JP2001194132A - 斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた装置 - Google Patents
斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 干渉縞感度が緩く、特に粗面の平面度を非接
触で測定可能とする斜入射干渉計において、基準原器の
入射面と基準平面のなす角を所定範囲とすることによ
り、干渉ノイズを低減するとともに、光学系および干渉
計装置の軽量小型化を可能とする斜入射干渉計用光学系
およびこれを用いた装置を得る。 【構成】 基準原器１６は、被検面２ａとわずかな空気
間隔を隔てて対向するように配置された基準平面１６ａ
と、基準平面１６ａに対して10°〜30°（角度α）の鋭
角をなすように形成された入射面１６ｂと、基準平面１
６ａと平行に形成されスクリーン１８として機能する射
出面１６ｃとを備えたプリズムである。斜入射干渉計装
置１０は、半導体レーザ光源１１から射出されコリメー
タレンズ１４により平行光とされた光線束Ａを入射面１
６ｂに斜め方向から入射させ、スクリーン１８に投影さ
れた光線束ＢおよびＣにより生じた干渉縞を、テレビカ
メラ１９により観察する装置である。
触で測定可能とする斜入射干渉計において、基準原器の
入射面と基準平面のなす角を所定範囲とすることによ
り、干渉ノイズを低減するとともに、光学系および干渉
計装置の軽量小型化を可能とする斜入射干渉計用光学系
およびこれを用いた装置を得る。 【構成】 基準原器１６は、被検面２ａとわずかな空気
間隔を隔てて対向するように配置された基準平面１６ａ
と、基準平面１６ａに対して10°〜30°（角度α）の鋭
角をなすように形成された入射面１６ｂと、基準平面１
６ａと平行に形成されスクリーン１８として機能する射
出面１６ｃとを備えたプリズムである。斜入射干渉計装
置１０は、半導体レーザ光源１１から射出されコリメー
タレンズ１４により平行光とされた光線束Ａを入射面１
６ｂに斜め方向から入射させ、スクリーン１８に投影さ
れた光線束ＢおよびＣにより生じた干渉縞を、テレビカ
メラ１９により観察する装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光の干渉作用によ
って形成される干渉縞を利用して被検面の平面度を測定
する干渉計用の光学系に関し、詳しくは基準平面および
被検面に対して斜め方向から光を照射することにより、
特に粗面の平面度を非接触で測定可能とする斜入射干渉
計に用いられる光学系およびこれを用いた装置に関する
ものである。
って形成される干渉縞を利用して被検面の平面度を測定
する干渉計用の光学系に関し、詳しくは基準平面および
被検面に対して斜め方向から光を照射することにより、
特に粗面の平面度を非接触で測定可能とする斜入射干渉
計に用いられる光学系およびこれを用いた装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、加工物表面の平面度を測定す
るための種々の干渉計装置が知られている。その中でも
凹凸差の大きい被検面の平面度を測定し得る装置とし
て、斜入射干渉計装置が知られている。
るための種々の干渉計装置が知られている。その中でも
凹凸差の大きい被検面の平面度を測定し得る装置とし
て、斜入射干渉計装置が知られている。
【０００３】斜入射干渉計装置においては、被検面に対
し可干渉光線束を斜めから入射させることにより測定感
度を低くすることができるため、非接触での粗面等の平
面度測定に用いられている。ここで、測定に使用される
光の波長をλ、基準原器の入射面に入射する光の入射角
をθとすれば、被検面の凹凸量、すなわち測定感度Δｈ
は下式で表わされる。 Δｈ＝λ／（２ cosθ）
し可干渉光線束を斜めから入射させることにより測定感
度を低くすることができるため、非接触での粗面等の平
面度測定に用いられている。ここで、測定に使用される
光の波長をλ、基準原器の入射面に入射する光の入射角
をθとすれば、被検面の凹凸量、すなわち測定感度Δｈ
は下式で表わされる。 Δｈ＝λ／（２ cosθ）
【０００４】すなわち、入射角θが大きくなり斜め入射
の程度が大きくなる程、縞間隔が大きくなり測定感度を
低くすることができるので、平面精度が悪い平面を測定
することが可能となる。
の程度が大きくなる程、縞間隔が大きくなり測定感度を
低くすることができるので、平面精度が悪い平面を測定
することが可能となる。
【０００５】図５は、基準原器として平面基準板を用い
た従来構成例である。この斜入射干渉計装置は、平行平
面板１１６の基準平面１１６ａと被検体２の被検面２ａ
とを対向配置し、基準平面１１６ａに斜め方向から、レ
ーザ光源１１１から発せられコリメータレンズ１１４に
より平行光とされた可干渉光を照射し、この基準平面１
１６ａと被検面２ａの距離に基づく光路差に応じた干渉
縞をスクリーン１１８に投影し、観察者１１９が観察す
るようになっている。干渉縞生成の原理を図７の（ａ）
に示す。すなわち、基準平面６ａの紙面左上方向から入
射した平行光束は、一部が基準平面６ａから射出され被
検面２ａに斜入射し被検面２ａにおいて反射され基準平
