JP2000213920A - シアリング干渉計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シアリング干渉縞を形成する一対の平行平板
の近接対向する第１，２の反射面間の微小な間隔を高精
度に測定でき、被検物の透過波面を高精度に求められる
シアリング干渉計測装置を提供する。 【解決手段】 シアリング干渉縞を形成するシアリング
発生部１の平行平板２，３における第１，２の反射面２
ａ，３ａ間の間隔ｄを間隔測定手段４により非接触方式
で測定するようにすることで、平行平板２，３に歪み、
変形を生じさせたり、傷を付けたりすることなく、第
１，２の反射面２ａ，３ａ間の微小な間隔ｄを常に高精
度に測定でき、被検物の透過波面を高精度に求めること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シアリング干渉縞
の解析により、被検物、例えば、プラスチックレンズ等
の光学素子の透過波面を３次元的に測定するシアリング
干渉計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタ、カメラ等の光学
機器に使用される光学レンズ、その他の光学素子とし
て、プラスチック材料による成形品が普及している。こ
のようなプラスチック成形レンズは、ガラス研磨レンズ
に比して、非球面レンズの製作性に優れ、安価である
が、製造上の屈折率分布が不安定で、レンズ内部に不均
一性を生ずることが多い。レンズ内部の屈折率の不均一
性は、光学特性に大きく影響を及ぼし、画質、解像度の
劣化等の原因となる。このようなことから、光学レンズ
内部の屈折率分布を高精度に測定し、光学レンズの均質
性を評価する必要がある。

【０００３】このような光学レンズの屈折率を測定する
方法として、各種方法があるが、その一つに、シアリン
グ干渉縞を利用する方法がある。例えば、特開平９−２
５７５９１号公報によれば、屈折率分布の存在するプラ
スチック材料の屈折率分布を測定するために被検物を通
過したレーザ光を分割し、僅かにずらし重畳させること
によりシアリング干渉縞を形成させ、そのシアリング干
渉縞を測定することにより被検物の透過波面を測定する
ようにしている。

【０００４】ここに、特開平９−２５７５９１号公報中
に示されるシアリング干渉計全体の構成は図示を省略す
るが（同公報中、図２参照）、このシアリング干渉計中
で用いられているシアリング発生部の構成例を図１６に
示す。このシアリング発生部１は、光源装置から射出さ
れた可干渉な光線が被検物を通過した後の光路上に配設
される一対の平行平板２，３により構成されている。こ
れらの平行平板２，３は互いに平行かつ一定の間隔ｄを
あけて近接対向させてなり、対向する内面同士は面精度
が高い研磨面として形成され、第１の反射面２ａと第２
の反射面３ａとされ、外面側は各々無反射面２ｂ，３ｂ
とされている。

【０００５】このような構成により、被検物を透過した
被検波ａの一部が平行平板２の第１の反射面２ａにより
反射され、残りが透過し、この平行平板２を透過した被
検波ａの一部が平行平板３の第２の反射面３ａにより反
射されて第１の反射面２ａ側に戻り、この平行平板２内
を屈折しながら通過する。平行平板２の第１の反射面２
ａによって反射された被検波ａの一部と、平行平板３の
第２の反射面３ａによって反射された被検波ａの残りの
一部は、シアリング発生部１から互いに平行に射出す
る。このように通過した被検波ａはシアリング発生部１
によって光路が分割され、第１，２の反射面２ａ，３ａ
間の間隔ｄに比例した横シフト量を持って重畳される２
つの互いに平行な被検波となり、シアリング干渉が生じ
ることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このシアリング干渉縞
を測定して被検物の屈折率分布を算出するが、その際に
平行平板２，３における第１，２の反射面２ａ，３ａ間
の間隔ｄの値が必要となる。このため、反射面２ａ，３
ａ間の間隔ｄを正確に設定するか、或いは、間隔ｄを正
確に測定できなければ、高精度な屈折率分布を求めるこ
とができない。さらに、シアリング干渉縞を効率よく発
生させるためには平行平板２，３における第１，２の反
射面２ａ，３ａ間の間隔ｄを数１０μｍ〜１００μｍの
微小間隔に設定しなくてはならない。このような微小な
面間隔を正確に測定することは一般的に大変難しいが、
上述した公報例では、このような微小な面間隔を正確に
測定する点については言及されていない。

