JP2000329643A

JP2000329643A - 位相分布の測定装置及び方法

Info

Publication number: JP2000329643A
Application number: JP11135331A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suhara; 浩之須原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】干渉計全体を回転させずに、静止した状態の
位相物体の屈折率分布を測定できる装置及び方法を提供
する。【解決手段】本発明の屈折率分布測定装置は、同一光
源からの可干渉光を、少なくとも一方が被検物を透過す
る２つの光束に分け、双方の光束を重ねる干渉光学系
と、該干渉光学系内にあって上記被検物とほぼ同じ屈折
率の試液を有するとともに１つの回転軸Ｏを中心に回動
可能なセル２７と、該セル２７が回転しても上記被検物
が回転しないようにセル２７内に被検物を保持する被検
物保持手段と、上記回転軸Ｏに対して平行に進んできた
光束を折り曲げ回転軸Ｏと交叉する方向から被検物を透
過させ、透過した光束を上記回転軸と平行な方向に射出
するとともに、上記セル２７と同期して回転軸を中心に
回転可能な回転偏向手段Ｍ１〜Ｍ４と、を有する構成で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉縞の解析によ
り被検物における位相分布を３次元的に測定する技術に
関し、特に、被検物が液体や気体の場合にも適用可能な
測定技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コスト低減や非球面レンズの製作
性に優れていることから、レーザプリンタやカメラなど
の光学機器に使用される光学レンズにプラスチック成形
レンズが実用化されている。しかし、そのような利点が
ある反面、プラスチックを材料とする場合はレンズの内
部に不均一性を生じることがあり屈折率分布が不安定
で、このため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】そこで、本発明の出願人は、被検物をその
屈折率が被検物とほぼ同じ試液内に浸した状態で、光軸
と直交する軸を中心に回転させ、複数の回転角位置の各
々で干渉縞の解析を行い、これらの干渉縞から透過波面
量を算出し、これを一次フーリエ変換し、さらに、二次
元逆フーリエ変換を行って屈折率の分布を求める方法を
提案した（例えば、特開平８−１２２２１０号等）。こ
の屈折率測定方法によれば、被検物がレンズのように固
体で、時間的に変化しない被検物には非常に有効な方法
である。しかし、液体や気体の屈折率分布及び濃度分布の測定時間的に変化する媒質の分布の測定結晶成長時の経時変化の状態を３次元の分布として
測定する等の場合には、上記方法のように被検物を回転させる方
式では、被検物の状態が変化してしまい、測定が難し
い。

【０００４】そこでさらに、本発明の出願人は、被検物
を静止させた状態でも位相分布の測定ができる測定方法
と装置を提供している。この測定装置を、図７を用いて
具体的に説明する。同図の装置は、マハツェンダ型の干
渉光学系を基本構成としており、可干渉光としてのレー
ザ光を射出する光源１と、偏光子２と、ミラー３と、ビ
ームエキスパンダ４と、光束分割用のビームスプリッタ
５と、２つの反射ミラー７、９と、光束重畳用のビーム
スプリッタ１１と、結像レンズ１３と、ＣＣＤなどから
なる干渉縞検出器１５と、高速画像処理装置、マイクロ
コンピュータなどからなる演算処理装置１７とを備え、
装置全体を回転テーブル４０上に載せている。これらの
構成のうち、光源１から干渉縞検出器１５までで、干渉
光学系を構成している。

【０００５】回転テーブル４０は、被検物Ａのほぼ中心
を通る回転軸Ｏの回りに回動自在な構成である。そし
て、この回転テーブル４０は、サーボモータ等により、
例えば、１゜刻みの微小な回転ができるようになってい
る。セル２７も回転テーブル４０と一緒に回転軸Ｏを中
心に回転自在である。

