JP2000249524A - 斜入射干渉計装置 - Google Patents

斜入射干渉計装置

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JP2000249524A
JP2000249524A JP11049448A JP4944899A JP2000249524A JP 2000249524 A JP2000249524 A JP 2000249524A JP 11049448 A JP11049448 A JP 11049448A JP 4944899 A JP4944899 A JP 4944899A JP 2000249524 A JP2000249524 A JP 2000249524A
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light
interference fringe
mirror
observation
screen
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Fumio Kobayashi
富美男 小林
Noboru Koizumi
昇 小泉
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 干渉縞観察用光線束を逆進させる折り返しミ
ラーを備えた斜入射干渉計装置において、干渉縞観察ス
クリーンとアライメントスクリーンとの間に所定の切換
えミラーを設けることにより、干渉縞画像の観察とアラ
イメント調整とを1台の観察カメラで行えるようにす
る。 【構成】 第2回折格子14から斜め上方へ射出される
物体光の0次回折光と参照光の−1次回折光との光干渉
により生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーン18に形成
させ、その干渉縞画像を観察カメラで撮像する構成とし
た上で、その結像光学系20を構成する結像レンズ22
の像面側に、第2回折格子14から水平方向に射出され
る物体光の+1次回折光Bをスポット像として形成する
アライメントスクリーン40を設ける。そして、干渉縞
観察スクリーン18とアライメントスクリーン40との
間に、干渉縞画像とスポット像とのいずれか一方を選択
的に観察カメラに入射させる切換えミラー34を設け
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、干渉縞観察用光線
束を逆進させる折り返しミラーを備えた斜入射干渉計装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、可干渉光を被検面に対して斜
めに入射し測定感度を低下させることにより、ある程度
凹凸の大きい被検面の表面形状を測定可能とした斜入射
干渉計装置が知られている。
【0003】この斜入射干渉計装置の代表的な構成とし
ては、図3に示すようなものが知られている。
【0004】この斜入射干渉計装置は、可干渉光を波面
分割手段102に入射させて2方向に波面分割し、一方
の光線束を被検面2aに対して斜めに入射させてその反
射光を物体光とするとともに他方の光線束を参照光と
し、これら物体光および参照光を波面合成手段104に
入射させて波面合成し、この波面合成手段104から同
一方向に射出される物体光と参照光との光干渉により生
じる干渉縞を、結像レンズ106を介して観察カメラ1
08で撮像し、その干渉縞画像に基づいて被検面2aの
形状を測定するようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の斜入射干渉計装置においては、被検面2aの各位置
から結像レンズ106までの光路長が異なるので、観察
カメラ108に撮像された干渉縞画像に台形歪みが生じ
てしまい、被検面2aの形状測定を正確に行うことがで
きないという問題がある。
【0006】これに対し、図4に示すように、被検面2
aと共役の位置に干渉縞観察スクリーン110を配置
し、この干渉縞観察スクリーン110に形成される干渉
縞画像を観察カメラ108で撮像するようにすれば、干
渉縞画像に台形歪みが生じてしまうのを防止することで
きる。同図においては、結像レンズ106がその第1焦
点を被検面2aに位置させるようにして配置されるとと
もに、この結像レンズ106とアフォーカルにコリメー
タレンズ112が配置され、その第2焦点位置に干渉縞
観察スクリーン110が配置されている。
【0007】このような構成を採用した場合において、
図5に示すように、結像レンズ106の第2焦点位置に
折り返しミラー114を設けて干渉縞観察用光線束を逆