【０００７】そこで、本発明は、シアリング干渉縞を形
成するための一対の平行平板の近接対向する第１，２の
反射面間の微小な間隔を高精度に測定することができ、
被検物の透過波面を高精度に求めることが可能なシアリ
ング干渉計測装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源装置から射出され被検物を通過した可干渉な被検波
をその光軸方向に移動可能な一対の近接対向した平行平
板の内面による第１の反射面と第２の反射面とにより分
離反射させ、分離反射させた両光束を僅かにずらして重
畳させてシアリング干渉縞を形成するシアリング発生部
を備え、このシアリング発生部により形成された前記シ
アリング干渉縞を測定することにより前記被検物の透過
波面を測定するシアリング干渉計測装置において、前記
平行平板における前記第１，２の反射面間の間隔を非接
触で測定する間隔測定手段を備える。

【０００９】従って、平行平板における第１，２の反射
面間の間隔を間隔測定手段により非接触方式で測定する
ことにより、平行平板に歪み、変形を生じたりさせた
り、傷を付けたりすることなく、両者間の間隔を常に高
精度に測定することができ、被検物の透過波面を高精度
に求めることが可能となる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のシ
アリング干渉計測装置において、前記間隔測定手段が間
隔方向に読取画素が配列されたイメージセンサを用いた
光学式計測手段である。

【００１１】従って、請求項１記載の発明を実現する上
で、非接触な間隔測定手段にＣＣＤ等のイメージセンサ
を用いた光学式計測手段を用いることにより、第１，２
の反射面間の間隔をμｍレベルまで高精度な測定が可能
となり、被検物の透過波面を高精度に求めることが可能
となる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載のシ
アリング干渉計測装置において、前記間隔測定手段が、
レーザ光源と、このレーザ光源から射出された光束を前
記シアリング発生部の前記間隔部分を通過するように偏
向走査させる偏向走査手段と、この偏向走査手段によっ
て偏向走査され前記間隔部分を通過した光束を集光する
集光手段と、この集光手段により集光された光束を検出
し電気信号に変換する変換手段とを備える。

【００１３】従って、請求項１記載の発明を実現する上
で、非接触な間隔測定手段を、偏向走査手段等を用いた
レーザビーム走査方式のものを用いることにより、第
１，２の反射面間の間隔をμｍレベルまで高精度な測定
が可能となり、被検物の透過波面を高精度に求めること
が可能となる。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載のシアリング干渉計測装置において、前記第１の
反射面の近傍かつ同一面内の位置と、前記第２の反射面
の近傍かつ同一面内の位置とに各々位置させて互いに対
向するように前記平行平板に固定されたナイフエッジを
備える。

【００１５】従って、第１，２の反射面間の間隔がナイ
フエッジ間の間隔に常に等価に現れるので、このナイフ
エッジ間間隔を間隔測定手段により測定することによ
り、間隔測定手段と平行平板の第１，２の反射面との平
行が多少ずれていたとしても、これらの第１，２の反射
面間の間隔を高精度に測定することが可能となり、被検
物の透過波面を高精度に求めることができる。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
の何れか一に記載のシアリング干渉計測装置において、
前記第１，２の反射面間の前記間隔を一定の間隔以上に
規制する規制部材を備える。

【００１７】従って、平行平板を移動させる駆動装置が
仮に暴動したとしても、規制部材により一定の間隔以上
に規制されるので、平行平板の第１，２の反射面同士が
接触することがなく、２つの平行平板が破壊されること
を防止できる。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項５記載のシ
アリング干渉計測装置の前記規制部材は、前記第１，２
の反射面間に配設されたリング状部材である。

【００１９】従って、請求項５記載の発明を実現する上
で、簡単な構成で済む上に、形状がリング状になってい
るため、第１，２の反射面に入射する光線を遮ることが
なく、規制部材を設けるために２つの平行平板の大きさ
を大きくする必要がなく、低コスト化を図れる。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１ないし６
の何れか一に記載のシアリング干渉計測装置において、
前記第１，２の反射面間の前記間隔の最小間隔を規定す
る最小間隔調整機構を備える。

【００２１】従って、第１，２の反射面間の間隔の最小
間隔を規定する最小間隔調整機構を備えるので、第１，
２の反射面間の間隔を予め最適化することが可能とな
り、被検物の透過波面を高精度に求めることができる。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１ないし７
の何れか一に記載のシアリング干渉計測装置において、
前記第１，２の反射面間の前記間隔が最小間隔になった
ことを検出する最小間隔検出機構を備える。

