JP2000275007A - フリンジスキャンを用いた干渉計装置 - Google Patents
フリンジスキャンを用いた干渉計装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フリンジスキャンを用いた干渉計装置におい
て、干渉縞測定時に得られる干渉縞画像データを利用し
て所定の解析を行う構成とすることにより、フリンジス
キャンがどの程度正確に行われているかの指標となる情
報を得る。 【構成】 フリンジスキャンにより基準面２２ａが所定
のステップ量移動する毎に干渉縞画像データを取り込ん
で被検面２ａの各点の干渉縞強度を測定し、その測定結
果を用いて被検面２ａの各点の位相、平均光強度および
モジュレーション量を算出する。この算出結果からフリ
ンジスキャンの各ステップにおける被検面２ａの各点の
干渉縞強度を逆算的に計算する。そして、この逆算的に
計算された干渉縞強度と測定により得られた干渉縞強度
との差を算出することにより各ステップにおける位相変
化誤差を求める。
て、干渉縞測定時に得られる干渉縞画像データを利用し
て所定の解析を行う構成とすることにより、フリンジス
キャンがどの程度正確に行われているかの指標となる情
報を得る。 【構成】 フリンジスキャンにより基準面２２ａが所定
のステップ量移動する毎に干渉縞画像データを取り込ん
で被検面２ａの各点の干渉縞強度を測定し、その測定結
果を用いて被検面２ａの各点の位相、平均光強度および
モジュレーション量を算出する。この算出結果からフリ
ンジスキャンの各ステップにおける被検面２ａの各点の
干渉縞強度を逆算的に計算する。そして、この逆算的に
計算された干渉縞強度と測定により得られた干渉縞強度
との差を算出することにより各ステップにおける位相変
化誤差を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリンジスキャン
を用いた干渉計装置に関するものである。
を用いた干渉計装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光学部材等の被検体の表面形
状を測定する手段として干渉計装置が知られている。干
渉計装置は、光源からの可干渉光を２分割し、一方の光
線束を被検面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基準面に入射させてその反射光を
参照光とし、これら物体光および参照光の光干渉により
生じる干渉縞を測定するようになっているが、この干渉
縞測定を正確に行うためフリンジスキャンを用いた干渉
計装置も知られている。
状を測定する手段として干渉計装置が知られている。干
渉計装置は、光源からの可干渉光を２分割し、一方の光
線束を被検面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基準面に入射させてその反射光を
参照光とし、これら物体光および参照光の光干渉により
生じる干渉縞を測定するようになっているが、この干渉
縞測定を正確に行うためフリンジスキャンを用いた干渉
計装置も知られている。
【０００３】このような干渉計装置においては、物体光
および参照光の光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像
形成面に形成するとともに、基準面を可干渉光の光軸方
向に移動させて基準面と被検面との相対距離を変化させ
るフリンジスキャンを行うことにより、干渉縞画像上の
所定位置における干渉縞強度を測定し、その測定結果に
基づき干渉縞解析を行うようになっており、これにより
被検面の凹凸判定および正確な立体形状測定を行い得る
ようになっている。
および参照光の光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像
形成面に形成するとともに、基準面を可干渉光の光軸方
向に移動させて基準面と被検面との相対距離を変化させ
るフリンジスキャンを行うことにより、干渉縞画像上の
所定位置における干渉縞強度を測定し、その測定結果に
基づき干渉縞解析を行うようになっており、これにより
被検面の凹凸判定および正確な立体形状測定を行い得る
ようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記干
渉縞測定の際に振動や空気の揺らぎが生じていたり、あ
るいはフリンジスキャンに用いられる圧電素子にヒステ
リシスがあると、それが原因となってフリンジスキャン
の際の位相変化量が必要とされる変化量と異なってしま