面６ａに再入射し、基準平面６ａで内面反射した光線束
との光干渉により干渉縞を生じる。
た従来構成例である。この斜入射干渉計装置は、平行平
面板１１６の基準平面１１６ａと被検体２の被検面２ａ
とを対向配置し、基準平面１１６ａに斜め方向から、レ
ーザ光源１１１から発せられコリメータレンズ１１４に
より平行光とされた可干渉光を照射し、この基準平面１
１６ａと被検面２ａの距離に基づく光路差に応じた干渉
縞をスクリーン１１８に投影し、観察者１１９が観察す
るようになっている。干渉縞生成の原理を図７の（ａ）
に示す。すなわち、基準平面６ａの紙面左上方向から入
射した平行光束は、一部が基準平面６ａから射出され被
検面２ａに斜入射し被検面２ａにおいて反射され基準平
面６ａに再入射し、基準平面６ａで内面反射した光線束
との光干渉により干渉縞を生じる。
【０００６】しかしながら、この構成では、図７の
（ｂ）に示すような干渉ノイズが発生しやすい。この干
渉ノイズは、平面板の基準平面でない面（入射面であり
射出面である）での反射光によるもので、この面に反射
防止コーティングを施すことである程度は解決できる。
しかし、入射角が大きいので反射率の小さいコーティン
グを施すことには困難がある。
（ｂ）に示すような干渉ノイズが発生しやすい。この干
渉ノイズは、平面板の基準平面でない面（入射面であり
射出面である）での反射光によるもので、この面に反射
防止コーティングを施すことである程度は解決できる。
しかし、入射角が大きいので反射率の小さいコーティン
グを施すことには困難がある。
【０００７】図６は、基準原器として直角二等辺三角形
プリズムを用いた、アブラムソン型と呼ばれる従来構成
例である。図６において、図５に示す斜入射干渉計装置
と同様の部材には下二桁を一致させた符号を付してい
る。この装置では、スクリーン２１８に投影された干渉
縞をＴＶカメラ２１９により撮影し観察するように構成
されている。このアブラムソン型の装置によれば、図７
の（ｂ）のような表面反射による干渉ノイズは防止する
ことができる。
プリズムを用いた、アブラムソン型と呼ばれる従来構成
例である。図６において、図５に示す斜入射干渉計装置
と同様の部材には下二桁を一致させた符号を付してい
る。この装置では、スクリーン２１８に投影された干渉
縞をＴＶカメラ２１９により撮影し観察するように構成
されている。このアブラムソン型の装置によれば、図７
の（ｂ）のような表面反射による干渉ノイズは防止する
ことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７の（ｃ）
に示すような、被検面と基準平面との間の多重反射光に
よる干渉ノイズの問題は残る。これを除去するために
は、被検面と基準平面との間を多重反射した光と基準平
面で内面反射した光とが干渉してスクリーン面に到達し
ないような構成としなければならない。これを光学部材
の相対配置をもって除去する場合には、例えば基準平面
を被検面に対して２倍以上のサイズに設定する手法が有
効である。直角二等辺三角形プリズムを用いたこの従来
構成例では、基準平面を大きくするためにプリズム自体
も非常に大きく重いものとなってしまうことが問題とな
っている。
に示すような、被検面と基準平面との間の多重反射光に
よる干渉ノイズの問題は残る。これを除去するために
は、被検面と基準平面との間を多重反射した光と基準平
面で内面反射した光とが干渉してスクリーン面に到達し
ないような構成としなければならない。これを光学部材
の相対配置をもって除去する場合には、例えば基準平面
を被検面に対して２倍以上のサイズに設定する手法が有
効である。直角二等辺三角形プリズムを用いたこの従来
構成例では、基準平面を大きくするためにプリズム自体
も非常に大きく重いものとなってしまうことが問題とな
っている。
【０００９】また、コリメータレンズから被検面に向か
う光束は被検面への入射光と参照光部分をカバーしなけ
ればならないものであるが、直角二等辺三角形プリズム
を用いたこの従来構成例ではプリズム入射面への入射角
が小さいために、光束径の大きい平行光束を入射させる
ことが必要となる。そのため、コリメータレンズも大き
くなり干渉計全体が大型化してしまうことも問題であ
る。さらに、プリズムの基準平面において内部反射した
光束が干渉光と同一方向に射出され、スクリーン上にお
いてこの内部反射光に基づくノイズが重畳されてしまう
という問題がある。
う光束は被検面への入射光と参照光部分をカバーしなけ
ればならないものであるが、直角二等辺三角形プリズム
を用いたこの従来構成例ではプリズム入射面への入射角
が小さいために、光束径の大きい平行光束を入射させる
ことが必要となる。そのため、コリメータレンズも大き
くなり干渉計全体が大型化してしまうことも問題であ
る。さらに、プリズムの基準平面において内部反射した
光束が干渉光と同一方向に射出され、スクリーン上にお
いてこの内部反射光に基づくノイズが重畳されてしまう
という問題がある。
【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、被検面への入射角が大きく縞感度が緩