【００２３】従って、請求項１ないし７の何れか一に記
載の発明を実現する上で、平行平板を移動させる駆動装
置が仮に暴動したとしても、最小間隔検出機構が最小間
隔になった場合にはそれを検出するので、その時点でそ
れ以上の移動を規制させることにより、平行平板の第
１，２の反射面同士が接触することがなく、２つの平行
平板が破壊されることを防止できる。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項１ないし８
記載の何れか一に記載のシアリング干渉計測装置におい
て、前記シアリング干渉縞を測定する際の前記間隔より
も十分大きな間隔に維持させて前記第１，２の反射面間
の平行度調整を行なう平行度調整手段を備える。

【００２５】従って、この種の装置においては第１，２
の反射面間の平行度が重要であり、平行度調整手段を備
えるが、その平行度調整は、シアリング干渉縞を測定す
る際の第１，２の反射面間の間隔より十分大きい間隔を
保持しながら行わせるので、平行度調整に際して平行平
板同士が接触することがなく、２つの平行平板が破壊さ
れることを防止できる。

【００２６】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
シアリング干渉計測装置において、前記シアリング干渉
縞を測定するために前記間隔を変化させるための第１の
駆動機構と、前記平行度調整を行なうために前記間隔を
変化させるための第２の駆動機構とを備える。

【００２７】従って、シアリング干渉縞の測定時の第
１，２の反射面間の間隔を変化させるための第１の駆動
機構と、平行度調整を行なうために第１，２の反射面間
の間隔を変化させるための第２の駆動装置とを別個に設
けることにより、第１の駆動機構はシアリング干渉縞測
定を行なうためだけの高精度な駆動機構にすることがで
き、第１，２の反射面間の間隔を高精度に測定すること
が可能となり、被検物の透過波面を高精度に求めること
ができる。

【００２８】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
のシアリング干渉計測装置において、前記第１の駆動機
構と前記第２の駆動機構とが、各々、前記平行平板の異
なる方の板に対して別々に設けられている。

【００２９】従って、第１の駆動機構と第２の駆動機構
が一対の平行平板の異なる板に対して別々に設けられて
いるので、高精度な駆動を行なう第１の駆動機構を駆動
させるときに、精度のあまり要求されない第２の駆動機
構の駆動案内などのガタに起因する振動などが発生せ
ず、第１の駆動機構はシアリング干渉縞の測定を行なう
ためだけの高精度な駆動機構にすることができ、第１，
２の反射面間の間隔を高精度に測定することが可能とな
り、被検物の透過波面を高精度に求めることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図４に基づいて説明する。本実施の形態は、例え
ば、図１６で示したようなシアリング発生部１を殆どそ
のまま用いるものであり（図２参照）、図１６で示した
部分と同一部分は同一符号を用いて示す。従って、シア
リング干渉計自体も、例えば、前述した特開平９−２５
７５９１号公報に示されるような干渉計を用い得る。

【００３１】図１はシアリング発生部１の外観構成を示
す斜視図であり、ここでは、後述する実施の形態の構成
も併せて図示されている。

【００３２】シアリング発生部１の側面図を示す図２に
おいて、被検物（図示せず）を通過し、紙面左側から入
射したレーザ光（被検波ａ）は、平行平板２の無反射面
２ｂを通過して入射する。その後、一部の光が平行平板
２の第１の反射面２ａで反射されると同時に一部が通過
し、平行平板３の第２の反射面３ａにおいて反射する。
これらの反射光は再び平行平板２，３を通過し、シアリ
ング発生部１から射出される。このとき、第１，２の反
射面２ａ，３ａが間隔ｄだけ隔てられているため、２つ
の平行光は、光軸と直角な方向（紙面の横方向）に間隔
ｄに比例した僅かな距離だけ平行にずれている。このた
め、２つの光束は重畳し合い干渉し、シアリング干渉縞
を発生する。このシアリング干渉縞を測定することによ
り被検物の透過波面を知ることができる。この際、間隔
ｄの値を用いて透過波面を算出するため、透過波面を正
確に知るには間隔ｄの値を正確に知る必要がある。

【００３３】そこで、本実施の形態では、シアリング発
生部１に対してこの間隔ｄを非接触方式で測定する間隔
測定手段として、レーザ偏向走査測定手段４を備えてい
るものである。