い、干渉縞の解析結果に誤差が生じてしまうという問題
がある。
渉縞測定の際に振動や空気の揺らぎが生じていたり、あ
るいはフリンジスキャンに用いられる圧電素子にヒステ
リシスがあると、それが原因となってフリンジスキャン
の際の位相変化量が必要とされる変化量と異なってしま
い、干渉縞の解析結果に誤差が生じてしまうという問題
がある。
【０００５】そこで、この解析処理がどの程度正確に行
われているかを評価し、それがどの程度信頼性のおける
ものであるかをオペレータが把握できればその後の対策
もたて易くなる。
われているかを評価し、それがどの程度信頼性のおける
ものであるかをオペレータが把握できればその後の対策
もたて易くなる。
【０００６】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、フリンジスキャンがどの程度正確に行
われているかの指標となる情報を得ることができるフリ
ンジスキャンを用いた干渉計装置を提供することを目的
とするものである。
たものであって、フリンジスキャンがどの程度正確に行
われているかの指標となる情報を得ることができるフリ
ンジスキャンを用いた干渉計装置を提供することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のフリンジスキャ
ンを用いた干渉計装置は、光源からの可干渉光を２分割
し、一方の光線束を被検面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基準面に入射させて
その反射光を参照光とし、これら物体光および参照光の
光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像形成面に形成す
るとともに、前記基準面または前記被検面を前記可干渉
光の光軸方向に移動させて該基準面と前記被検面との相
対距離を変化させるフリンジスキャンを行うことにより
前記干渉縞の測定を行うように構成された干渉計装置に
おいて、前記フリンジスキャンにより前記基準面または
前記被検面が所定のステップ量移動する毎に干渉縞画像
データを取り込んで前記被検面の各点の干渉縞強度を測
定し、この測定結果を用いて前記被検面の各点の位相、
平均光強度およびモジュレーション量を算出し、この算
出結果から前記フリンジスキャンの各ステップにおける
前記被検面の各点の干渉縞強度を逆算的に計算し、この
逆算的に計算された干渉縞強度と前記測定により得られ
た干渉縞強度との差を算出することにより各ステップに
おける位相変化誤差を求めるように構成されてなること
を特徴とするものである。
ンを用いた干渉計装置は、光源からの可干渉光を２分割
し、一方の光線束を被検面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基準面に入射させて
その反射光を参照光とし、これら物体光および参照光の
光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像形成面に形成す
るとともに、前記基準面または前記被検面を前記可干渉
光の光軸方向に移動させて該基準面と前記被検面との相
対距離を変化させるフリンジスキャンを行うことにより
前記干渉縞の測定を行うように構成された干渉計装置に
おいて、前記フリンジスキャンにより前記基準面または
前記被検面が所定のステップ量移動する毎に干渉縞画像
データを取り込んで前記被検面の各点の干渉縞強度を測
定し、この測定結果を用いて前記被検面の各点の位相、
平均光強度およびモジュレーション量を算出し、この算
出結果から前記フリンジスキャンの各ステップにおける
前記被検面の各点の干渉縞強度を逆算的に計算し、この
逆算的に計算された干渉縞強度と前記測定により得られ
た干渉縞強度との差を算出することにより各ステップに
おける位相変化誤差を求めるように構成されてなること
を特徴とするものである。
【０００８】また、前記位相変化誤差が所定の閾値を超
えたか否かの判定を行うとともに、この判定結果を表示
するように構成されていることが好ましい。
えたか否かの判定を行うとともに、この判定結果を表示
するように構成されていることが好ましい。
【０００９】また、前記位相変化誤差が所定の閾値を超
えたとき、前記干渉縞の測定を自動的に再度行うように
構成されていることが好ましい。
えたとき、前記干渉縞の測定を自動的に再度行うように
構成されていることが好ましい。
【００１０】さらに、前記位相変化誤差が前記所定の閾
値を超えた場合における前記判定結果の表示が、前記位
相変化誤差が均質的な誤差である場合にはスキャン誤差