い斜入射干渉計において、干渉ノイズを低減するととも
に、光学系の小型化が可能で、干渉計装置の軽量小型化
を可能とする斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた
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。
たものであって、被検面への入射角が大きく縞感度が緩
い斜入射干渉計において、干渉ノイズを低減するととも
に、光学系の小型化が可能で、干渉計装置の軽量小型化
を可能とする斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた
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】本発明に係る斜入射干渉
計用光学系は、可干渉性を有する光を射出する光源と、
この光を平行光線束とするコリメータレンズと、この光
線束が入射する入射面と、この入射面から入射した該光
線束が斜入射する基準平面を有する基準原器と、前記基
準平面から射出され該基準平面と対向配置された被検面
で反射された前記光線束と、前記基準平面で内面反射し
た該光線束とにより生成される干渉縞が投影されること
がスクリーン部とを備えた斜入射干渉計用光学系におい
て、該基準原器の該入射面と該基準平面とのなす角が10
°〜30°の範囲に設定されていることを特徴とするもの
である。
計用光学系は、可干渉性を有する光を射出する光源と、
この光を平行光線束とするコリメータレンズと、この光
線束が入射する入射面と、この入射面から入射した該光
線束が斜入射する基準平面を有する基準原器と、前記基
準平面から射出され該基準平面と対向配置された被検面
で反射された前記光線束と、前記基準平面で内面反射し
た該光線束とにより生成される干渉縞が投影されること
がスクリーン部とを備えた斜入射干渉計用光学系におい
て、該基準原器の該入射面と該基準平面とのなす角が10
°〜30°の範囲に設定されていることを特徴とするもの
である。
【００１２】また、前記基準原器が、前記スクリーン部
を付設した射出面を備えていることが好ましい。また、
前記基準平面と前記スクリーン部とが平行に形成されて
いることが好ましい。また、前記基準原器はプリズムか
らなることが好ましい。
を付設した射出面を備えていることが好ましい。また、
前記基準平面と前記スクリーン部とが平行に形成されて
いることが好ましい。また、前記基準原器はプリズムか
らなることが好ましい。
【００１３】本発明に係る装置は、前記斜入射干渉系用
光学系を備えてなることを特徴とするものである。ま
た、前記射出面に正対させたカメラにより前記スクリー
ン部に投影された干渉縞を観察するように構成されてな
ることが好ましい。また、前記入射面に入射する前記光
線束の入射角を変化させる光路変向手段を備えているこ
とが好ましい。
光学系を備えてなることを特徴とするものである。ま
た、前記射出面に正対させたカメラにより前記スクリー
ン部に投影された干渉縞を観察するように構成されてな
ることが好ましい。また、前記入射面に入射する前記光
線束の入射角を変化させる光路変向手段を備えているこ
とが好ましい。
【００１４】
【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。図１は、本実施形態に係
る平面度測定装置１０を示す側面図である。この斜入射
干渉計装置１０は、光の干渉作用によって形成される干
渉縞を利用して被検体２の被検面２ａの表面形状を測定
する装置であって、可干渉性を有する光を射出する半導
体レーザ光源１１と、この光を平行光線束とするコリメ
ータレンズ１４と、被検面２ａと対向配置された基準平
面１６ａを有する透明ガラス製の基準原器１６と、干渉
縞が投影されるスクリーン１８とを備えた斜入射干渉計
用光学系、ならびにＴＶカメラ１９から構成されてい
る。
図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係
る平面度測定装置１０を示す側面図である。この斜入射
干渉計装置１０は、光の干渉作用によって形成される干
渉縞を利用して被検体２の被検面２ａの表面形状を測定
する装置であって、可干渉性を有する光を射出する半導
体レーザ光源１１と、この光を平行光線束とするコリメ
ータレンズ１４と、被検面２ａと対向配置された基準平
面１６ａを有する透明ガラス製の基準原器１６と、干渉
縞が投影されるスクリーン１８とを備えた斜入射干渉計
用光学系、ならびにＴＶカメラ１９から構成されてい
る。
【００１５】この基準原器１６は、基準平面１６ａと、
この基準平面１６ａに対して10°〜30°（角度α）の鋭
角をなすように形成された入射面１６ｂと、基準平面１
６ａと平行に形成された射出面１６ｃとを備えている。
この基準平面１６ａに対して10°〜30°（角度α）の鋭
角をなすように形成された入射面１６ｂと、基準平面１
６ａと平行に形成された射出面１６ｃとを備えている。
【００１６】また、この基準原器１６は、基準平面１６
ａが、図示しない被検体ホルダ上に固定保持された被検
体２の被検面２ａとわずかな空気間隔を隔てて対向する