【００３４】このレーザ偏向走査測定手段４による測定
原理を図３を参照して説明する。図３において、レーザ
光源５から射出された光束は、クロックパルスに同期し
て高速に回転しポリゴンモータ等とともに偏向走査手段
を構成するポリゴンミラー６で走査されると同時にコリ
メートレンズ７により平行ビームになり測定物８を偏向
走査する。図３においては、測定物８は間隔ｄを有する
２つの物体８Ａ，８Ｂであり、これらの物体８Ａ，８Ｂ
によって遮られなかった光は、集光手段としての集光レ
ンズ９により変換手段としての受光素子１０に導かれ、
受光素子１０において受光した光束を検出し電圧なる電
気信号に変換する。このように発生する電圧とポリゴン
モータに対するクロックパルスの計測により物体８Ａ，
８Ｂ間の間隔ｄを測定することが可能となる。この測定
方式は、ポリゴンモータの正確な回転とクロックパルス
の正確な計測により、隙間ｄの距離を１μｍ以下のオー
ダーで測定することが可能である。これは、平行平板
２，３の第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間隔ｄを測定
するには十分な精度である。

【００３５】そこで、図４に示すように測定物８として
平行平板２，３に適用することにより、第１，２の反射
面２ａ，３ａ間の間隔ｄを正確に測定できることが判
る。さらに、本実施の形態のレーザ偏向走査測定手段４
によれば、平行平板２，３に全く接触しない非接触な間
隔測定手段であるので、平行平板２，３の表面に傷や変
形などを生じさせて測定誤差の要因を発生させることを
防止でき、また、実際に変形などが全くないので高精度
に測定することができる。

【００３６】本発明の第二の実施の形態を図１、図５な
いし図９に基づいて説明する。第一の実施の形態で示し
た部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略
する（以降の実施の形態でも、同様とする）。本実施の
形態は、間隔測定手段であるレーザ偏向走査測定手段４
と平行平板２，３との位置関係が図５に示すようにθ方
向（回転方向）にずれていた場合でも対処し得るように
構成したものである。まず、このようなずれを生じてい
る場合の不具合について図５を参照して説明する。レー
ザ偏向走査測定手段４と平行平板２，３との位置関係が
図５に示すようにθ方向（回転方向）にずれていた場
合、図５からも明らかなように、コリメートレンズ７よ
る平行ビーム（即ち、レーザ偏向走査測定手段４の光軸
方向）と第１，２の反射面２ａ，３ａとが平行ではない
ので、これらの第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間隔ｄ
の測定値には誤差を生じてしまう。ここに、これらの平
行平板２，３は、その間隔ｄを正確に設定することは大
変重要であるが、それと同時に如何に平行に保つかとい
うことも重要である。このため、このようなシアリング
干渉計では、特に図示しないが、平行平板２，３間の平
行度を調整する平行度調整機構を備えている。そこで、
平行度調整機構により、平行平板２，３間の平行度を調
整する際に、図５に示すような状況が当然生じ得るが、
このときに第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間隔ｄの値
を正確に把握できないことも問題である。これは、平行
平板２，３（第１，２の反射面２ａ，３ａ）がこのレー
ザ偏向走査測定手段４の光軸方向に対して幅を持ってい
ることが原因と考えられる。

【００３７】そこで、本実施の形態では、一対のナイフ
エッジ、即ち、この光軸方向に対して幅を持たない部材
を平行平板２，３における第１，２の反射面２ａ，３ａ
と等価的な位置に対向させて設置し、これらの部材間の
間隔に関して上述の原理に基づいてレーザ偏向走査測定
手段４により測定させるようにしたものである。そし
て、これを目的とする第１，２の反射面２ａ，３ａ間の
間隔ｄとすることにより、この間隔ｄを正確に求め得る
と同時に図５のように傾いた状況においても誤差が生じ
ることがない。

【００３８】図６はこの仕組みを説明するための原理図
である。即ち、一対のナイフエッジ１１，１２をその先
端エッジ側を第１，２の反射面２ａ，３ａと同一面とな
るように設置し、ナイフエッジ１１，１２のエッジ間間
隔をレーザ偏向走査測定手段４より測定する。

【００３９】図１は、実際に平行平板２，３の周囲を保
持するホルダ１３，１４に対してこれらのナイフエッジ
１１，１２が固定的に取付けられている状態が併せて示
されている。即ち、ナイフエッジ１１，１２はホルダ１
３，１４を介して、第１の反射面２ａの近傍かつ同一面
内の位置と、第２の反射面３ａの近傍かつ同一面内の位
置とに各々位置させて互いに対向するように平行平板
２，３に固定されている。

【００４０】より詳細な配置例を図７及び図８に示す。
図７は図１において矢印Ａ方向に見た側面図、図８は図
１において矢印Ｂ方向に見た平面図であり、これらのナ
イフエッジ１１，１２はレーザ偏向走査測定手段４の光
軸方向には幅を持たないが(図８参照)、これに直交する
方向には若干の幅を有している（図７参照）。