である旨の表示を行う一方、これ以外の誤差である場合
には外乱誤差である旨の表示を行うように構成されてい
ることが好ましい。
値を超えた場合における前記判定結果の表示が、前記位
相変化誤差が均質的な誤差である場合にはスキャン誤差
である旨の表示を行う一方、これ以外の誤差である場合
には外乱誤差である旨の表示を行うように構成されてい
ることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施形態に係るフリン
ジスキャンを用いた干渉計装置１０を示す全体構成図で
ある。図示のように、この干渉計装置１０は、フィゾー
型の干渉計１２と、被検体２を保持する被検体保持部材
１４と、コンピュータ１６と、モニタ１８とを備えてな
っている。
ジスキャンを用いた干渉計装置１０を示す全体構成図で
ある。図示のように、この干渉計装置１０は、フィゾー
型の干渉計１２と、被検体２を保持する被検体保持部材
１４と、コンピュータ１６と、モニタ１８とを備えてな
っている。
【００１３】この干渉計１２は、その干渉計本体２０に
より図示しない光源からの可干渉光を基準板２２の基準
面２２ａに入射させ、該基準面２２ａにおいて透過光線
束と反射光線束とに２分割し、透過光線束を被検体２の
被検面２ａに入射させてその反射光を物体光とするとと
もに基準面２２ａにおける反射光を参照光とし、これら
物体光および参照光の光干渉により生じる干渉縞を図示
しないＣＣＤカメラに取り込むように構成されている。
より図示しない光源からの可干渉光を基準板２２の基準
面２２ａに入射させ、該基準面２２ａにおいて透過光線
束と反射光線束とに２分割し、透過光線束を被検体２の
被検面２ａに入射させてその反射光を物体光とするとと
もに基準面２２ａにおける反射光を参照光とし、これら
物体光および参照光の光干渉により生じる干渉縞を図示
しないＣＣＤカメラに取り込むように構成されている。
【００１４】干渉計１２は、フリンジスキャン解析機能
を備えている。すなわち、基準板２２は、ＰＺＴ駆動回
路２４に接続された複数のピエゾ素子（圧電素子）２６
を介して基準板支持部材２８に支持されている。そし
て、所定のタイミングでピエゾ素子２６に所定電圧を印
加して該ピエゾ素子２６を駆動することにより基準板２
２を光軸Ａｘ方向に振動させるとともに、この振動によ
り変化する干渉縞の画像データを干渉計本体２０からコ
ンピュータ１６に出力するようになっている。
を備えている。すなわち、基準板２２は、ＰＺＴ駆動回
路２４に接続された複数のピエゾ素子（圧電素子）２６
を介して基準板支持部材２８に支持されている。そし
て、所定のタイミングでピエゾ素子２６に所定電圧を印
加して該ピエゾ素子２６を駆動することにより基準板２
２を光軸Ａｘ方向に振動させるとともに、この振動によ
り変化する干渉縞の画像データを干渉計本体２０からコ
ンピュータ１６に出力するようになっている。
【００１５】コンピュータ１６は、入力された干渉縞の
画像データに基づいてフリンジスキャニング法により干
渉縞の自動解析を行い、被検面２ａの形状測定（凹凸判
定および立体形状測定）を行うとともに、干渉縞あるい
は立体形状の画像データをモニタ１８に表示するように
なっている。上記フリンジスキャニング法は、基準面２
２ａと被検面２ａとの相対距離を変化させながら所定の
フリンジスキャンステップ（例えばπ／２）毎に取り込
んだ干渉縞画像データから被検面２ａの各点における干
渉縞強度を測定し、その測定結果を用いて各点の位相計
算等の干渉縞解析を行う手法である。
画像データに基づいてフリンジスキャニング法により干
渉縞の自動解析を行い、被検面２ａの形状測定（凹凸判
定および立体形状測定）を行うとともに、干渉縞あるい
は立体形状の画像データをモニタ１８に表示するように
なっている。上記フリンジスキャニング法は、基準面２
２ａと被検面２ａとの相対距離を変化させながら所定の
フリンジスキャンステップ（例えばπ／２）毎に取り込
んだ干渉縞画像データから被検面２ａの各点における干
渉縞強度を測定し、その測定結果を用いて各点の位相計
算等の干渉縞解析を行う手法である。
【００１６】ところで、上記干渉縞測定の際に振動や空
気の揺らぎが生じていたり、あるいはピエゾ素子２６に
ヒステリシスがあると、それが原因となってフリンジス
キャンの際の位相変化量が必要とされる変化量と異なっ
てしまい、干渉縞の解析結果に誤差が生じてしまう。
気の揺らぎが生じていたり、あるいはピエゾ素子２６に
ヒステリシスがあると、それが原因となってフリンジス
キャンの際の位相変化量が必要とされる変化量と異なっ