ように配置され、半導体レーザ光源１２およびコリメー
タレンズ１４は、この半導体レーザ光源１１から射出さ
れコリメータレンズ１４により平行光とされた可干渉光
線束Ａが、入射面１６ｂに斜め方向から入射するように
配置されてなる。また、射出面１６ｃには砂ずり処理が
施されており、これにより該射出面１６ｃに入射する光
を乱反射させるスクリーン１８として機能するようにな
っている。
ａが、図示しない被検体ホルダ上に固定保持された被検
体２の被検面２ａとわずかな空気間隔を隔てて対向する
ように配置され、半導体レーザ光源１２およびコリメー
タレンズ１４は、この半導体レーザ光源１１から射出さ
れコリメータレンズ１４により平行光とされた可干渉光
線束Ａが、入射面１６ｂに斜め方向から入射するように
配置されてなる。また、射出面１６ｃには砂ずり処理が
施されており、これにより該射出面１６ｃに入射する光
を乱反射させるスクリーン１８として機能するようにな
っている。
【００１７】本実施形態に係る平面度測定装置１０にお
いては、入射面１６ｂに斜めに入射した可干渉光線束Ａ
は、その一部が基準平面１６ａで内面反射する可干渉光
線束Ｂ（参照光）となり、残りは、基準平面１６ａから
外部へ射出して被検面２ａで反射した後、基準平面１６
ａに再入射する可干渉光線束Ｃ（物体光）となる。これ
ら可干渉光線束Ｂおよび可干渉光線束Ｃの一部は互いに
干渉し、その光路差に応じた干渉縞がスクリーン１８に
投影される。
いては、入射面１６ｂに斜めに入射した可干渉光線束Ａ
は、その一部が基準平面１６ａで内面反射する可干渉光
線束Ｂ（参照光）となり、残りは、基準平面１６ａから
外部へ射出して被検面２ａで反射した後、基準平面１６
ａに再入射する可干渉光線束Ｃ（物体光）となる。これ
ら可干渉光線束Ｂおよび可干渉光線束Ｃの一部は互いに
干渉し、その光路差に応じた干渉縞がスクリーン１８に
投影される。
【００１８】そして、このスクリーン１８の図示上方に
テレビカメラ１９等の撮像手段を配設することにより、
干渉縞の全体像を観察し、また、記録することも可能で
ある。なお、撮像手段を設ける代わりにスクリーン１８
を直接観察することも可能である。
テレビカメラ１９等の撮像手段を配設することにより、
干渉縞の全体像を観察し、また、記録することも可能で
ある。なお、撮像手段を設ける代わりにスクリーン１８
を直接観察することも可能である。
【００１９】次に、本実施形態の作用効果について説明
する。本実施形態のように、入射面１６ｂと基準平面１
６ａのなす角（角度α）を10°〜30°の範囲に設定する
ことにより、図７（ｂ）、（ｃ）のような不正干渉ノイ
ズを防止しつつプリズムサイズを小さくすることができ
る。すなわち、干渉ノイズについては、入射面１６ｂと
基準平面１６ａが所定の角度を有することにより入射面
１６ｂの表面反射による不正干渉を防止するとともに、
基準平面１６ａが被検面２ａに対して２倍以上のサイズ
となるようにして、被検面２ａと基準平面１６ａとの多
重反射光による干渉ノイズを除去している。そして、角
度αを10°〜30°の範囲に設定することにより、基準平
面１６ａが被検面２ａに対して２倍以上のサイズであっ
ても、プリズムサイズは、直角二等辺三角形プリズムを
用いた場合に比べ、小さく軽量なものとすることができ
る。
する。本実施形態のように、入射面１６ｂと基準平面１
６ａのなす角（角度α）を10°〜30°の範囲に設定する
ことにより、図７（ｂ）、（ｃ）のような不正干渉ノイ
ズを防止しつつプリズムサイズを小さくすることができ
る。すなわち、干渉ノイズについては、入射面１６ｂと
基準平面１６ａが所定の角度を有することにより入射面
１６ｂの表面反射による不正干渉を防止するとともに、
基準平面１６ａが被検面２ａに対して２倍以上のサイズ
となるようにして、被検面２ａと基準平面１６ａとの多
重反射光による干渉ノイズを除去している。そして、角
度αを10°〜30°の範囲に設定することにより、基準平
面１６ａが被検面２ａに対して２倍以上のサイズであっ
ても、プリズムサイズは、直角二等辺三角形プリズムを
用いた場合に比べ、小さく軽量なものとすることができ
る。
【００２０】さらに、角度αを10°〜30°の範囲に設定
することにより、入射面１６ｂの表面反射による不正干
渉や、被検面２ａと基準平面１６ａとの多重反射光によ
る干渉ノイズを防ぐことに加え、プリズム内部での多重
反射によるノイズ除去もできる。
することにより、入射面１６ｂの表面反射による不正干
渉や、被検面２ａと基準平面１６ａとの多重反射光によ
る干渉ノイズを防ぐことに加え、プリズム内部での多重
反射によるノイズ除去もできる。
【００２１】すなわち図３に示すとおり、入射面６ｂと
基準平面６ａのなす角を10°〜30°の範囲に設定するこ
とにより、基準平面６ａでプリズム６内部に反射された
のち入射面６ｂで再反射されるノイズ光Ｄは、干渉縞の
射出面６ｃから射出されないので、干渉縞観察に悪影響
を及ぼさない。なお、図３（ａ）は入射面１６ｂと基準
平面１６ａのなす角が20°、（ｂ）はこの角が30°、
（ｃ）はこの角が10°の場合にノイズ光が進む方向を示
している。
基準平面６ａのなす角を10°〜30°の範囲に設定するこ