【００４１】このような構成によれば、図９に示すよう
にレーザ偏向走査測定手段４の光軸方向と平行平板２，
３の第１，２の反射面２ａ，３ａとがθ方向（回転方
向）にずれていた場合でも、第１，２の反射面２ａ，３
ａ間の間隔ｄがナイフエッジ１１，１２間の間隔に常に
等価に現れるので、ナイフエッジ１１，１２のエッジ間
間隔をレーザ偏向走査測定手段４により測定すること
で、第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間隔ｄを正確に測
定することができる。

【００４２】本発明の第三の実施の形態を図１０に基づ
いて説明する。本実施の形態では、シアリング発生部１
に対して間隔ｄを非接触方式で測定する間隔測定手段と
して、イメージセンサなる１次元ＣＣＤ１５を用いた光
学式計測手段１６を用いたものである。この光学式計測
手段１６としては、１次元ＣＣＤ１５を受光素子１０に
代えて用いれば、レーザ偏向走査測定手段４をそのまま
用いることができる。１次元ＣＣＤ１５は第１，２の反
射面２ａ，３ａの間隔ｄ方向に読取画素を配設させたも
のである。

【００４３】本実施の形態によれば、１次元ＣＣＤ１５
の読取画素は、一般に、数μｍの大きさであるが、集光
レンズ９によってナイフエッジ１１，１２の像（即ち、
第１，２の反射面２ａ，３ａ間の像）を拡大してこの１
次元ＣＣＤ１５に結像させて検出することにより、１μ
ｍ以下の精度で間隔ｄを測定することが可能となる。

【００４４】本発明の第四の実施の形態を図１、図１１
及び図１２に基づいて説明する。まず、図１に示すよう
に、ホルダ１３，１４には各々平行平板２，３をその厚
み方向（即ち、間隔接離方向）に移動させるための駆動
ステージ１７，１８が別個に設けられている。ホルダ１
３に対して設けられた駆動ステージ１７は第１の駆動機
構として機能し、シアリング干渉縞を測定する際に平行
平板２を移動させるために用いられ、その駆動は数十ｎ
ｍのオーダで行われる。そのため、駆動ステージ１７の
駆動アクチュエータには圧電素子などの高精度駆動アク
チュエータが用いられる。このような高精度な駆動アク
チュエータは駆動の分解能は高いが、フルストロークで
送ることができる駆動距離はせいぜい数百μｍである。

【００４５】一方、ホルダ１４に対して設けられた駆動
ステージ１８は第２の駆動機構として機能し、平行平板
２，３間の平行度調整を行なうために平行平板３を移動
させるために用いられ、その駆動は数十μｍのオーダで
行われる。即ち、駆動ステージ１８は主に平行平板２，
３間の間隔を大きく数ｍｍ程度まで引き離す目的で用い
られる。この際、特に図示しないが、ホルダ１３，１４
内に収納された角度調整用アクチュエータによりシアリ
ング干渉縞の計測のために平行平板２，３の平行度が調
整される。この調整後、駆動ステージ１８を用いて平行
平板３を移動させることより第１，２の反射面２ａ，３
ａ間をシアリング干渉縞の計測に最適な間隔ｄまで近付
ける。このように駆動ステージ１７，１８をシアリング
干渉縞の測定用と平行平板２，３の平行度調整用との２
つのユニットに分けることにより、シアリング干渉縞の
測定のための駆動ステージ１７は、シアリング干渉縞の
測定のための最適な分解能や精度を持ったものを使うこ
とが可能となり、測定の精度が向上する。また、これら
２つの駆動ステージ１７，１８はホルダ１３，１４各々
に取付け、決して同じホルダに２つの駆動ステージが取
付けられないようにする。なぜならば、２つの駆動ステ
ージ１７，１８が同じホルダに取付けられていると、高
精度な駆動ステージ１７を駆動したときに、駆動ステー
ジ１８に存在する送りネジガタや案内の剛性不足に起因
する振動が発生しやすく、駆動ステージ１７の駆動精度
が損なわれる可能性があるからである。

【００４６】平行平板２，３の平行度調整を行った後
に、駆動ステージ１７を用いてシアリング干渉縞の計測
を行なうに最適な位置まで近付ける。この距離は数１０
μｍ〜１００μｍ位と大変小さい。このため、駆動ステ
ージ１７をコントロールするコントローラに何らかの異
常が発生したときには平行平板２，３が衝突する可能性
がある。衝突することにより平行平板２，３は傷つき、
測定精度が低下する。