てしまい、干渉縞の解析結果に誤差が生じてしまう。
【００１７】そこで、本実施形態に係る干渉計装置１０
においては、干渉縞測定時に得られる干渉縞画像データ
を利用して所定の解析を行い、フリンジスキャンがどの
程度正確に行われているかの指標となる量を得るととも
に、その結果に応じて所定の対応措置を講じるように構
成されている。
においては、干渉縞測定時に得られる干渉縞画像データ
を利用して所定の解析を行い、フリンジスキャンがどの
程度正確に行われているかの指標となる量を得るととも
に、その結果に応じて所定の対応措置を講じるように構
成されている。
【００１８】図２は、その具体例を示すフローチャート
である。まず、干渉縞測定を開始し（Ｓ１）、フリンジ
スキャンにより基準面２２ａが所定のステップ量移動す
る毎に干渉縞画像データを取り込み（Ｓ２）、被検面２
ａの各点の干渉縞強度を測定する（Ｓ３）。そして、こ
の測定結果を後述する解析手法を用いて解析して位相変
化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)を算出する（Ｓ４）。
である。まず、干渉縞測定を開始し（Ｓ１）、フリンジ
スキャンにより基準面２２ａが所定のステップ量移動す
る毎に干渉縞画像データを取り込み（Ｓ２）、被検面２
ａの各点の干渉縞強度を測定する（Ｓ３）。そして、こ
の測定結果を後述する解析手法を用いて解析して位相変
化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)を算出する（Ｓ４）。
【００１９】次に、この算出された位相変化誤差Ｓ(ｘ,
ｙ)が所定の閾値Ｓｏを超えたか否かの判定を行う（Ｓ
５）。位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が所定の閾値Ｓｏを超え
ていなければ、誤差なしあるいは微小誤差であるとして
モニタ１８に「ＯＫ」を表示し、干渉縞測定を終了する
（Ｓ６）。
ｙ)が所定の閾値Ｓｏを超えたか否かの判定を行う（Ｓ
５）。位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が所定の閾値Ｓｏを超え
ていなければ、誤差なしあるいは微小誤差であるとして
モニタ１８に「ＯＫ」を表示し、干渉縞測定を終了する
（Ｓ６）。
【００２０】一方、位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が所定の閾
値Ｓｏを超えている場合には、その誤差の種類を判定す
る。すなわち、位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が、干渉縞画像
の全域にわたる均質的な誤差（単純傾斜誤差または単純
等量誤差）であるか否かの判定を行う（Ｓ７）。
値Ｓｏを超えている場合には、その誤差の種類を判定す
る。すなわち、位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が、干渉縞画像
の全域にわたる均質的な誤差（単純傾斜誤差または単純
等量誤差）であるか否かの判定を行う（Ｓ７）。
【００２１】位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が均質的な誤差で
ある場合には、その誤差は干渉計１２のフリンジスキャ
ン構造あるいはフリンジスキャンの仕方に発生原因があ
るものとしてモニタ１８に「スキャン誤差」の表示を行
う（Ｓ８）。一方、これ以外の部分的な誤差である場合
には、その誤差は振動や擾乱（空気の揺らぎ）等の外乱
に発生原因があるものとしてモニタ１８に「外乱誤差」
の表示を行う（Ｓ９）。これらいずれの場合において
も、「スキャン誤差」あるいは「外乱誤差」の表示を行
った後、再度自動的に干渉縞測定を繰り返す。そして、
これにより誤差のない正確な干渉縞測定データが得られ
るようにする。
ある場合には、その誤差は干渉計１２のフリンジスキャ
ン構造あるいはフリンジスキャンの仕方に発生原因があ
るものとしてモニタ１８に「スキャン誤差」の表示を行
う（Ｓ８）。一方、これ以外の部分的な誤差である場合
には、その誤差は振動や擾乱（空気の揺らぎ）等の外乱
に発生原因があるものとしてモニタ１８に「外乱誤差」
の表示を行う（Ｓ９）。これらいずれの場合において
も、「スキャン誤差」あるいは「外乱誤差」の表示を行
った後、再度自動的に干渉縞測定を繰り返す。そして、
これにより誤差のない正確な干渉縞測定データが得られ
るようにする。