とにより、基準平面６ａでプリズム６内部に反射された
のち入射面６ｂで再反射されるノイズ光Ｄは、干渉縞の
射出面６ｃから射出されないので、干渉縞観察に悪影響
を及ぼさない。なお、図３（ａ）は入射面１６ｂと基準
平面１６ａのなす角が20°、（ｂ）はこの角が30°、
（ｃ）はこの角が10°の場合にノイズ光が進む方向を示
している。
【００２２】図４は、この角度が本実施形態の範囲を超
えている場合のノイズ光の様子を示している。図４
（ａ）はこの角度が45°の場合であり、このように角度
が30°を超えると、基準平面６ａでプリズム６内部に反
射されたのち入射面６ｂで再反射され、射出面６ｃに達
するノイズ光Ｄが、干渉縞と同様に射出面６ｃから射出
されるため、射出面６ｃにスクリーンを設けた場合にノ
イズ光Ｄの悪影響を受ける虞がある。
えている場合のノイズ光の様子を示している。図４
（ａ）はこの角度が45°の場合であり、このように角度
が30°を超えると、基準平面６ａでプリズム６内部に反
射されたのち入射面６ｂで再反射され、射出面６ｃに達
するノイズ光Ｄが、干渉縞と同様に射出面６ｃから射出
されるため、射出面６ｃにスクリーンを設けた場合にノ
イズ光Ｄの悪影響を受ける虞がある。
【００２３】また、上述したように基準平面６ａは被検
面２ａに対して２倍以上のサイズが求められ、入射面６
ｂも所定の入射光束径に対応するサイズが必要なことか
ら、角度が30°を超えるとプリズムサイズが大きくなり
重量化も避けられない。
面２ａに対して２倍以上のサイズが求められ、入射面６
ｂも所定の入射光束径に対応するサイズが必要なことか
ら、角度が30°を超えるとプリズムサイズが大きくなり
重量化も避けられない。
【００２４】また、図４（ｂ）はこの角度が５°の場合
であり、このように角度を10°未満にすると、基準平面
６ａでプリズム６内部に反射されたのち入射面６ｂで再
反射され、再び基準平面６ａで反射されたのち射出面６
ｃに達するノイズ光Ｄが、干渉縞と同様に射出面６ｃか
ら射出されるため、射出面６ｃにスクリーンを設けた場
合にノイズ光Ｄの悪影響を受ける虞がある。
であり、このように角度を10°未満にすると、基準平面
６ａでプリズム６内部に反射されたのち入射面６ｂで再
反射され、再び基準平面６ａで反射されたのち射出面６
ｃに達するノイズ光Ｄが、干渉縞と同様に射出面６ｃか
ら射出されるため、射出面６ｃにスクリーンを設けた場
合にノイズ光Ｄの悪影響を受ける虞がある。
【００２５】また、被検面２ａへの入射角を変えないと
すれば、プリズム１６の入射面１６ｂと基準平面１６ａ
のなす角を10°〜30°とした場合は、直角二等辺三角形
プリズムを用いた場合（α＝45°）に比べ、入射面１６
ｂにおける屈折力を大きくすることができる。それによ
り、必要なコリメート光束幅が小さくなるので、コリメ
ートレンズ１４を小さくすることができる。これにより
レンズおよび装置の小型化、軽量化を図ることができ
る。
すれば、プリズム１６の入射面１６ｂと基準平面１６ａ
のなす角を10°〜30°とした場合は、直角二等辺三角形
プリズムを用いた場合（α＝45°）に比べ、入射面１６
ｂにおける屈折力を大きくすることができる。それによ
り、必要なコリメート光束幅が小さくなるので、コリメ
ートレンズ１４を小さくすることができる。これにより
レンズおよび装置の小型化、軽量化を図ることができ
る。
【００２６】また、スクリーン１８が射出面１６ｃに付
設されていることにより、部材点数を削減し低コスト
化、省スペース化を図ることができる。このスクリーン
１８と基準平面１６ｃとが平行に形成されていることに
より、被検面と相似な形で干渉縞を観察することができ
る。
設されていることにより、部材点数を削減し低コスト
化、省スペース化を図ることができる。このスクリーン
１８と基準平面１６ｃとが平行に形成されていることに
より、被検面と相似な形で干渉縞を観察することができ
る。
【００２７】さらに、本実施形態のように基準原器１６
が、入射面１６ｂ、基準平面１６ａ、および射出面１６
ｃの３つの面を備えたプリズムとされていることによ
り、製造が容易で、かつコストも小さくなるという利点
がある。
が、入射面１６ｂ、基準平面１６ａ、および射出面１６
ｃの３つの面を備えたプリズムとされていることによ
り、製造が容易で、かつコストも小さくなるという利点
がある。
【００２８】つぎに、本実施形態の変形例として、図２
に示す斜入射干渉計装置について説明する。この装置
は、上述した実施形態に示した斜入射干渉計装置と略同
様の構成とされており、同様の作用効果を得ることがで
きる。なお、図２において、上述した実施形態と同様の
部材には同一の符号を付している。上述の装置に加えこ
の装置には、コリメータレンズ１４と基準原器１６との
間にミラー１５が配されている。ミラー１５は、図示の
とおり、入射面１６ｂに入射する光線束の入射角を変化
させるように反射面がその下端を中心として所定の角度
だけ回動可能とされている。このようにして入射角を変
化させることにより、干渉縞の感度を可変とすることが
でき、被検面に適した感度により干渉縞を観察すること
が可能となる。また、図２には、必要な平行光線束を得
るために、光源１１とコリメータレンズ１４との間に集