【００４７】この点、本実施の形態では、図１１及び図
１２に示すように、平行平板２，３間に規制部材である
薄いリング状部材１９がスペーサとして設けられてい
る。このリング状部材１９は第１，２の反射面２ａ，３
ａ間の間隔を一定以上、具体的には、リング状部材１９
の厚み以上に規制するためのものである。このリング状
部材１９は平行平板２，３の何れかの内面側に接着など
により固定されて設けられるが、リング状であり中央部
分は光線が通過するので、シアリング干渉縞の形成には
影響しない。このようなリング状部材１９を介在させる
ことにより、駆動ステージ１７の駆動に異常を来した場
合でも平行平板２，３が直接衝突することがなく（ｄ＞
ｄ′）、平行平板２，３が傷付くことにより測定精度が
低下することもない。

【００４８】本発明の第五の実施の形態を図１及び図１
３に基づいて説明する。本実施の形態では、シアリング
発生部１に対して第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間隔
の最小間隔を規定するための最小間隔調整機構２０が付
加されている。この最小間隔調整機構２０は、例えば一
方のホルダ１４にその厚み方向に進退自在に設けられて
他方のホルダ１３の対向面との間の距離ｄ′が可変な複
数の調整ねじ２１を主体として構成されている。

【００４９】このような構成において、調整ねじ２１の
突出長さを調整し、その先端と対向するホルダ１３の対
向面との距離ｄ′を調整することで、ｄ＞ｄ′となるよ
うに設定すれば、平行平板２，３同士が最接近しても調
整ねじ２１がホルダ１３の対向面に接することで最低で
もｄ−ｄ′＞０なる最小間隔は維持でき、平行平板２，
３同士が接触することを防止できる。ここに、第１，２
の反射面２ａ，３ａ間の間隔ｄの最小値は数十μｍと大
変小さいが、調整ねじ２１の突出長さを微妙に調整すれ
ば平行平板２，３の衝突の危険を回避しつつ理想の値ま
で間隔ｄを小さくすることができる。

【００５０】本発明の第六の実施の形態を図１４及び図
１５に基づいて説明する。本実施の形態では、シアリン
グ発生部１に対して第１，２の反射面２ａ，３ａ間の間
隔が最小間隔まで接近した場合にそれを検出するための
最小間隔検出機構２２が付加されている。この最小間隔
検出機構２２は、フォトインタラプタ方式のもので、例
えば、平行平板２を保持したホルダ１３側に固定されて
所定位置に配設されたセンサ部２３と、平行平板３を保
持したホルダ１４側に固定されてホルダ１４の移動に伴
いセンサ部２３に対して進退する薄板による遮光板２４
とにより構成されている。センサ部２３は周知の如く上
向きコ字状に形成されて発光ダイオード２５と受光素子
２６とを対向配置させたもので、発光ダイオード２５・
受光素子２６間の遮光板２４よる光線の断続を検出する
ものである。図１５（ａ）は遮光板２４がセンサ部２３
内に入り込んでおらず、発光ダイオード２５・受光素子
２６間を遮光していないので受光素子２６に受光量に応
じた電圧が発生し得る状態を示し、図１５（ｂ）は遮光
板２４がセンサ部２３内に入り込み、発光ダイオード２
５・受光素子２６間を遮光しており受光素子２６に光が
届かず出力電圧が生じない状態を示している。

【００５１】従って、受光素子２６において遮光板２４
によってこのような電圧変化が起こり得る位置が最小間
隔に対応する図１４中に示す境界線２７となるようにセ
ンサ部２３を配置させることにより、平行平板２又は３
を駆動ステージ１７又は１８により接近方向に移動させ
た場合において最小間隔となる位置まで移動したことを
検出でき、その位置で駆動ステージ１７又は１８を停止
させることにより、平行平板２，３同士の衝突を回避す
ることができる。

【００５２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、平行平板
における第１，２の反射面間の間隔を間隔測定手段によ
り非接触方式で測定するようにしたので、平行平板に歪
み、変形を生じたりさせたり、傷を付けたりすることな
く、両者間の間隔を常に高精度に測定することができ、
被検物の透過波面を高精度に求めることができる。

【００５３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明を実現する上で、非接触な間隔測定手段にＣＣ
Ｄ等のイメージセンサを用いた光学式計測手段を用いる
ことにより、第１，２の反射面間の間隔をμｍレベルま
で高精度な測定が可能となり、被検物の透過波面を高精
度に求めることができる。