【０００６】被検物Ａは内部に結晶が成長していく経時
的な変化を測定するもので、液状の試液Ｂと隔離する必
要があるため、セル２７内に容器４５を配置しこの容器
４５内に液体状の被検物Ａを入れる。この容器４５は、
回転軸Ｏ上の図示しない被検物保持手段に保持されてい
る。この被検物保持手段は、回転テーブル４０が回転軸
Ｏを中心に回転しても回転することはなく、被検物Ａを
固定した状態に保つ。すなわち、セル２７やオプチカル
フラット３５，３７は周辺の干渉光学系と一緒に回転軸
Ｏを中心に回動するが、容器４５及びこの内部の被検物
Ａは回動されず、測定に際して被検物Ａが流動すること
はない。なお、被検物Ａは、その中心が回転軸Ｏと一致
する位置が望ましいのであるが、多少ずれていても、回
転によって被検物Ａがセル３１からはみ出ないようにな
っており、かつ、常に測定部分が光束内に入っていれば
よい。

【０００７】この被検物Ａの屈折率は空気の屈折率とは
かなり相違しているため、被検物の入射面と射出面とが
平行でない限り、被検物Ａを透過した被検波ｂは、不規
則に収束・発散する。一方、干渉光学系で干渉縞を結像
させるには、被検波ｂは、ほぼ平行な光束となっていな
ければならない。そこで、被検物Ａがどのような形状で
あっても、被検物Ａを透過した被検波ｂがほぼ平行光束
になるために、具他的には次のような構成としている。

【０００８】すなわち、セル２７内には、その屈折率が
被検物Ａの屈折率とほぼ同一に調合された試液Ｂを満た
し、被検物Ａは円形容器状の内側セルにより試液Ｂから
隔離してセル２７内に設置する。また、セル２７の両端
にある入射窓３１と射出窓３３は互いに平行、かつそれ
ぞれに面精度が高いオプチカルフラット３５，３７を取
り付けて液密にシールドしている。こうして、被検物Ａ
と試液Ｂで充填されたセル２７は、全体として均一な屈
折率の位相物体となり、かつ、入射面と射出面とが平行
なので、セル２７内を透過した被検波ｂは、ほぼ平行な
光束となって射出される。この位相物体の透過光を参照
波と干渉させその位相分布を測定すれば、被検物の外形
に関係なく被検物自体の位相分布が測定可能となるわけ
である。

【０００９】光源１より出射するレーザ光は、偏光子２
を透過し、ミラー３で反射されてビームエキスパンダ４
に入射し、これによって光束径を拡大され、ビームスプ
リッタ５によって直角に曲げられる参照波ａと、直進し
てミラー９で直角に曲げられ、被検物Ａとしての位相物
体を透過する被検波ｂとに分割される。参照波ａと被検
波ｂとは、ほぼ１：１となるようになっている。

【００１０】反射ミラー７は、ピエゾ素子などによる電
気−変位変換素子１９により支持され、位相シフト法に
よる干渉縞解析を行うために、参照波ａの光路長を波長
以下のオーダで変更できるように配置されている。参照
波ａは反射ミラー７で反射され、ビームスプリッタ１１
に達し、他方の被検波ｂは、被検物Ａを透過してビーム
スプリッタ１１に達して参照波ａと重なり合うが、電気
−変位変換素子１９により参照波ａと被検波ｂとの光路
長には、ｎπ／２の位相の差ができるように調整され
る。

【００１１】参照波ａと被検波ｂは重畳され、ビームス
プリッタ１１から２つの光束に分割される。一方の光束
は、直進して結像レンズ１３に入射し、干渉縞検出器１
５の撮像面に干渉縞を結像する。干渉縞検出器１５には
リニアＣＣＤやアレイ状のセンサを用いる。ビームスプ
リッタ１１で直角に曲げられた方の光束は、別の結像レ
ンズ２３に入射し、モニター２５に干渉縞を結像する。

【００１２】干渉縞像は、干渉縞検出器１５で検出さ
れ、光電変換されて電気的な画像信号となり、Ａ／Ｄ変
換された後、演算装置１７に入力される。なお、演算装
置１７は、位相シフト法などによる干渉縞像の解析によ
って透過波面の計測演算を行う透過波面計測部１８を含
んでいる。