光レンズ１２およびピンホール１３が示されている。
に示す斜入射干渉計装置について説明する。この装置
は、上述した実施形態に示した斜入射干渉計装置と略同
様の構成とされており、同様の作用効果を得ることがで
きる。なお、図２において、上述した実施形態と同様の
部材には同一の符号を付している。上述の装置に加えこ
の装置には、コリメータレンズ１４と基準原器１６との
間にミラー１５が配されている。ミラー１５は、図示の
とおり、入射面１６ｂに入射する光線束の入射角を変化
させるように反射面がその下端を中心として所定の角度
だけ回動可能とされている。このようにして入射角を変
化させることにより、干渉縞の感度を可変とすることが
でき、被検面に適した感度により干渉縞を観察すること
が可能となる。また、図２には、必要な平行光線束を得
るために、光源１１とコリメータレンズ１４との間に集
光レンズ１２およびピンホール１３が示されている。
【００２９】なお、本実施形態においては種々の態様の
変更が可能である。例えば、本実施形態においては、射
出面１６ｃに、砂ずり処理を施すことによりスクリーン
１８を形成するように構成されているが、それ以外の粗
面加工を施すことによってスクリーン１８を形成するよ
うにしてもよい。
変更が可能である。例えば、本実施形態においては、射
出面１６ｃに、砂ずり処理を施すことによりスクリーン
１８を形成するように構成されているが、それ以外の粗
面加工を施すことによってスクリーン１８を形成するよ
うにしてもよい。
【００３０】さらに、この射出面１６ｃ上にスクリーン
板が配置されていてもよく、射出面１６ｃを粗面加工し
た後もしくは射出面１６ｃの平面度を高く維持したま
ま、蒸着法（あるいはスパッタリング法）によりアルミ
ニウム等の金属薄膜を半透明状態となる程度の厚さに形
成してもよい。
板が配置されていてもよく、射出面１６ｃを粗面加工し
た後もしくは射出面１６ｃの平面度を高く維持したま
ま、蒸着法（あるいはスパッタリング法）によりアルミ
ニウム等の金属薄膜を半透明状態となる程度の厚さに形
成してもよい。
【００３１】また、本実施形態のように射出面１６ｃに
スクリーン１８を形成する代わりに、射出面１６ｃは平
滑面で形成する一方、該射出面１６ｃと所定間隔をおい
て該射出面１６ｃから射出する可干渉光線束Ｂおよび可
干渉光線束Ｃの光路上に光拡散処理が施された部材から
なるスクリーンを配置するようにしてもよい。
スクリーン１８を形成する代わりに、射出面１６ｃは平
滑面で形成する一方、該射出面１６ｃと所定間隔をおい
て該射出面１６ｃから射出する可干渉光線束Ｂおよび可
干渉光線束Ｃの光路上に光拡散処理が施された部材から
なるスクリーンを配置するようにしてもよい。
【００３２】また、干渉縞の明るさが不十分な場合に
は、上述したスクリーンを、観察方向に指向性を持たせ
たホログラム面あるいはフレネル面により形成するよう
にしてもよい。
は、上述したスクリーンを、観察方向に指向性を持たせ
たホログラム面あるいはフレネル面により形成するよう
にしてもよい。
【００３３】また、本実施形態においては、光源１１と
して半導体レーザ光源を用いているが、この光源１１と
しては適度に干渉性のある光線束を射出する光源であれ
ばよく、例えば水銀灯やＬＥＤ等を用いるようにしても
よい。
して半導体レーザ光源を用いているが、この光源１１と
しては適度に干渉性のある光線束を射出する光源であれ
ばよく、例えば水銀灯やＬＥＤ等を用いるようにしても
よい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る斜入射
干渉計用光学系によれば、被検面への入射角が大きく縞
感度が緩い斜入射干渉計において、基準原器の入射面と
基準平面のなす角を所定の範囲とすることにより、干渉
ノイズを低減するとともに、光学系の小型化が可能で、
干渉計装置の軽量小型化を可能とする斜入射干渉計用光
学系およびこれを用いた装置を得ることができる。
干渉計用光学系によれば、被検面への入射角が大きく縞
感度が緩い斜入射干渉計において、基準原器の入射面と
基準平面のなす角を所定の範囲とすることにより、干渉
ノイズを低減するとともに、光学系の小型化が可能で、
干渉計装置の軽量小型化を可能とする斜入射干渉計用光
学系およびこれを用いた装置を得ることができる。
【図１】本発明の実施形態に係る斜入射干渉計用光学系
を用いた斜入射干渉計装置を示す側面図
を用いた斜入射干渉計装置を示す側面図
【図２】図１に表された実施形態の変形例を示す側面図
【図３】本発明の実施形態に係る斜入射干渉計用光学系
においての繰り返しによる不正反射によるノイズ光が射
出面に達しないことを説明する図
においての繰り返しによる不正反射によるノイズ光が射
出面に達しないことを説明する図
【図４】本発明の実施形態の範囲を超えた斜入射干渉計
用光学系において不正反射の繰り返しによるノイズ光が
射出面に達することを説明する図
用光学系において不正反射の繰り返しによるノイズ光が
射出面に達することを説明する図
【図５】平行平面板を用いた従来例を示す側面図
【図６】直角二等辺三角形プリズムを用いた従来例を示
す側面図
す側面図