【００２２】ただし、位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)が均質的
な誤差でその発生原因がフリンジスキャン構造にある場
合には、干渉縞測定を何回繰り返しても正確な干渉縞測
定結果が得られないので、干渉縞測定を数回繰り返した
後、干渉縞測定を自動的に停止させるようにしてもよ
い。このような場合には、干渉計１２のアライメント調
整を行った後に再度干渉縞測定を行うようにすればよ
い。
な誤差でその発生原因がフリンジスキャン構造にある場
合には、干渉縞測定を何回繰り返しても正確な干渉縞測
定結果が得られないので、干渉縞測定を数回繰り返した
後、干渉縞測定を自動的に停止させるようにしてもよ
い。このような場合には、干渉計１２のアライメント調
整を行った後に再度干渉縞測定を行うようにすればよ
い。
【００２３】次に、上記位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)を算出
する解析手法について説明する。
する解析手法について説明する。
【００２４】フリンジスキャン法において、例えば４ス
テップ法を用いた場合、各フリンジスキャンステップに
おける干渉縞強度Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4は、以下のように
表わされる。 Ｉ1(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)) …（１） Ｉ2(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π／２))…（２） Ｉ3(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π)) …（３） Ｉ4(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋３π／２)) …（４） ここで、ｘ,ｙは座標、Φ(ｘ,ｙ)は位相、Ｉ0(ｘ,ｙ)は
各点での平均光強度、γ(ｘ,ｙ)は干渉縞のモジュレー
ションを各々表わす。
テップ法を用いた場合、各フリンジスキャンステップに
おける干渉縞強度Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4は、以下のように
表わされる。 Ｉ1(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)) …（１） Ｉ2(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π／２))…（２） Ｉ3(ｘ,ｙ)＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π)) …（３） Ｉ4(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋３π／２)) …（４） ここで、ｘ,ｙは座標、Φ(ｘ,ｙ)は位相、Ｉ0(ｘ,ｙ)は
各点での平均光強度、γ(ｘ,ｙ)は干渉縞のモジュレー
ションを各々表わす。
【００２５】以上の式より、位相Φ(ｘ,ｙ)を求める
と、
と、
【００２６】
【数１】
【００２７】と表わされる。また、
【００２８】
【数２】
【００２９】となる。
【００３０】ここで、フリンジスキャンをする間隔がπ
／２からずれた場合を考える。すなわち、 Ｉ1´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)) …（８） Ｉ2´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π／２＋δ２)) …（９） Ｉ3´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π＋δ３)) …（１０） Ｉ4´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋３π／２＋δ４)) …（１１） の場合を考える。ただし、δ２、δ３、δ４は、それぞ
れのずれ量である。
／２からずれた場合を考える。すなわち、 Ｉ1´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)) …（８） Ｉ2´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π／２＋δ２)) …（９） Ｉ3´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋π＋δ３)) …（１０） Ｉ4´(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0(ｘ,ｙ)(１＋γ(ｘ,ｙ)cos(Φ(ｘ,ｙ)＋３π／２＋δ４)) …（１１） の場合を考える。ただし、δ２、δ３、δ４は、それぞ