【００１３】次に上述の構成よりなる測定装置を利用し
て被検物Ａの屈折率を計測する方法を図８のフローチャ
ートを使用して説明する。まず、被検物Ａをセットしな
い状態で、干渉縞検出器１５が出力する干渉縞像の画像
信号を演算処理装置１７に取り込んで演算処理装置内部
の透過波面計測部１８により干渉縞像の解析を行い、初
期状態の透過波面の計測をする。この計測結果に基づい
て測定装置自身の定常的な誤差成分を排除する初期処理
を行う。

【００１４】ついで、回転軸上に被検物Ａをセットし
（Ｓ１）、回転テーブルがθ＝０の位置（基準となる位
置）で干渉縞検出器１５の撮像面に干渉縞を結像し、干
渉縞検出器１５が出力する干渉縞像の画像信号を演算処
理装置１７に取り込んで干渉縞像の解析を行う（Ｓ
２）。回転テーブルが初期回転位置にある透過波面の計
測では、干渉縞像の解析結果は被検物Ａの厚み方向（光
軸方向）に積算されており、これだけでは屈折率の不均
一部分の空間的な位置を特定することができない。

【００１５】回転テーブルを０≦θ≦πの範囲にわたっ
て回転させ、次々と干渉縞を結像し、透過波面を計測す
る。回転テーブルの初期回転位置より、所定角度回転さ
せ、回転軸上に固定された被検物Ａを被検波ｂの光軸に
対して変化させる（Ｓ３）。被検物Ａに対して変位する
被検波ｂが干渉縞検出器１５の撮像面に結像する。この
状態で干渉縞検出器１５が出力する干渉縞像の画像信号
を演算処理装置１７に取り込んで透過波面の計測をする
（Ｓ２）。こうしてたとえば、１゜刻みで１８０゜
（π）あるいは３６０゜（２π）の方向から複数回に渡
って干渉縞を形成し（Ｓ４）、この透過波面を計測し
て、コンピュータ、すなわち、演算処理装置１７上で再
合成する。この画像の再構成は、公知のＸ線ＣＴ（Comp
uted Tomography）解析の手法を用いて行うことができ
る。

【００１６】図９はＣＴ法の原理を示すものであり、角
度θから入射した被検波による透過波面のデータｐ
（ｘ，θ）を変数ｘについて一次元フーリエ変換すれ
ば、求めるべき屈折率の分布Δｎ（ｘ，ｙ）の二次元フ
ーリエ変換の極座標表現におけるθ方向成分が得られ
る。

【００１７】すなわち、０≦θ≦２π又は０≦θ≦πの
角度範囲にわたって透過波面を計測し、その透過波面デ
ータを位相つなぎ処理によって接続し（Ｓ５）、一次元
フーリエ変換し（Ｓ６）、フーリエ変換された各断面の
極座標データＰ（ｘ，θ）を直交座標データに変換し
（Ｓ７）、その後二次元逆フーリエ変換し（Ｓ８）、さ
らに屈折率に変換することにより被検物Ａの三次元屈折
率分布を再構成することができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の装
置は、被検物を静止させた状態でも回転テーブル４０の
回転により位相分布の測定ができる。しかし、そのよう
に被検物を中心に固定してこの被検物に対して回転テー
ブル４０上に載せた干渉計の全体を回転させる構成で
は、装置が大型となってしまう。この場合に干渉光学系
全体を回転させずに、被検物に対する任意の入射方向か
らの透過波面を計測するためには、入射ビームのスキャニング機構出射ビームの受光方法等が重要な技術となってくる。そこで、本発明は、上記
従来の測定技術にさらに改良を加え、装置全体を回転さ
せることなく、静止した状態の位相物体の屈折率分布を
測定できる装置及び方法を提供することを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の位相分布の測定装置は、同一光源からの可
干渉光を、少なくとも一方が被検物を透過する２つの光
束に分け、双方の光束を重ねて干渉縞を形成する干渉光
学系と、該干渉光学系内にあって上記被検物とほぼ同じ
屈折率の試液を有するとともに１つの回転軸を中心に回
動可能なセルと、該セルが回転しても上記被検物が回転
しないようにセル内に被検物を保持する被検物保持手段
と、上記回転軸に対して平行に進んできた光束を折り曲
げて、上記回転軸と交叉する方向から被検物を透過さ
せ、透過した光束を上記回転軸と平行な方向に射出する
とともに、上記セルと同期して回転軸を中心に回転可能
な回転偏向手段と、を有することを特徴としている。