進させるとともに、結像レンズ106と波面合成手段1
04との間にハーフミラー116を設けてその偏向反射
光路内に干渉縞観察スクリーン110を配置するように
すれば、干渉計装置の全長が長くなってしまうのを防止
することができる。
【0008】ところで、正確な干渉縞画像を得るために
は、被検面2aを所定位置に正確に位置決めすることが
重要である。このため従来より、結像レンズ106の像
面側に、波面合成手段から干渉縞観察用光線束とは異な
る方向に射出される物体光をスポット像として形成する
アライメントスクリーン118を設け、このスポット像
を観察カメラ120で撮像することにより上記スポット
像に基づいて被検面2aのアライメント調整を行う工夫
がなされている。
【0009】しかしながら、このような干渉計装置にお
いては、干渉縞画像観察用の観察カメラ108とアライ
メント調整用の観察カメラ120とが必要になる。
【0010】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、干渉縞観察用光線束を逆進させる折り
返しミラーを備えた斜入射干渉計装置において、干渉縞
画像の観察とアライメント調整とを1台の観察カメラで
行うことができる斜入射干渉計装置を提供することを目
的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、干渉縞観察ス
クリーンとアライメントスクリーンとの間に所定の切換
えミラーを設けることにより、上記目的達成を図るよう
にしたものである。
【0012】すなわち、本発明に係る斜入射干渉計装置
は、可干渉光を波面分割手段に入射させて2方向に波面
分割し、一方の光線束を被検面に対して斜めに入射させ
てその反射光を物体光とするとともに他方の光線束を参
照光とし、これら物体光および参照光を波面合成手段に
入射させて波面合成し、この波面合成手段から同一方向
に射出される前記物体光と前記参照光との光干渉により
生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーンに形成させ、この
干渉縞観察スクリーンに形成された干渉縞画像を観察カ
メラで撮像するように構成された斜入射干渉計装置にお
いて、前記干渉縞を前記干渉縞観察スクリーンに形成す
る結像光学系が、前記同一方向に射出される干渉縞観察
用光線束を逆進させる折り返しミラーと、この折り返し
ミラーと前記波面合成手段との間に、前記被検面および
前記折り返しミラーに第1および第2焦点を位置させる
ようにして設けられた結像レンズと、この結像レンズと
前記波面合成手段との間に設けられ、前記折り返しミラ
ーからの逆進光の少なくとも一部を偏向反射させるハー
フミラーとを備えてなり、前記干渉縞観察スクリーン
が、前記ハーフミラーからの偏向反射光路内における前
記被検面と共役の位置に配置されており、前記結像レン
ズの像面側に、前記波面合成手段から前記干渉縞観察用
光線束とは異なる方向に射出される前記物体光をスポッ
ト像として形成するアライメントスクリーンが設けられ
ており、前記干渉縞観察スクリーンと前記アライメント
スクリーンとの間に、前記干渉縞画像と前記スポット像
とのいずれか一方を選択的に前記観察カメラに入射させ
る切換えミラーが設けられていることを特徴とするもの
である。
【0013】また、前記結像レンズと折り返しミラーと
の間に、前記干渉縞観察用光線束および前記スポット像
を形成する光線束を、前記ハーフミラーによる前記干渉
縞観察用光線束の偏向反射方向と略同一方向へ偏向反射
させる偏向ミラーが設けられていることが好ましい。
【0014】さらに、前記アライメントスクリーンが、
前記切換えミラーによる切換え動作と連動して、前記ス
ポット像を形成する光線束の光路内のアライメント位置
と該光路外の退避位置との間を移動するように構成され
ていることが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施形態に係る斜入射
干渉計装置10を示す側面図であり、図2はその平面図
である。
【0017】これらの図に示すように、この斜入射干渉
計装置10は、水平方向に所定間隔を置いて対向配置さ
れた第1および第2回折格子12、14の中央下方位置
に被検体2を支持する被検体支持部材16が設けられて
なるバーチ型の斜入射干渉計装置であって、図示しない
光源から射出されて平行光とされた可干渉光を第1回折
格子12(波面分割手段)に入射させて複数の回折光に
波面分割し、+1次回折光を被検体2の被検面2aに対
して斜めに入射させてその反射光を物体光とするととも
に0次回折光を参照光とし、これら物体光および参照光