【００５４】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明を実現する上で、非接触な間隔測定手段を、偏
向走査手段等を用いたレーザビーム走査方式のものを用
いることにより、第１，２の反射面間の間隔をμｍレベ
ルまで高精度な測定が可能となり、被検物の透過波面を
高精度に求めることができる。

【００５５】請求項４記載の発明によれば、第１，２の
反射面間の間隔がナイフエッジ間の間隔に常に等価に現
れるようにしたので、このナイフエッジ間間隔を間隔測
定手段により測定することにより、間隔測定手段と平行
平板の第１，２の反射面との平行が多少ずれていたとし
ても、これらの第１，２の反射面間の間隔を高精度に測
定することが可能となり、被検物の透過波面を高精度に
求めることができる。

【００５６】請求項５記載の発明によれば、平行平板を
移動させる駆動装置が仮に暴動したとしても、規制部材
により一定の間隔以上に規制することができ、平行平板
の第１，２の反射面同士が接触することがなく、２つの
平行平板が破壊されることを防止できる。

【００５７】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明を実現する上で、簡単な構成で済む上に、形状
がリング状になっているため、第１，２の反射面に入射
する光線を遮ることがなく、規制部材を設けるために２
つの平行平板の大きさを大きくする必要がなく、低コス
ト化を図ることができる。

【００５８】請求項７記載の発明によれば、第１，２の
反射面間の間隔の最小間隔を規定する最小間隔調整機構
を備えるので、第１，２の反射面間の間隔を予め最適化
することが可能となり、被検物の透過波面を高精度に求
めることができる。

【００５９】請求項８記載の発明によれば、請求項１な
いし７の何れか一に記載の発明を実現する上で、平行平
板を移動させる駆動装置が仮に暴動したとしても、最小
間隔検出機構が最小間隔になった場合にはそれを検出す
るので、それ以上の移動を規制することにより、平行平
板の第１，２の反射面同士が接触することがなく、２つ
の平行平板が破壊されることが防止できる。

【００６０】請求項９記載の発明によれば、平行度調整
は、シアリング干渉縞を測定する際の第１，２の反射面
間の間隔より十分大きい間隔を保持しながら行わせるよ
うにしたので、平行度調整に際して平行平板同士が接触
することがなく、２つの平行平板が破壊されることを防
止できる。

【００６１】請求項１０記載の発明によれば、シアリン
グ干渉縞の測定時の第１，２の反射面間の間隔を変化さ
せるための第１の駆動機構と、平行度調整を行なうため
に第１，２の反射面間の間隔を変化させるための第２の
駆動装置とを別個に設けることにより、第１の駆動機構
はシアリング干渉縞測定を行なうためだけの高精度な駆
動機構にすることができ、第１，２の反射面間の間隔を
高精度に測定することが可能となり、被検物の透過波面
を高精度に求めることができる。

【００６２】請求項１１記載の発明によれば、第１の駆
動機構と第２の駆動機構が一対の平行平板の異なる板に
対して別々に設けられているので、高精度な駆動を行な
う第１の駆動機構を駆動させるときに、精度のあまり要
求されない第２の駆動機構の駆動案内などのガタに起因
する振動などが発生せず、第１の駆動機構はシアリング
干渉縞の測定を行なうためだけの高精度な駆動機構にす
ることができ、第１，２の反射面間の間隔を高精度に測
定することが可能となり、被検物の透過波面を高精度に
求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施の形態を併せて示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の第一の実施の形態のシアリング発生部
を示す側面図である。

【図３】間隔測定原理を示す側面図である。

【図４】レーザ偏向走査測定手段の構成例を示す側面図
である。

【図５】本発明の第二の実施の形態を説明するための側
面図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態の構成例を示す側面
図である。