れのずれ量である。
【００３１】このとき、（５）、（６）、（７）式よ
り、Φ´(ｘ,ｙ)、Ｉ0´(ｘ,ｙ)、γ´(ｘ,ｙ)がそれぞ
れ求まる。ただし、ずれ量のため、例えば、Φ(ｘ,ｙ)
≠Φ´(ｘ,ｙ)である。
り、Φ´(ｘ,ｙ)、Ｉ0´(ｘ,ｙ)、γ´(ｘ,ｙ)がそれぞ
れ求まる。ただし、ずれ量のため、例えば、Φ(ｘ,ｙ)
≠Φ´(ｘ,ｙ)である。
【００３２】次に、これらより新たに以下のような光強
度の分布を作ることができる。 Ｉ1″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)) …（１２） Ｉ2″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋π／２)) …（１３） Ｉ3″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋π)) …（１４） Ｉ4″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋３π／２)) …（１５）
度の分布を作ることができる。 Ｉ1″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)) …（１２） Ｉ2″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋π／２)) …（１３） Ｉ3″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋π)) …（１４） Ｉ4″(ｘ,ｙ) ＝Ｉ0´(ｘ,ｙ)(１＋γ´(ｘ,ｙ)cos(Φ´(ｘ,ｙ)＋３π／２)) …（１５）
【００３３】これらは、ずれδ２、δ３、δ４が存在す
ると、Ｉ1´(ｘ,ｙ)≠Ｉ1″(ｘ,ｙ)、Ｉ2´(ｘ,ｙ)≠Ｉ
2″(ｘ,ｙ)、Ｉ3´(ｘ,ｙ)≠Ｉ3″(ｘ,ｙ)、Ｉ4´(ｘ,
ｙ)≠Ｉ4″(ｘ,ｙ)となる。したがって、例えば、｛Ｉ1
´(ｘ,ｙ)−Ｉ1″(ｘ,ｙ)｝の値を調べることで、各ス
テップにおける位相変化誤差が分かる。すなわち、各ス
テップ毎にどの程度正確にフリンジスキャンが行われて
いるのかが評価できる。
ると、Ｉ1´(ｘ,ｙ)≠Ｉ1″(ｘ,ｙ)、Ｉ2´(ｘ,ｙ)≠Ｉ
2″(ｘ,ｙ)、Ｉ3´(ｘ,ｙ)≠Ｉ3″(ｘ,ｙ)、Ｉ4´(ｘ,
ｙ)≠Ｉ4″(ｘ,ｙ)となる。したがって、例えば、｛Ｉ1
´(ｘ,ｙ)−Ｉ1″(ｘ,ｙ)｝の値を調べることで、各ス
テップにおける位相変化誤差が分かる。すなわち、各ス
テップ毎にどの程度正確にフリンジスキャンが行われて
いるのかが評価できる。
【００３４】さらに、これらの自乗和 Ｓ(ｘ,ｙ)＝（Ｉ1´(ｘ,ｙ)−Ｉ1″(ｘ,ｙ)）２＋（Ｉ2
´(ｘ,ｙ)−Ｉ2″(ｘ,ｙ)）２＋（Ｉ3´(ｘ,ｙ)−Ｉ3″
(ｘ,ｙ)）２＋（Ｉ4´(ｘ,ｙ)−Ｉ4″(ｘ,ｙ)）２ を全体平均としての位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)として算出
し、このＳ(ｘ,ｙ)の量を調べることで、全体としてど
の程度正確にフリンジスキャンができているのかが評価
できる。
´(ｘ,ｙ)−Ｉ2″(ｘ,ｙ)）２＋（Ｉ3´(ｘ,ｙ)−Ｉ3″
(ｘ,ｙ)）２＋（Ｉ4´(ｘ,ｙ)−Ｉ4″(ｘ,ｙ)）２ を全体平均としての位相変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)として算出
し、このＳ(ｘ,ｙ)の量を調べることで、全体としてど
の程度正確にフリンジスキャンができているのかが評価
できる。
【００３５】以上詳述したように、本実施形態に係る干
渉計装置１０は、フリンジスキャンにより基準面２２ａ
が所定のステップ量移動する毎に干渉縞画像データを取
り込んで被検面２ａの各点の干渉縞強度Ｉi´(ｘ,ｙ)
（ただし、ｉ：１〜４）を測定し、その測定結果を用い
て被検面２ａの各点の位相Φ´(ｘ,ｙ)、平均光強度Ｉ0
´(ｘ,ｙ)およびモジュレーション量γ´(ｘ,ｙ)を算出
する一方、この算出結果からフリンジスキャンの各ステ
ップにおける被検面２ａの各点の干渉縞強度Ｉi″(ｘ,
ｙ)を逆算的に算出し、この干渉縞強度Ｉi″(ｘ,ｙ)と
上記測定により得られた干渉縞強度Ｉi´(ｘ,ｙ)との差
｛Ｉi´(ｘ,ｙ)−Ｉi″(ｘ,ｙ)｝を算出することにより
各ステップにおける位相変化誤差を求め、さらに、その
自乗和Ｓ(ｘ,ｙ)を算出することにより全体平均として
の位相変化誤差を求めるように構成されているので、フ
リンジスキャンがどの程度正確に行われているかの指標
となる量を得ることができる。そして、これにより位相
変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)の内容に応じて再度の干渉縞測定あ
るいはアライメント調整等の適切な対応措置を採ること
ができる。
渉計装置１０は、フリンジスキャンにより基準面２２ａ
が所定のステップ量移動する毎に干渉縞画像データを取
り込んで被検面２ａの各点の干渉縞強度Ｉi´(ｘ,ｙ)
（ただし、ｉ：１〜４）を測定し、その測定結果を用い
て被検面２ａの各点の位相Φ´(ｘ,ｙ)、平均光強度Ｉ0
´(ｘ,ｙ)およびモジュレーション量γ´(ｘ,ｙ)を算出
する一方、この算出結果からフリンジスキャンの各ステ
ップにおける被検面２ａの各点の干渉縞強度Ｉi″(ｘ,
ｙ)を逆算的に算出し、この干渉縞強度Ｉi″(ｘ,ｙ)と
上記測定により得られた干渉縞強度Ｉi´(ｘ,ｙ)との差
｛Ｉi´(ｘ,ｙ)−Ｉi″(ｘ,ｙ)｝を算出することにより
各ステップにおける位相変化誤差を求め、さらに、その
自乗和Ｓ(ｘ,ｙ)を算出することにより全体平均として
の位相変化誤差を求めるように構成されているので、フ
リンジスキャンがどの程度正確に行われているかの指標
となる量を得ることができる。そして、これにより位相
変化誤差Ｓ(ｘ,ｙ)の内容に応じて再度の干渉縞測定あ
るいはアライメント調整等の適切な対応措置を採ること
ができる。
【００３６】本実施形態においては、干渉計装置がフィ
ゾー型の干渉計装置である場合について説明したが、マ
イケルソン型やマッハツェンダ型の干渉計装置である場
合においても、本実施形態と同様の構成を採用すること
により本実施形態と同様の作用効果を得ることができ
る。
ゾー型の干渉計装置である場合について説明したが、マ
イケルソン型やマッハツェンダ型の干渉計装置である場
合においても、本実施形態と同様の構成を採用すること
により本実施形態と同様の作用効果を得ることができ
る。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る干渉計装置は、物体光およ
び参照光の光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像形成
面に形成するとともにフリンジスキャンを行うことによ
り干渉縞の測定を行うように構成されているが、フリン
ジスキャンにより基準面が所定のステップ量移動する毎
に干渉縞画像データを取り込んで被検面の各点の干渉縞
強度を測定し、その測定結果を用いて被検面の各点の位
相、平均光強度およびモジュレーション量を算出する一
方、この算出結果からフリンジスキャンの各ステップに
おける被検面の各点の干渉縞強度を逆算的に計算し、こ
の干渉縞強度と上記測定により得られた干渉縞強度との
差を算出することにより各ステップにおける位相変化誤
差を求めるように構成されているので、フリンジスキャ
ンがどの程度正確に行われているかの指標となる量を得
ることができる。
び参照光の光干渉により生じる干渉縞を干渉縞画像形成
面に形成するとともにフリンジスキャンを行うことによ
り干渉縞の測定を行うように構成されているが、フリン
ジスキャンにより基準面が所定のステップ量移動する毎
に干渉縞画像データを取り込んで被検面の各点の干渉縞
強度を測定し、その測定結果を用いて被検面の各点の位
相、平均光強度およびモジュレーション量を算出する一
方、この算出結果からフリンジスキャンの各ステップに
おける被検面の各点の干渉縞強度を逆算的に計算し、こ
の干渉縞強度と上記測定により得られた干渉縞強度との
差を算出することにより各ステップにおける位相変化誤
差を求めるように構成されているので、フリンジスキャ
ンがどの程度正確に行われているかの指標となる量を得
ることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るフリンジスキャンを
用いた干渉計装置を示す全体構成図
用いた干渉計装置を示す全体構成図
【図２】図１の干渉計装置の作用を説明するためのフロ
ーチャート
ーチャート
２ 被検体 ２ａ 被検面 １０ 干渉計装置 １２ 干渉計 １４ 被検体保持部材 １６ コンピュータ １８ モニタ ２０ 干渉計本体 ２２ 基準板 ２２ａ 基準面 ２４ ＰＺＴ駆動回路 ２６ ピエゾ素子 ２８ 基準板支持部材 Ａｘ 光軸