を第2回折格子14(波面合成手段)に入射させて波面
合成するようになっている。
【0018】そして、この斜入射干渉計装置10におい
ては、第2回折格子14から斜め上方へ射出される物体
光の0次回折光と参照光の−1次回折光との光干渉によ
り生じる干渉縞を、結像光学系20により干渉縞観察ス
クリーン18に形成させるようになっている。
【0019】上記結像光学系20は、結像レンズ22
と、偏向ミラー24と、折り返しミラー26と、偏光ハ
ーフミラー28(ハーフミラー)とを備えてなってい
る。
【0020】また、結像レンズ22は、第1焦点距離お
よび第2焦点距離が等しい両凸レンズであって、その第
1焦点を被検面2aに位置させるようにして、物体光の
0次回折光および参照光の−1次回折光からなる干渉縞
観察用光線束Aの光路内に設けられている。
【0021】また、偏向ミラー24は、この結像レンズ
22の像面側に設けられており、干渉縞観察用光線束A
を鉛直下方へ偏向反射させるようになっている。
【0022】さらに、折り返しミラー26は、結像レン
ズ22の第2焦点に位置するようにして上向きに設けら
れており、干渉縞観察用光線束Aを逆進させるようにな
っている。この折り返しミラー26は、干渉縞観察用光
線束Aを透過させる窓部材32を有する防塵筐体30に
収容されている。窓部材32は、1/4波長板からな
り、折り返しミラー26と非平行になるように配置され
ている。
【0023】また、偏光ハーフミラー28は、結像レン
ズ22と第2回折格子14との間に設けられており、折
り返しミラー20からの逆進光を下方へ偏向反射させる
ようになっている。この偏光ハーフミラー28へ入射す
る逆進光は、1/4波長板32により90°回転してい
るので、偏光ハーフミラー28を透過することなくすべ
て下方へ偏向反射することとなる。
【0024】干渉縞観察スクリーン18は、偏光ハーフ
ミラー28により偏向された偏向反射光路内における被
検面2aと共役の位置に配置されている。その際、干渉
縞観察スクリーン18が鉛直面上に配置されるよう、偏
光ハーフミラー28の傾斜角度が設定されている。そし
て、この干渉縞観察スクリーン18に形成される干渉縞
画像を、切換えミラー34および固定ミラー36を介し
てCCD撮像素子を有する観察カメラ38で撮像するよ
うになっている。この観察カメラ38は、ズーム機能お
よび倍率切換え機能を有している。
【0025】また、結像レンズ22の像面側には、第2
回折格子14から水平方向に射出される物体光の+1次
回折光Bをスポット像として形成するアライメントスク
リーン40が設けられている。そして、物体光の+1次
回折光Bは、偏向ミラー24により下方へ偏向反射した
後、該偏向ミラー24の下方に設けられたスポット像調
整ミラー42により干渉縞観察スクリーン18へ向けて
水平方向に偏向反射し、干渉縞観察スクリーン18と対
向するように鉛直に配置されたアライメントスクリーン
40に入射し、上記スポット像を形成するようになって
いる。スポット像調整ミラー42は、+1次回折光Bの
光軸を観察カメラ38の光軸と一致させるように位置決
めがなされている。
【0026】また、切換えミラー34は、干渉縞観察ス
クリーン18とアライメントスクリーン40との間にお
いて、ミラー支持部材44に鉛直軸線回りに回動可能に
支持されており、干渉縞画像とスポット像とのいずれか
一方を選択的に観察カメラ38に入射させるようになっ
ている。
【0027】さらに、アライメントスクリーン40は、
切換えミラー34による切換え動作と連動して、図示し
ない駆動機構により、+1次回折光Bの光路内のアライ
メント位置と該光路外の退避位置との間を移動するよう
に構成されている。
【0028】次に、本実施形態の作用効果について説明
する。
【0029】本実施形態に係る斜入射干渉計装置10
は、第2回折格子14から斜め上方へ射出される物体光
の0次回折光と参照光の−1次回折光との光干渉により
生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーン18に形成させ、
その干渉縞画像を観察カメラ38で撮像するようになっ
ており、また、その結像光学系20を構成する結像レン
ズ22の像面側には、第2回折格子14から水平方向に
射出される物体光の+1次回折光Bをスポット像として
形成するアライメントスクリーン40が設けられている
が、干渉縞観察スクリーン18とアライメントスクリー
ン40との間には、干渉縞画像とスポット像とのいずれ
か一方を選択的に観察カメラ38に入射させる切換えミ
ラー34が設けられているので、干渉縞画像の観察とア
ライメント調整とを1台の観察カメラ38で行うことが
できる。
【0030】すなわち、図2において実線で示す位置に
切換えミラー34を配置し、干渉縞画像を観察カメラ3
8に入射させることにより、干渉縞画像の観察を行うこ
とができ、一方、同図において2点鎖線で示す位置に切
換えミラー34を配置し、スポット像を観察カメラ38
に入射させることにより、被検面2aのアライメント調
整を行うことができる。
【0031】特に、本実施形態においては、干渉縞観察
スクリーン18を被検面2aと共役の位置に配置するた
め、結像レンズ22と第2回折格子14との間に、折り
返しミラー26からの逆進光を下方へ偏向反射させる偏
光ハーフミラー28が設けられているが、結像レンズ2
2と折り返しミラー26との間には、干渉縞観察用光線
束Aおよび物体光の+1次回折光Bを下方へ偏向反射さ
せる偏向ミラー24が設けられているので、干渉縞観察
スクリーン18とアライメントスクリーン40とを比較
的近距離において対向配置することが可能となる。この
ため、切換えミラー34を、干渉縞観察スクリーン18
およびアライメントスクリーン40の各々と観察カメラ
38との間の光路長が互いに略等しくなる位置に容易に
配置することができ、しかも装置全長を短縮することが
できる。
【0032】ところで、このように干渉縞観察スクリー
ン18とアライメントスクリーン40とを比較的近距離
に配置した場合、アライメントスクリーン40に形成さ
れるスポット像からの散乱光が干渉縞画像の観察に悪影
響を及ぼすおそれがあるが、本実施形態においては、ア
ライメントスクリーン40が、切換えミラー34による
切換え動作と連動して、物体光の+1次回折光Bの光路
内のアライメント位置と該光路外の退避位置との間を移
動するように構成されているので、切換えミラー34が
干渉縞画像の観察を行う位置にあるときにはアライメン
トスクリーン40を上記退避位置に位置せしめることに
より、スポット像からの散乱光発生のおそれをなくすこ
とができる。
【0033】本実施形態においては、第2回折格子14
から斜め上方へ射出される物体光の0次回折光と参照光
の−1次回折光との光干渉により生じる干渉縞を干渉縞
観察スクリーン18に形成するように構成されている
が、第2回折格子14から水平方向に射出される物体光
の+1次回折光と参照光の0次回折光との光干渉により
生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーン18に形成するよ
うにしてもよい。このようにした場合には、物体光の0
次回折光(あるいは物体光の−1次回折光)をスポット
像として形成するようにアライメントスクリーン40を
設けるようにすればよい。
【0034】また、本実施形態においては、波面分割手
段および波面合成手段が回折格子12、14で構成され
ているが、これらをハーフミラー、プリズム等で構成す
るようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る斜入射干渉計装置は、波面
合成手段から同一方向に射出される物体光と参照光との
光干渉により生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーンに形
成させ、その干渉縞画像を観察カメラで撮像するように
なっており、また、その結像光学系を構成する結像レン
ズの像面側には、波面合成手段から干渉縞観察用光線束
とは異なる方向に射出される物体光をスポット像として
形成するアライメントスクリーンが設けられているが、
干渉縞観察スクリーンとアライメントスクリーンとの間
には、干渉縞画像とスポット像とのいずれか一方を選択
的に観察カメラに入射させる切換えミラーが設けられて
いるので、干渉縞画像の観察とアライメント調整とを1
台の観察カメラで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る斜入射干渉計装置を
示す側面図
【図2】図1の斜入射干渉計装置を示す平面図
【図3】従来例を示す側面図
【図4】他の従来例を示す側面図
【図5】さらに他の従来例を示す側面図
【符号の説明】
2 被検体 2a 被検面 10 斜入射干渉計装置 12 第1回折格子(波面分割手段) 14 第2回折格子(波面合成手段) 16 被検体支持部材 18 干渉縞観察スクリーン 20 結像光学系 22 結像レンズ 24 偏向ミラー 26 折り返しミラー 28 偏光ハーフミラー(ハーフミラー) 30 防塵筐体 32 窓部材 34 切換えミラー 36 固定ミラー 38 観察カメラ 40 アライメントスクリーン 42 スポット像調整ミラー 44 ミラー支持部材 A 干渉縞観察用光線束 B 物体光の+1次回折光(スポット像を形成する光線
束)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F064 AA09 BB07 CC10 GG12 GG22 GG33 GG38 GG49 HH03 HH08 2F065 AA45 AA49 BB13 DD02 FF51 GG02 HH03 HH12 JJ03 JJ14 JJ26 LL12 LL32 LL36 LL37 LL42

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可干渉光を波面分割手段に入射させて2
    方向に波面分割し、一方の光線束を被検面に対して斜め
    に入射させてその反射光を物体光とするとともに他方の
    光線束を参照光とし、これら物体光および参照光を波面
    合成手段に入射させて波面合成し、この波面合成手段か
    ら同一方向に射出される前記物体光と前記参照光との光
    干渉により生じる干渉縞を干渉縞観察スクリーンに形成
    させ、この干渉縞観察スクリーンに形成された干渉縞画
    像を観察カメラで撮像するように構成された斜入射干渉
    計装置において、 前記干渉縞を前記干渉縞観察スクリーンに形成する結像
    光学系が、前記同一方向に射出される干渉縞観察用光線
    束を逆進させる折り返しミラーと、この折り返しミラー
    と前記波面合成手段との間に、前記被検面および前記折
    り返しミラーに第1および第2焦点を位置させるように
    して設けられた結像レンズと、この結像レンズと前記波
    面合成手段との間に設けられ、前記折り返しミラーから
    の逆進光の少なくとも一部を偏向反射させるハーフミラ
    ーとを備えてなり、 前記干渉縞観察スクリーンが、前記ハーフミラーからの
    偏向反射光路内における前記被検面と共役の位置に配置
    されており、 前記結像レンズの像面側に、前記波面合成手段から前記
    干渉縞観察用光線束とは異なる方向に射出される前記物
    体光をスポット像として形成するアライメントスクリー
    ンが設けられており、 前記干渉縞観察スクリーンと前記アライメントスクリー
    ンとの間に、前記干渉縞画像と前記スポット像とのいず
    れか一方を選択的に前記観察カメラに入射させる切換え
    ミラーが設けられていることを特徴とする斜入射干渉計
    装置。
  2. 【請求項2】 前記結像レンズと折り返しミラーとの間
    に、前記干渉縞観察用光線束および前記スポット像を形
    成する光線束を、前記ハーフミラーによる前記干渉縞観
    察用光線束の偏向反射方向と略同一方向へ偏向反射させ
    る偏向ミラーが設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の斜入射干渉計装置。
  3. 【請求項3】 前記アライメントスクリーンが、前記切
    換えミラーによる切換え動作と連動して、前記スポット
    像を形成する光線束の光路内のアライメント位置と該光
    路外の退避位置との間を移動するように構成されている
    ことを特徴とする請求項1または2記載の斜入射干渉計
    装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002296004A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 斜入射干渉計装置の結像光学系
CN111693733A (zh) * 2020-06-05 2020-09-22 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种双视场近红外多普勒差分干涉仪

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002296004A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Fuji Photo Optical Co Ltd 斜入射干渉計装置の結像光学系
JP4518360B2 (ja) * 2001-03-30 2010-08-04 フジノン株式会社 斜入射干渉計装置の結像光学系
CN111693733A (zh) * 2020-06-05 2020-09-22 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种双视场近红外多普勒差分干涉仪

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