【図７】そのナイフエッジ配置を示す側面図である。

【図８】その平面図である。

【図９】測定状態例を示す側面図である。

【図１０】本発明の第三の実施の形態を示す側面図であ
る。

【図１１】本発明の第四の実施の形態を示す分解斜視図
である。

【図１２】その側面図である。

【図１３】本発明の第五の実施の形態を示す側面図であ
る。

【図１４】本発明の第六の実施の形態を示す側面図であ
る。

【図１５】そのセンサ部の構成及び動作を示す斜視図で
ある。

【図１６】公報記載のシアリング発生部の構成例を示す
側面図である。

【符号の説明】

１ シアリング発生部 ２ 平行平板 ２ａ 第１の反射面 ３ 平行平板 ３ａ 第２の反射面 ４ 間隔測定手段 ５ レーザ光源 ６ 偏向走査手段 ９ 集光手段 １０ 変換手段 １１，１２ ナイフエッジ １５ イメージセンサ １６ 光学式計測手段 １７ 第１の駆動機構 １８ 第２の駆動機構 １９ 規制部材、リング状部材 ２０ 最小間隔調整機構 ２２ 最小間隔検出機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｌ Ｆターム(参考） 2F064 AA09 AA15 BB04 CC10 EE08 FF01 GG20 GG64 HH01 HH02 HH03 HH05 HH07 2F065 AA22 AA53 BB03 BB05 BB22 BB24 CC00 CC22 DD16 EE00 FF02 FF31 FF53 GG04 HH03 HH15 JJ01 JJ02 JJ03 JJ15 JJ25 LL00 LL05 LL15 LL30 LL62 MM16 NN20 PP12 2F069 AA44 BB00 BB40 CC07 DD25 DD30 FF00 GG04 GG07 GG62 GG67 JJ01 MM02 MM23 MM34 2G086 FF06

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源装置から射出され被検物を通過した
   可干渉な被検波をその光軸方向に移動可能な一対の近接
   対向した平行平板の内面による第１の反射面と第２の反
   射面とにより分離反射させ、分離反射させた両光束を僅
   かにずらして重畳させてシアリング干渉縞を形成するシ
   アリング発生部を備え、このシアリング発生部により形
   成された前記シアリング干渉縞を測定することにより前
   記被検物の透過波面を測定するシアリング干渉計測装置
   において、 前記平行平板における前記第１，２の反射面間の間隔を
   非接触で測定する間隔測定手段を備えることを特徴とす
   るシアリング干渉計測装置。
2. 【請求項２】 前記間隔測定手段が、間隔方向に読取画
   素が配列されたイメージセンサを用いた光学式計測手段
   であることを特徴とする請求項１記載のシアリング干渉
   計測装置。
3. 【請求項３】 前記間隔測定手段が、レーザ光源と、こ
   のレーザ光源から射出された光束を前記シアリング発生
   部の前記間隔部分を通過するように偏向走査させる偏向
   走査手段と、この偏向走査手段によって偏向走査され前
   記間隔部分を通過した光束を集光する集光手段と、この
   集光手段により集光された光束を検出し電気信号に変換
   する変換手段とを備えることを特徴とする請求項１記載
   のシアリング干渉計測装置。
4. 【請求項４】 前記第１の反射面の近傍かつ同一面内の
   位置と、前記第２の反射面の近傍かつ同一面内の位置と
   に各々位置させて互いに対向するように前記平行平板に
   固定されたナイフエッジを備えることを特徴とする請求
   項１，２又は３記載のシアリング干渉計測装置。
5. 【請求項５】 前記第１，２の反射面間の前記間隔を一
   定の間隔以上に規制する規制部材を備えることを特徴と
   する請求項１ないし４の何れか一に記載のシアリング干
   渉計測装置。
6. 【請求項６】 前記規制部材は、前記第１，２の反射面
   間に配設されたリング状部材であることを特徴とする請
   求項５記載のシアリング干渉計測装置。
7. 【請求項７】 前記第１，２の反射面間の前記間隔の最
   小間隔を規定する最小間隔調整機構を備えることを特徴
   とする請求項１ないし６の何れか一に記載のシアリング
   干渉計測装置。
8. 【請求項８】 前記第１，２の反射面間の前記間隔が最
   小間隔になったことを検出する最小間隔検出機構を備え
   ることを特徴とする請求項１ないし７の何れか一に記載
   の干渉計測装置。
9. 【請求項９】 前記シアリング干渉縞を測定する際の前
   記間隔よりも十分大きな間隔に維持させて前記第１，２
   の反射面間の平行度調整を行なう平行度調整手段を備え
   ることを特徴とする請求項１ないし８記載の何れか一に
   記載のシアリング干渉計測装置。
10. 【請求項１０】 前記シアリング干渉縞を測定するため
    に前記間隔を変化させるための第１の駆動機構と、前記
    平行度調整を行なうために前記間隔を変化させるための
    第２の駆動機構とを備えることを特徴とする請求項９記
    載のシアリング干渉計測装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の駆動機構と前記第２の駆動
    機構とが、各々、前記平行平板の異なる方の板に対して
    別々に設けられていることを特徴とする請求項１０記載
    のシアリング干渉計測装置。