【図７】（ａ）正規光による干渉の原理を示す図 （ｂ）、（ｃ）従来例において問題となっていた不正干
渉の原理を示す図
渉の原理を示す図
２ 被検体 ２ａ 被検面 １０ 斜入射干渉計装置 １１、１１１、２１１ 半導体レーザ光源（光源） １２ 集光レンズ １３ ピンホール １４、１１４、２１４ コリメータレンズ １５、１１５ ミラー １６ プリズム １１６ 基準板 ２１６ 直角二等辺三角形プリズム ６ａ、１６ａ、１１６ａ、２１６ａ 基準平面 ６ｂ、１６ｂ 入射面 ６ｃ、１６ｃ 射出面 １８、１１８、２１８ スクリーン １９、２１９ ＴＶカメラ １１９ 観察者 Ａ 可干渉光線束 Ｂ 可干渉光線束（参照光） Ｃ 可干渉光線束（物体光） Ｄ 可干渉光線束（ノイズ光）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA09 BB07 CC03 FF02 GG00 GG13 GG14 HH03 JJ01 2F065 AA47 AA50 DD04 FF51 GG06 HH02 HH12 JJ03 JJ09 JJ14 JJ26 LL09 LL12 LL30 LL49 QQ32
Claims (7)
- 【請求項１】 可干渉性を有する光を射出する光源と、 この光を平行光線束とするコリメータレンズと、 この光線束が入射する入射面と、この入射面から入射し
た該光線束が斜入射する基準平面を有する基準原器と、 前記基準平面から射出され該基準平面と対向配置された
被検面で反射された前記光線束と、前記基準平面で内面
反射した該光線束とにより生成される干渉縞が投影され
るスクリーン部とを備えた斜入射干渉計用光学系におい
て、 該基準原器の該入射面と該基準平面とのなす角が10°〜
30°の範囲に設定されていることを特徴とする斜入射干
渉計用光学系。 - 【請求項２】 前記基準原器が、前記スクリーン部を付
設した射出面を備えていることを特徴とする請求項１記
載の斜入射干渉計用光学系。 - 【請求項３】 前記基準平面と前記スクリーン部とが平
行に形成されていることを特徴とする請求項２記載の斜
入射干渉計用光学系。 - 【請求項４】 前記基準原器がプリズムからなることを
特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の斜入
射干渉計用光学系。 - 【請求項５】 請求項１〜４のうちいずれか１項記載の
斜入射干渉系用光学系を備えてなることを特徴とする装
置。 - 【請求項６】 前記射出面に正対させたカメラにより前
記スクリーン部に投影された干渉縞を観察するように構
成されてなることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記入射面に入射する前記光線束の入射
角を変化させる光路変向手段を備えたことを特徴とする
請求項５または６記載の装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002626A JP2001194132A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた装置 |
| US09/737,753 US6570661B2 (en) | 2000-01-11 | 2000-12-18 | Optical system for oblique incidence interferometer and apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000002626A JP2001194132A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194132A true JP2001194132A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18531711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000002626A Withdrawn JP2001194132A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 斜入射干渉計用光学系およびこれを用いた装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6570661B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001194132A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7499178B2 (en) | 2006-06-30 | 2009-03-03 | Mitutoyo Corporation | Oblique incidence interferometer |
| WO2010147252A1 (ko) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | 주식회사 쎄미시스코 | 유리기판의 불균일도 검사장치 |
