きさを有する点光源から出射された光束である干渉計に
おいて、 前記被検面が実使用状態になるように前記点光源を配置
することを特徴とする干渉計。
8. A part of a light beam emitted from a light source is radiated to a surface to be measured as a measurement light beam, and a part of the measurement light beam reflected by the surface to be measured and one of the light beams emitted from the light source are emitted. An interferometer for measuring a surface shape of the test surface by causing a reference light beam having a predetermined wavefront to interfere with each other and detecting a state of an interference fringe generated by the interference. In the interferometer, the light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size and disposed on a reflection surface disposed between the light source and the surface to be measured. An interferometer, wherein the point light source is arranged so that a test surface is in an actual use state.
【請求項9】前記被検面が非球面であり、前記実使用状
態が、該非球面の非球面軸が重力方向と一致する場合
に、前記被検面を回転平均させる回転手段を設けたこと
を特徴とする請求項8記載の干渉計。
9. A rotating means for rotating and averaging the test surface when the test surface is an aspheric surface and the actual use state is such that the aspheric axis of the aspheric surface coincides with the direction of gravity. The interferometer according to claim 8, wherein:
【請求項10】光源から出射された光束の一部を測定用
光束として被検面に照射するとともに、前記被検面で反
射された前記測定用光束と、前記光源から出射された光
束の一部であって所定の波面を有する参照用光束とを互
いに干渉させ、干渉により生じる干渉縞の状態を検知す
ることにより、前記被検面の面形状を計測する干渉計で
あって、 前記測定用光束と前記参照用光束が、前記光源と前記被
検面との間に配置された反射面上に配置された所定の大
きさを有する点光源から出射された光束である干渉計に
おいて、 前記点光源の傾斜を可能としたことを特徴とする干渉
計。
10. A part of a light beam emitted from a light source is radiated to a surface to be measured as a light beam for measurement, and a part of the light beam for measurement reflected by the surface to be measured and one light beam emitted from the light source are emitted. An interferometer for measuring a surface shape of the test surface by causing a reference light beam having a predetermined wavefront to interfere with each other and detecting a state of an interference fringe generated by the interference. The interferometer, wherein the light beam and the reference light beam are light beams emitted from a point light source having a predetermined size disposed on a reflection surface disposed between the light source and the test surface, An interferometer characterized in that the light source can be tilted.
JP10268801A 1998-09-22 1998-09-22 Interferometer Pending JP2000097654A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10268801A JP2000097654A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Interferometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10268801A JP2000097654A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Interferometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000097654A true JP2000097654A (en) 2000-04-07

Family

ID=17463464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10268801A Pending JP2000097654A (en) 1998-09-22 1998-09-22 Interferometer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000097654A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8400641B2 (en) 2009-10-20 2013-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Interferometer for aspherical or spherical surface measurements

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8400641B2 (en) 2009-10-20 2013-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Interferometer for aspherical or spherical surface measurements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9273952B2 (en) Grazing and normal incidence interferometer having common reference surface
JP4312602B2 (en) Aspheric and wavefront scanning interferometers
US20090040514A1 (en) Method and apparatus for scanning, stitching and damping measurements of a double sided metrology inspection tool
US7212291B2 (en) Interferometric microscopy using reflective optics for complex surface shapes
US6894788B2 (en) Interferometric system for automated radius of curvature measurements
US20050179911A1 (en) Aspheric diffractive reference for interferometric lens metrology
JP2803847B2 (en) Apparatus and method for investigating cylindrical or conical surfaces
JP2005127914A (en) Mounting stand for lens to be inspected of interferometer system
US6734979B2 (en) Rapid in situ mastering of an aspheric Fizeau with residual error compensation
JP2000097654A (en) Interferometer
KR20090094768A (en) Evaluation method, evaluation apparatus, and exposure apparatus
JPS62129707A (en) Method and apparatus for measuring surface configuration
JP2831428B2 (en) Aspherical shape measuring machine
JP2000088546A (en) Apparatus and method of measuring shape
JP3635543B2 (en) Cylinder interferometer
JPH09113237A (en) Folded null interferometer
JPH09101126A (en) Shape measuring device
JPH11108624A (en) Method and device for measuring surface shape, and for measuring wave front aberration
JP2006090950A (en) Measuring system of inclination of surface to be tested
JP3282296B2 (en) Hologram interferometer for measuring cylindrical optical elements
JPH05340734A (en) Instrument for measuring radius of curvature
JP2000088547A (en) Shape measuring apparatus
EP1281040A1 (en) Reduced coherence symmetric grazing incidence differential interferometer
JPH06201344A (en) Measurement of surface to be inspected
JPH08233549A (en) Interference measuring system