Claims (4)
- 【請求項１】 光源からの可干渉光を２分割し、一方の
光線束を被検面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基準面に入射させてその反射光
を参照光とし、これら物体光および参照光の光干渉によ
り生じる干渉縞を干渉縞画像形成面に形成するととも
に、前記基準面または前記被検面を前記可干渉光の光軸
方向に移動させて該基準面と前記被検面との相対距離を
変化させるフリンジスキャンを行うことにより前記干渉
縞の測定を行うように構成された干渉計装置において、 前記フリンジスキャンにより前記基準面または前記被検
面が所定のステップ量移動する毎に干渉縞画像データを
取り込んで前記被検面の各点の干渉縞強度を測定し、こ
の測定結果を用いて前記被検面の各点の位相、平均光強
度およびモジュレーション量を算出し、この算出結果か
ら前記フリンジスキャンの各ステップにおける前記被検
面の各点の干渉縞強度を逆算的に計算し、この逆算的に
計算された干渉縞強度と前記測定により得られた干渉縞
強度との差を算出することにより各ステップにおける位
相変化誤差を求めるように構成されてなることを特徴と
するフリンジスキャンを用いた干渉計装置。 - 【請求項２】 前記位相変化誤差が所定の閾値を超えた
か否かの判定を行うとともに、この判定結果を表示する
ように構成されていることを特徴とする請求項１記載の
フリンジスキャンを用いた干渉計装置。 - 【請求項３】 前記位相変化誤差が所定の閾値を超えた
とき、前記干渉縞の測定を自動的に再度行うように構成
されていることを特徴とする請求項１または２記載のフ
リンジスキャンを用いた干渉計装置。 - 【請求項４】 前記位相変化誤差が前記所定の閾値を超
えた場合における前記判定結果の表示が、前記位相変化
誤差が均質的な誤差である場合にはスキャン誤差である
旨の表示を行う一方、これ以外の誤差である場合には外
乱誤差である旨の表示を行うように構成されていること
を特徴とする請求項２または３記載のフリンジスキャン
を用いた干渉計装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08342799A JP4187124B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | フリンジスキャンを用いた干渉計装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08342799A JP4187124B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | フリンジスキャンを用いた干渉計装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275007A true JP2000275007A (ja) | 2000-10-06 |
| JP4187124B2 JP4187124B2 (ja) | 2008-11-26 |
Family
ID=13802154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08342799A Expired - Lifetime JP4187124B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | フリンジスキャンを用いた干渉計装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4187124B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014228528A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP08342799A patent/JP4187124B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014228528A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 株式会社ミツトヨ | 形状測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4187124B2 (ja) | 2008-11-26 |
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