【００２０】また、上記回転偏向手段が複数のミラーか
らなり、回転軸と平行に入射した光束を回転軸から逸ら
す方向に反射する第１のミラーと、該第１のミラーから
反射された光束を回転軸と直交する方向に反射して被検
物を透過させる第２のミラーと、該被検物を透過した光
束を回転軸に向けて反射させる第３のミラーと、第３の
ミラーから反射された光束を回転軸と平行な方向に反射
する第４のミラーとを有する構成とすることができる。
また、上記セル及び回転偏向手段が、一の円筒形の回転
構造体に一体的に設置された構成にすることができる。

【００２１】また、上記干渉光学系がマハツェンダ干渉
計又はトワイマングリーン干渉計である構成とすること
ができる。あるいは、上記第３のミラーが２つの平行な
反射面を有し、被検物を透過した光束を横ずらしされた
２つの光束に分割可能である構成とすることもできる。

【００２２】本発明の位相分布の測定方法は、請求項１
から６のいずれかに記載された位相分布の測定装置を用
い、１の被検物に対して複数の方向から可干渉光を入射
して、各透過波面を測定することを特徴としている。

【００２３】また、上記軸を回転軸として被検物に入射
する可干渉光を回転させながら次々に透過波面を測定
し、ＣＴ法（computed tomography）を用いて再構成
し、被検物の位相分布を三次元的に測定することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施例を詳細に説明する。本実施例の測定装置は、上述
の従来例と同様に、同一光源からの可干渉光を少なくと
も２つの光束に分け、一方の被検波を、被検物とこの被
検物と同一の屈折率の試液で満たした状態に収容したセ
ルとからなる一の位相物体に透過させ、このセル内を透
過しない他方の参照波と重ねて干渉縞を形成し、被検物
自体の位相分布を測定するものである。したがって、そ
の構成の大部分が従来例と共通するため、共通する部分
には同一の符号を付して説明を省略する。

【００２５】まず、図１から図３を用いてマハツェンダ
干渉計の実施例を説明する。図１は、実施例のマハツェ
ンダ干渉計の全体構成を示す図であり、図２は、図１の
回転構造体４１を拡大して示す図である。このマハツェ
ンダ干渉計では、被検物Ａを透過させるための被検波ｂ
は反射ミラー９と、ビームスプリッタ１１との間に設置
された回転構造体４１を経由する。被検物Ａを収容した
セル２７はこの回転構造体４１の回転軸Ｏ上に設置して
おり、反射ミラー９で反射された被検波ｂは、回転構造
体４１内に入射して上記セル２７を通過した後、ビーム
スプリッタ１１へ出射され、参照波ａと重畳する。

【００２６】図２中の鎖線で示したように、上記回転構
造体４１は両端が開放された円筒状のものであり、中空
内部にセル２７と、このセル２７へ被検波ｂを案内する
ための偏向部材として、４つのミラーＭ１からＭ４とを
備えている。この回転構造体４１は、その一の回転軸Ｏ
を中心にしてセル２７と、４つのミラーＭ１からＭ４と
を回転させるためのものである。

【００２７】図３は、図２のセル２７のＣ−Ｃ断面図で
ある。同図に示すように、セル２７は外側セルと内側セ
ルとの２重の構造になっており、内側セルである容器４
５内に溶媒状の被検物Ａを収容できる。被検物Ａを入れ
た容器４５はセル２７内に収容するが、この容器４５周
辺をその屈折率が被検物Ａの屈折率とほぼ同一に調合さ
れた試液Ｂで満たして、かつ両端を面精度の高い入射窓
３５、出射窓３７でシールドしている。こうして、被検
物Ａを含む一の位相物体を構成している。

【００２８】上記セル２７は、回転構造体４１とともに
回転自在であるが、容器４５はセル２７が回転しても回
転しなように静止した状態に保持されている。すなわ
ち、容器４５は、セル２７が回転してもセル２７からは
み出さないように回転軸Ｏの近傍に、図示しない被検物
保持手段により固定されている。そのような被検物保持
手段は容器４５を静止状態に支持できればよく、容器４
５と一体のものであってもよい。

【００２９】なお、上記容器４５は、試液Ｂと被検物Ａ
とを隔離することが主な目的であるから、原則的には被
検波ｂを透過できれば形状や材質は任意のものでよい。
しかし、透過波面への影響を抑えるためには、その中心
軸が回転軸Ｏと平行な円筒状で肉厚の薄いものが望まし
く、また、被検物Ａと化学反応しない材質を選ぶとよ
い。

【００３０】上記構成のマハツェンダ干渉計において、
回転構造体４１はサーボモータ等により、例えば１゜刻
みに微小回転自在であって、この回転構造体４１内に備
え付けた４つのミラーＭ１からＭ４が回転すれば、下記
に説明するような被検物Ａのスキャニング機構となる。

【００３１】すなわち、回転軸Ｏ上の一端から回転構造
体４１内に入射した被検波ｂは、まず回転軸Ｏ上のミラ
ーＭ１に偏向され回転軸Ｏから逸れてミラーＭ２へ導か
れる。このミラーＭ２は回転軸Ｏを離れた光軸が今度は
回転軸Ｏに対して直角に入射するように偏向する。回転
軸Ｏを横切ってセル２７を透過した光軸はミラーＭ３に
より再び回転軸Ｏと交わる方向に導かれ、回転軸Ｏ上の
ミラーＭ４により回転軸Ｏに沿って他端側へ出射され
る。この回転構造体４１の外径付近に位置するミラーＭ
２とミラーＭ３との間に形成された光軸は、回転構造体
４１の回転により各ミラーＭ１〜Ｍ４及びセル２７とと
もに回転する。こうしてセル２７を透過する光軸が回転
自在であって、且つ上記セル２７に対する入射・出射方
向の関係、すなわち光軸に垂直なオプティカルフラット
を維持したまま回転可能となる。

【００３２】このようにして、その被検波ｂの光路の一
部、つまり被検物Ａを通過する一部の光路のみを回転自
在としたことによって、干渉計全体を回転させなくとも
被検物Ａに対する任意の方向に被検波ｂの透過波面を設
定できる。しかも、回転構造体４１の回転軸Ｏ上に沿っ
て入射及び出射させているので、投光位置と受光位置と
が動くことなく一定位置に維持される。

【００３３】なお、上記の各実施例では、一の筒状の回
転構造体４１に各ミラーＭ１〜Ｍ４やセル２７を固定し
ているが、このように必ずしも一つの構造体内に一体と
して設ける必要はなく、ミラーとセルとが同期して回転
される構成であればスキャニング機能を得ることができ
る。

【００３４】つぎに、上記回転構造体４１を、他種の干
渉計に適用した実施例を説明する。図４は、上記回転構
造体４１を用いたトワイマングリーン干渉計の構成図で
あり、図５は、図４の回転構造体４１の具体的な構成を
示している。レーザ１から出射されミラー３で反射した
光束はビームエキスパンダ４で拡げられ、ビームスプリ
ッタＢＳにより２分割される。回転構造体４１は、ビー
ムスプリッタＢＳにより分割された光路のうち、リファ
レンスミラーＲＦとは別の光路上に設置される。ビーム
スプリッタＢＳを直進してリファレンスミラーＲＦで反
射された参照波ａと、ビームスプリッタＢＳを直角に偏
向し回転構造体４１内を経て同一経路を戻る被検波ｂと
が干渉してレンズ１３により結像する。ここでＣＣＤカ
メラ等の検出器１５により干渉縞が観測される。このト
ワイマングリーン干渉計の場合、回転構造体４１は図５
に示すような構成とすることで、被検波ｂを同一経路に
戻すことができる。

【００３５】図５に示すように、トワイマングリーン干
渉計の回転構造体４１では、被検波ｂの入射する回転軸
Ｏ上に偏向ビームスプリッタＰＢＳを設置し、被検波は
偏向ビームスプリッタＰＢＳにより直角に偏向された
後、ミラーＭ１′及びＭ２により回転軸Ｏと直角方向に
偏向され回転軸Ｏ上に設置したセル２７を透過する。セ
ル２７を透過した光軸はミラーＭ３及びミラーＭ４′に
より回転軸Ｏ上に偏向され、ミラーＭ５により再び偏向
ビームスプリッタＰＢＳに戻される。

【００３６】こうしてセル２７を透過した後、入射光路
と同一の光路へ戻ることができ、かつミラーＭ２とミラ
ーＭ３との間の光路が回転するので、上記第１実施例と
同様にセル２７内に静止状態に保持した被検物Ａをスキ
ャンニングできる。また、特にこのような構成の場合、
セル２７は回転構造体４１上部に配置されており、この
セル２の上面を開放しておけば被検物Ａ及び容器の取り
付けは容易となる。

【００３７】図６は、上記回転構造体を用いたシアリン
グ干渉計の構成図である。この干渉計では、上記マハツ
ェンダ干渉計の例で示したミラーＭ３の位置に、２枚の
平行平板４６，４７を備える。両平板４６，４７の近接
する内側２面は面精度の高い研磨面であり、外側２面は
無反射面となっている。これにより平行平板４６，４７
の内側面によってレーザから出射されセル２７を透過し
た光束の光路が分割され、この内側２面の距離に比例し
て横ずらしした被検波が干渉する。これを検出する検出
部１５には、リニアＣＣＤや２次元ＣＣＤといったアレ
イ状のセンサを用いる。

【００３８】上記シアリング干渉計の場合、別光路の参
照波は必要としないため、上記マハツェンダ干渉計など
より構成が容易となる。なお、横ずらし量はミクロンオ
ーダーなので、２本のビームの回転軸Ｏからのずれ量は
無視できる程度である。

【００３９】以上説明した各干渉計において、被検物Ａ
を透過する被検波ｂを回転させながら、次々にその透過
波面を測定し、ＣＴ法を用いて再構成し、被検物Ａの位
相分布を三次元的に計測する。この干渉縞の解析方法と
しては、位相シフト法等を用いる。投影切断面定理によ
れば、物理分布量を持つ物体のラドン変換、すなわち角
度θの方向からの投影データを１次元フーリエ変換した
結果は、物体の２次元フーリエ変換の極座標表現におけ
るθ方向成分と一致する。このＣＴ解析法には、逐次近
似法やフィルタ補正逆投影法などがあるが、最も簡潔に
投影データから画像を再構成する厳密な方法は、従来例
で説明したフーリエ変換法である。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
同一光源からの可干渉光を、少なくとも一方が被検物を
透過する２つの光束に分け、双方の光束を重ねて干渉縞
を形成する干渉光学系と、該干渉光学系内にあって上記
被検物とほぼ同じ屈折率の試液を有するとともに１つの
回転軸を中心に回動可能なセルと、該セルが回転しても
上記被検物が回転しないようにセル内に被検物を保持す
る被検物保持手段と、上記回転軸に対して平行に進んで
きた光束を折り曲げて、上記回転軸と交叉する方向から
被検物を透過させ、透過した光束を上記回転軸と平行な
方向に射出するとともに、上記セルと同期して回転軸を
中心に回転可能な回転偏向手段と、を有する構成なの
で、干渉計全体を回転させずに、且つ被検物を静止した
まま任意の入射方向からの透過波面を計測することがで
き、液状や気体の屈折率分布、及び濃度分布測定や時間
的に変化する媒質の分布測定に適した測定装置を提供で
きる。

【００４１】また、上記回転偏向部材及び上記セルが、
一の円筒形の回転構造体内に設置された構成によれば、
上記回転構造体の回転により、干渉計全体を回転させず
に上記回転偏向部材及び上記セル同期して回転させて、
セル内の被検物に対して任意の入射方向からの透過波面
を計測することができる。

【００４２】また、上記干渉光学系がマハツェンダ干渉
計である構成によれば、干渉計全体を回転させずに任意
の入射方向からの透過波面を計測できるマハツェンダ干
渉計を提供でき、また、上記干渉光学系がトワイマング
リーン干渉計である構成によれば、干渉計全体を回転さ
せずに任意の入射方向からの透過波面を計測できるトワ
イマングリーン干渉計を提供できる。

【００４３】また、上記第３のミラーが２つの平行な反
射面を有し、被検物を透過した光束を横ずらしされた２
つの光束に分割可能である構成によれば、干渉計全体を
回転させずに任意の入射方向からの透過波面を計測でき
るシアリング干渉計を提供でき、シアリング部が回転構
造体内にあるので外乱に強いシステムを提供できる。

【００４４】また、上記軸を回転軸として被検物に入射
する可干渉光を回転させながら次々に透過波面を測定
し、ＣＴ法を用いて再構成し、被検物の位相分布を三次
元的に測定する方法によれば、干渉計全体を回転させず
に且つ静的な状態で被検物の位相分布を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】マハツェンダ干渉計の実施例の全体構成を示す
平面図である。

【図２】図１の回転構造体を拡大して示す図である。

【図３】図２のセル２７のＣ−Ｃ断面図である。

【図４】トワイマングリーン干渉計の実施例を示す全体
構成を示す平面図である。

【図５】図４の回転構造体の具体的構成を示す図であ
る。

【図６】シアリング干渉計の実施例を示す図である。

【図７】従来の位相分布測定装置の構成を示す平面図で
ある。

【図８】干渉縞の計測から位相分布を求めるための手順
を示すフローチャートである。

【図９】ＣＴ解析の原理を説明する図である。

【符号の説明】

１光源２７セル４１回転構造体４６，４７シアリング光を発生させる偏向部材Ａ被検物Ｂ試液Ｏ回転軸Ｍ１〜Ｍ５，ＰＢＳ回転偏向部材Ｍ１，ＰＢＳ第１のミラーＭ１′，Ｍ２第２のミラーＭ３，Ｍ４′，４６，４７第３のミラーＭ４，Ｍ５第４のミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一光源からの可干渉光を、少なくとも
一方が被検物を透過する２つの光束に分け、双方の光束
を重ねて干渉縞を形成する干渉光学系と、該干渉光学系内にあって上記被検物とほぼ同じ屈折率の
試液を有するとともに１つの回転軸を中心に回動可能な
セルと、該セルが回転しても上記被検物が回転しないようにセル
内に被検物を保持する被検物保持手段と、上記回転軸に対して平行に進んできた光束を折り曲げ
て、上記回転軸と交叉する方向から被検物を透過させ、
透過した光束を上記回転軸と平行な方向に射出するとと
もに、上記セルと同期して回転軸を中心に回転可能な回
転偏向手段と、を有することを特徴とする位相分布の測定装置。
【請求項２】上記回転偏向手段が複数のミラーからな
り、回転軸と平行に入射した光束を回転軸から逸らす方
向に反射する第１のミラーと、該第１のミラーから反射
された光束を回転軸と直交する方向に反射して被検物を
透過させる第２のミラーと、該被検物を透過した光束を
回転軸に向けて反射させる第３のミラーと、第３のミラ
ーから反射された光束を回転軸と平行な方向に反射する
第４のミラーとを有することを特徴とする請求項１記載
の位相分布の測定装置。
【請求項３】上記セル及び回転偏向手段が、一の円筒
形の回転構造体に一体的に設置されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の位相分布の測定装置。
【請求項４】上記干渉光学系がマハツェンダ干渉計で
あることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
の位相分布の測定装置。
【請求項５】上記干渉光学系がトワイマングリーン干
渉計であることを特徴とする請求項１から３のいずれか
に記載の位相分布の測定装置。
【請求項６】上記第３のミラーが２つの平行な反射面
を有し、被検物を透過した光束を横ずらしされた２つの
光束に分割可能であることを特徴とする請求項２記載の
位相分布の測定装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載された
位相分布の測定装置を用い、１の被検物に対して複数の
方向から可干渉光を入射して、各透過波面を測定するこ
とを特徴とする位相分布の測定方法。
【請求項８】上記軸を回転軸として被検物に入射する
可干渉光を回転させながら次々に透過波面を測定し、Ｃ
Ｔ法を用いて再構成し、被検物の位相分布を三次元的に
測定することを特徴とする請求項７記載の位相分布の測
定方法。