| TWI396824B (zh) * | 2010-03-02 | 2013-05-21 | Witrins S R O | 用於光學測量產品表面之方法及器件 |
| RU210617U1 (ru) * | 2021-10-15 | 2022-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Опто-Технологическая Лаборатория" (ООО "Опто-ТЛ") | Устройство для измерения плоскостности полированных плоскопараллельных пластин |
| US20230400670A1 (en) * | 2020-09-24 | 2023-12-14 | Apple Inc. | Optical system for telephoto cameras |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102147239B (zh) * | 2011-01-11 | 2012-09-26 | 华中科技大学 | 一种无衍射栅型结构光条纹投影系统及其方法 |
| DE102012018534A1 (de) * | 2012-09-19 | 2014-03-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ebenheit und/oder Parallelität zweier einander zugewandter Flächen |
| JP6387281B2 (ja) * | 2014-10-09 | 2018-09-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｏｃｔ装置用光検出モジュール及びｏｃｔ装置 |
| US11761750B1 (en) * | 2022-02-25 | 2023-09-19 | Utah State University Space Dynamics Laboratory | Multi-environment Rayleigh interferometer |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS604401B2 (ja) * | 1975-01-21 | 1985-02-04 | コニカ株式会社 | 干渉装置 |
| US4325637A (en) * | 1980-06-02 | 1982-04-20 | Tropel, Inc. | Phase modulation of grazing incidence interferometer |
| JPS60209106A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 平面度検査装置 |
| JP4213800B2 (ja) * | 1998-12-09 | 2009-01-21 | 株式会社ニデック | 斜入射干渉計 |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000002626A patent/JP2001194132A/ja not_active Withdrawn
- 2000-12-18 US US09/737,753 patent/US6570661B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7499178B2 (en) | 2006-06-30 | 2009-03-03 | Mitutoyo Corporation | Oblique incidence interferometer |
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| TWI396824B (zh) * | 2010-03-02 | 2013-05-21 | Witrins S R O | 用於光學測量產品表面之方法及器件 |
| US20230400670A1 (en) * | 2020-09-24 | 2023-12-14 | Apple Inc. | Optical system for telephoto cameras |
| RU210617U1 (ru) * | 2021-10-15 | 2022-04-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Опто-Технологическая Лаборатория" (ООО "Опто-ТЛ") | Устройство для измерения плоскостности полированных плоскопараллельных пластин |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010007502A1 (en) | 2001-07-12 |
| US6570661B2 (en) | 2003-05-27 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |