JP2002054910A - 表面性状測定器 - Google Patents

表面性状測定器

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JP2002054910A JP2000239286A JP2000239286A JP2002054910A JP 2002054910 A JP2002054910 A JP 2002054910A JP 2000239286 A JP2000239286 A JP 2000239286A JP 2000239286 A JP2000239286 A JP 2000239286A JP 2002054910 A JP2002054910 A JP 2002054910A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体の表面性状の測定を効率よく行う表面
性状測定器を提供する。 【解決手段】 移動可能に設置されたダイアモンド圧子
16の先端部に光を照射する。その反射光をレンズ46
により集光し、フォトセンサ42で観測することにより
先端部17の曲率半径を測定する。一方、先端部17か
らの反射光と参照体66からの反射光との干渉縞をCC
Dカメラ44にて観測することにより先端部の表面性状
を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表面性状測定器に関
し、特に曲率を有する表面を備えた被検体の表面性状を
測定する表面性状測定器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、被検体表面の粗さ、うねり、形状
等の表面性状を測定するために様々な光学機器が利用さ
れている。代表的なものは、着目している被検体の表面
部分に対して参照面を用意し、前記表面部分と参照面か
らの反射光により生成される干渉縞により着目している
被検体の表面性状を測定するものである。
【0003】一例として、機械部品等の硬度測定に使用
されるダイアモンド圧子の形状測定があげられる。ロッ
クウエル硬さ試験機はダイアモンド圧子を試験体に押し
込み、そのくぼみの深さにより試験体の硬度を測定する
ものである。圧入されるダイアモンド圧子の形状は頂角
120°の円錐形状で、その先端部分を曲率半径0.2
mmの球面に加工したものが使用される。しかしなが
ら、円錐形状の頂角及び曲率半径の誤差は硬度測定の結
果に大きく影響するため、硬度測定を行う前にそれらの
誤差を正確に見積もる必要がある。
【0004】円錐形状の頂角の測定装置としてはリンニ
ク(Linnik)顕微干渉光学系(計量研究所報告 Vo
l.18,No.4,87p)等が知られており、この
装置により参照平面と円錐の母線との干渉縞に基づいて
頂角を求めている。
【0005】先端球面の曲率半径の測定に関しては、干
渉計を用いた方法以外に、例えば計量研究所報告( V
ol.18,No.4,79p )に示されている顕微
コリメータ法が知られている。顕微コリメータ法は、球
面の先端と曲率中心とに光源の像を結像した場合に観察
される光量がピークになることを利用したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ダイアモンド圧子の測定においては曲率半径と円錐形状
の頂角の測定に対してそれぞれ別個の装置を使用しなけ
ればならなかった。それゆえ、測定毎に新たにダイアモ
ンド圧子を各々の装置にセッティングしなければならな
いこと、また、測定毎にそのセッティング誤差を評価し
なければならない等、段取りや測定にかなりの時間を要
するという問題があった。
【0007】本発明は上記課題を鑑みてなされたもので
あり、その目的は被検体の表面性状の測定を効率よく行
う表面性状測定器を提供することにある。
【0008】また別の目的は、硬度測定に用いられる圧
子の表面性状測定に適した表面性状測定器を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明は曲率を有する表面を備え、移動可能に設
置された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器に
おいて、光源からの光により照射された前記被検体と参
照体からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光
学系と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測
定を行う表面性状測定部と、前記被検体からの反射光を
集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させて前
記集光光学系により集光された光の変化に基づいて前記
被検体の曲率半径測定を行う曲率半径測定部と、を含む
ことを特徴とする。
【0010】上記構成によれば本発明に係る表面性状測
定器により被検体の表面性状を測定できるとともに曲率
を有する被検体の曲率部分の曲率半径を測定できる。
【0011】ここで、曲率を有する表面とは被検体の表
面の一部で近似的に球面の一部とみなせるものをいう。
また表面性状とは、被検体の表面の粗さ、うねり、形状
等の表面に関する情報を意味する。
【0012】望ましくは、前記集光光学系と前記干渉光
学系とにおける被検体への照射光路を一致させることを
特徴とする。上記構成によれば、例えば被検体のセッテ
ィングに係る誤差、光学系の部品点数等を軽減できる。
【0013】また、望ましくは前記参照体は参照体切換
手段により切換可能な複数の参照体を含むことを特徴と
する。上記構成によれば、測定する被検体の表面性状に
応じて参照体を切換えることにより高精度の測定ができ
る。
【0014】また、望ましくは前記被検体の曲率半径測
定と表面性状測定とを切換える測定切換部を含むことを
特徴とする。上記構成によれば、曲率半径測定と表面性
状測定を独立して行うことができる。
【0015】また、望ましくは前記被検体は、その被検
体の軸を中心として回転可能に設置されていることを特
徴とする。
【0016】また、望ましくは前記被検体は照射光の光
軸に直交する軸を中心として回転可能に設置されている
ことを特徴とする。上記構成によれば、被検体を回転す
ることができるので、被検体の表面の広い範囲に対して
表面性状を測定できる。
【0017】さらに望ましくは 前記被検体はさらに円
錐形状を備え、前記表面性状測定部は前記被検体の回転
にともなう干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の頂角
を測定することを特徴とする。上記構成によれば前記円
錐形状の頂角を測定することができる。
【0018】本発明の一態様では先端部が球面形状の一
部を有し、基部に円錐形状を備え、移動可能に設置され
た被検体の表面性状を測定する表面性状測定器におい
て、光源からの光により照射された前記被検体と参照体
からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系
と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を
行う表面性状測定部と、前記被検体の先端部からの反射
光を集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させ
て前記集光光学系により集光された光の変化に基づいて
前記被検体の先端部の曲率半径測定を行う曲率半径測定
部と、を含み、前記表面性状測定部は、前記被検体への
照射光の光軸と直交する軸を中心とした前記被検体の回
転にともなう干渉縞の変化に応じて前記円錐形状の頂角
を測定することを特徴とする。
【0019】上記構成によれば先端部が球面形状の一部
を有し、基部に円錐形状を備えた被検体の先端部の曲率
半径と円錐形状の頂角を測定することができる。
【0020】本発明の別の一態様では先端部が球面形状
の一部を有し、基部に円錐形状を備え、移動可能に設置
された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器にお
いて、光源からの光により照射された前記被検体と参照
体からの各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学
系と、前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定
を行う表面性状測定部と、を含み、前記参照体は参照体
切換部により切換可能な参照平面と参照球とを備え、前
記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と直
交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう前記
参照平面との干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の頂
角を測定し、且つ前記参照球との干渉縞に基づいて前記
球面形状の一部の表面性状を測定することを特徴とす
る。
【0021】上記構成によれば、先端部が球面形状の一
部を有し、基部に円錐形状を備えた被検体の先端部の曲
率半径の表面性状と円錐形状の頂角を測定することがで
きる。
【0022】さらに望ましくは、前記被検体からの反射
光を集光する集光光学系と、前記被検体を並進移動させ
て前記集光光学系により集光された光の変化に基づいて
前記被検体の曲率半径測定を行う曲率半径測定部と、を
更に含むことを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)を図面に従って説明する。本実施形態
に係る表面性状測定器は、被検体として用いられるロッ
クウエルダイアモンド圧子の円錐形状の先端部分の曲率
半径、先端部分の表面性状、及び円錐形状の頂角を測定
する目的に使用される。
【0024】図1は、集光光学系である顕微コリメータ
光学系を使用して、ロックウエルダイアモンド圧子の先
端部分の曲率半径を測定する場合の表面性状測定器10
の構成図である。
【0025】まず、ピンホール12からの出射光は被検
体側対物レンズ14によって集光されダイアモンド圧子
16の先端部17に照射される。
【0026】ピンホール12からの出射光は前段に設け
られた光ファイバ18からのものであり、光ファイバ1
8による光は光アイソレータ19を挟むレンズ20、2
2により集光され、その後、回転拡散板24により拡散
される。光アイソレータ19は偏光板19aとλ/4波
長板19bとから構成されており、光アイソレータ19
を回転させることにより光量の調節が行える。また回転
拡散板24は干渉ノイズ軽減のために設けられる。拡散
された光はレンズ26、28によってピンホール12に
集光され、その後、レンズ30により平行光束となりビ
ームスプリッタ32に入射する。ビームスプリッタ32
により反射された光束は被検体側対物レンズ14によっ
てダイアモンド圧子16の先端部17に集光される。
【0027】次に、ダイアモンド圧子16の先端部17
により反射された光は、被検体側対物レンズ14に戻
り、レンズ36によりフォトセンサ42に集光され、更
にレンズ38、40によりCCDカメラ44に集光され
る。
【0028】その際、被検体側対物レンズ14からの光
束はビームスプリッタ46により分割され、一方はレン
ズ36によってピンホール48に集光された後、フォト
センサ42にて検出される。検出光は電気信号に変化さ
れ解析部50(図8参照)に送られる。分割されたもう
一方の光束はレンズ38及びレンズ40により集光され
CCDカメラ44にて測定される。
【0029】図2(a)はダイアモンド圧子16の側面
図であり、図2(b)はダイアモンド圧子16の先端部
17の一部(図2(a)点線囲部)を拡大した図であ
る。先端部17は円錐形状を備え、その先端部17aは
所定の曲率半径をもつ球面の一部となるように加工され
ている。円錐形状の頂角は略120°であり、曲率半径
は略0.2mmである。
【0030】図1にもどって、ダイアモンド圧子16は
インチワームモータ52により被検体への照射光の光軸
方向に並進移動(図1中矢印方向参照)可能である。図
3はダイアモンド圧子の並進移動にともない、フォトセ
ンサ42で検出される光量が変化することを示した図で
ある。図3(a)において、縦軸はダイアモンド圧子1
6の頂点17b(図2(b)参照)の位置を、横軸はフ
ォトセンサ42が検出する光の強度を表わす。図3
(b)は被検体側対物レンズ14により集光された光が
ダイアモンド圧子16の先端部17aに結像される様子
が示されている。照射光が被検体側対物レンズ14内部
のレンズ14aにより、ダイアモンド圧子16の頂点1
7bに結像する配置の場合(図3(a)中、X1の位置
に頂点17bがある場合)、頂点17bで反射された光
は、先端部が理想的な球面形状であると仮定すると全て
レンズ14aに戻るため、フォトセンサ42により観測
される光強度はその位置で極大となり、第一のピークP
1として現れる(図3(a)参照)。次に、ダイアモン
ド圧子16をレンズ14a側に向けて移動すると(図3
(b)矢印参照)、光の強度は一旦減少するが極小点を
経た後、再び上昇し始め、照射光が曲率中心17cで結
像する配置(図3(a)中、X2の位置に頂点17bが
ある場合)において第二のピークP2を持つ(図3
(a)参照)。これは、レンズ14aから入射してきた
光線が入射方向と逆向きに反射(正反射)されるためで
ある。
【0031】ピークP1とP2間の距離を図1のリニア
エンコーダ54を使用して精密測定することにより、先
端部17aの曲率半径の値を測定することができる。
【0032】図1にもどって、虹彩絞り56は可変であ
り、ダイアモンド圧子16の先端部17aの曲率を有す
る部分の大きさに応じて開口数を調整することが可能で
あり、本実施形態においては最大0.65に設定可能で
ある。
【0033】また、ビームスプリッタ32により分割さ
れた光のうち参照体側対物レンズ58に向かう光束はシ
ャッタ60により遮光されている。また、シャッタ60
は入射する光束が反射されて被検体側対物レンズ14か
らの光束と干渉しない様に吸収効率の高い材質で構成さ
れる。後述するように、干渉光学系により圧子の表面性
状を測定する場合は、このシャッタ60は開いて使用さ
れる。
【0034】すなわち、シャッタ60は曲率半径測定用
の集光光学系と表面性状測定用の干渉光学系の測定を切
換える役割の一部を果たしている。
【0035】図4は、参照球面を利用したリンニク顕微
干渉光学系を使用して、ダイアモンド圧子16の先端部
17aの表面性状を測定する場合の表面性状測定器10
の構成を示す。
【0036】図中鎖線で囲まれた部分は、曲率半径測定
に使用された光学機器のうち、表面性状測定には使用さ
れないものである。測定方法を切換える際に、測定用途
に応じて光学機器の配置を変更すること、また前述のシ
ャッタ60の開閉等の操作は手作業で行ってもよいし、
新たに切換操作を制御する機構を設けてもよい。
【0037】なお、干渉光学系においては、シャッタ6
0はすべて開いた状態で使用される。
【0038】光ファイバ18による光がピンホール12
に集束されるまでの過程の説明は図1の説明箇所と重複
するので省略する。
【0039】ピンホール12に集光された光はレンズ3
0により平行光束となり、その後、ビームスプリッタ3
2により二つの光束に分割される。一方は被検体側対物
レンズ14に入射し、ダイアモンド圧子16の先端部1
7に集光される。他方は参照体側対物レンズ58に入射
し参照球の表面上に集光される。
【0040】ダイアモンド圧子16の先端部17への照
射光は被検体側対物レンズ14側へ反射され、参照球へ
の照射光は参照体側対物レンズ58側へ反射される。ビ
ームスプリッタ32を通過した被検体側対物レンズ14
からの光束と、ビームスプリッタ32により反射された
参照体側対物レンズ58からの光束はレンズ62、64
を通過した後、それらによる干渉縞がCCDカメラ44
により観測される。
【0041】図5(a)には参照体66の側面図が示さ
れており、図5(b)には参照体66の正面図が示され
ている。本実施形態においては参照体66は平行平面基
盤68に参照球70を密着したものが使用される。平行
平面基盤68における参照球70の取付側の平面は、後
述するようにダイアモンド圧子16における先端部17
の円錐形状の頂角を測定する場合に参照平面72として
使用される。ダイアモンド圧子16の先端部17aの曲
率半径と参照球70の曲率半径とがわずかに異なれば、
曲率半径の違いに対応した干渉縞がCCDカメラ44に
て観測される。干渉縞を利用して表面性状を測定する方
法としては、フリンジスキャン法(縞走査干渉法)が知
られており、この方法は、図4に示すようにPZT74
により参照体66を照射光軸方向に微少振動させ、それ
にともなう干渉縞の変化を利用し、先端部17aの表面
性状を計測するものである。
【0042】CCDカメラ44で検出された表面性状の
データを解析部50(図8参照)で解析することによ
り、例えば先端部17aの表面のうねり等の表面情報、
先端部17aの各点の曲率等を知ることができる。ま
た、解析部50は各点の曲率に基づいて平均曲率を算出
してもよい。
【0043】図6は、参照平面72を利用したリンニク
顕微干渉光学系を使用して、先端部17の円錐形状の頂
角を測定する場合の表面性状測定器10の構成を示す。
【0044】図中鎖線で囲まれた部分は、前述の参照球
70を用いた表面性状測定に使用されたもので円錐形状
の頂角の測定では使用されない光学機器を示す。測定の
切換操作は手作業で行ってもよいし、新たに切換操作を
制御する機構を設けてもよい。
【0045】光ファイバ18による光がピンホール12
に集束されるまでの過程の説明は図1の説明箇所と重複
するので省略する。
【0046】ピンホール12に集光された光はレンズ3
0により平行光束となり、レンズ31により光束を適宜
集光した後、ビームスプリッタ32により二つの光束に
分割される。一方は被検体側対物レンズ14に入射しダ
イアモンド圧子16の先端部17の円錐形状の母線部1
7d(図2(b)参照)に集光される。他方は参照体側
対物レンズ58に入射し参照平面72に集光される。
【0047】参照体位置調整機構88(図8参照)によ
って、照射対象として参照球70または参照平面72を
選択することができ、参照体選択は参照体66を照射光
軸と交差する方向に移動する手段により行う。
【0048】また、ダイアモンド圧子16は、圧子位置
調整機構86により、照射光軸に直交する軸を中心とし
て回転することができる。従って、先端部17aが照射
されている配置から円錐形状の母線部17dが照射され
るような配置に円滑に移行できる。それゆえ、測定毎に
セッティングする煩雑さを軽減できる。
【0049】ダイアモンド圧子16の母線部17dへの
照射光は被検体側対物レンズ14側へ反射され、参照平
面72への照射光は参照体側対物レンズ58側へ反射さ
れる。
【0050】ビームスプリッタ32を通過した被検体側
対物レンズ14からの光束と、ビームスプリッタ32に
より反射された参照体側対物レンズ58からの光束はレ
ンズ38、40を通過した後、それらによる干渉縞がC
CDカメラ44により観測される。
【0051】CCDカメラ44において観測される干渉
縞は図7(計量研究所報告Vol.18,No.4 第
89頁)に示す様な細長い形状である。干渉縞の延びて
いる方向に等間隔目盛が付されており、干渉縞の長さが
測定できる。
【0052】ダイアモンド圧子16を回転させ、前述の
干渉縞が最も長くなる位置、すなわち照射光軸と母線部
17dのなす角度が略垂直になったときの配置をまず基
点とする。次に、先ほどの回転方向とは逆にダイアモン
ド圧子16を回転させ、基点で観測される干渉縞と同様
に、干渉縞が最も長くなるような配置を終点として、基
点から終点までの回転角をロータリエンコーダ80を使
って読み取る。その回転角に基づいて円錐形状の頂角が
求められる。終点での配置は照射光軸と母線部17e
(図2(b)参照)のなす角度が略垂直になった場合に
対応する。
【0053】なお、ダイアモンド圧子16は、その軸
(図2(a)における一点鎖線)を中心として回軸可能
とされており、その角度は圧子位置調整機構86によっ
て、任意角度に回転させて支持できるようになってい
る。これによって、円錐形状の母線部測定にあたって、
ダイアモンド圧子軸回りの任意角度における母線部の測
定が行える。
【0054】図8は本実施形態に係る解析部50及び位
置制御部82の概念図である。
【0055】解析部50はフォトセンサ42、CCDカ
メラ44、位置制御部82及び表示装置84に接続され
ており、フォトセンサ42からの光強度信号、CCDカ
メラ44により検出された干渉縞の画像情報等を入力
し、例えば、光信号の強度変化、干渉縞の画像等を表示
装置84に表示する。
【0056】位置制御部82は圧子位置調整機構86及
び参照体位置調整機構88に接続されている。参照体位
置調整機構88は参照体66の位置を調整するものであ
る。ダイアモンド圧子16の先端部17aの表面性状測
定と円錐形状の頂角の測定とに対する測定切換に対応し
て、参照球70及び参照平面72の切換操作が行われる
が、この切換操作は参照体位置調整機構88を介して位
置制御部82で行われる。また、先端部17bの表面性
状を測定する際に参照体を微少振動させる機構であるP
ZT74も参照体位置調整機構88に含まれ、位置制御
部82によってその運動が制御されている。
【0057】圧子位置調整機構86はダイアモンド圧子
16の位置を調整するものであり、次に挙げる4つの機
能を有する。(1)照射光軸に対して直交方向の面内
(以下、直交面内)に移動する機構で、それらは更に粗
動機構と微動機構とからなる。本実施形態においては粗
動機構は可動範囲が5mmであり、微動機構の可動範囲
は20μmである。 微動機構は圧電素子が使用されて
おり、位置制御部82はそれらにより0.01μmの分
解能で直交面内の移動を制御できる。(2)照射光軸方
向に並進移動する機構で、本実施形態においてはインチ
ワームモータ52を使用している。位置制御部82はイ
ンチワームモータ52により圧子の位置を分解能0.0
1μmで制御できる。また、圧子の曲率半径測定する場
合、解析部50はフォトセンサ42の光量の情報に基づ
いて、ダイアモンド圧子を自動的に移動するよう圧子位
置調整機構86を制御できる。(3)圧子軸を中心とし
てダイアモンド圧子16を回転することができ、圧子表
面の任意の母線に対し光を照射することができる。
(4)照射光軸に直交する軸を中心としてダイアモンド
圧子16を回転することができ、本実施形態においては
照射光軸に対して±30°回転することができる。した
がって、上述のように円錐形状の母線部と参照平面との
干渉縞から円錐形状の頂角を測定することができる。ま
た、曲率をもつ先端部17aと円錐形状の母線との境界
部分の表面性状も参照体66との干渉縞に基づいて測定
することができる。
【0058】リニアエンコーダ54は照射光軸方向の移
動距離を、ロータリエンコーダ80は照射光軸に直交す
る軸を中心として回転させたときの回転角度を読み取る
ために使用されるが、これらの読取情報を信号として位
置制御部82に入力してもよい。そうすれば、解析部5
0は位置制御部82を介して得たそれらの情報を表示装
置84に出力することができる。
【0059】また、解析部50はダイアモンド圧子の位
置と光信号の強度の相関を示すグラフ(図3(a)参
照)、CCDカメラ44からの干渉縞の位相情報データ
に基づいて解析した先端部17の曲率半径、表面性状及
び円錐形状の頂角等を表示装置84に出力することがで
きる。
【0060】本実施形態においては解析部50と位置制
御部82は独立に設けられているが一体として構成して
もよい。
【0061】本実施形態においてはダイアモンド圧子1
6に照射される光の光軸が、曲率半径を測定する集光光
学系のものと先端部17aの表面性状及び円錐形状の頂
角を測定する干渉光学系のものと一致しているので、測
定を連続して行う場合、一つの測定から次の測定に移行
する際のセッティングに要する時間を大幅に短縮でき
る。
【0062】また、測定に応じて光源を変更してもよ
い。被検体の表面性状のうち、粗さなどスケールが非常
に小さい構造を測定する場合、目的に応じて波長及びコ
ヒーレンスの程度が異なった光源を集光/干渉光学系そ
れぞれ独立に用意してもよい。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば被
検体の表面性状の測定を効率よく行う表面性状測定器を
提供することができる。また硬度測定に用いられる圧子
の表面性状に適した表面性状測定器を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ダイアモンド圧子の先端部の曲率半怪を測定
する場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定器の構
成を示す図である。
【図2】 ダイアモンド圧子の形状を示す図である。
【図3】 ダイアモンド圧子の先端部の位置とフォトセ
ンサにより検出された光の強度の関係を示す図である。
【図4】 ダイアモンド圧子の先端部の表面性状を測定
する場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定器の構
成を示す図である。
【図5】 参照体の形状を示す図である。
【図6】 ダイアモンド圧子の円錐形状の頂角を測定す
る場合の本発明の実施形態に係る表面性状測定の構成を
示す図である。
【図7】 参照平面を使用した場合の干渉縞を示す図で
ある。
【図8】 位置制御部と解析部とを示す図である。
【符号の説明】 18 光ファイバ、14 被検体側対物レンズ、16
ダイアモンド圧子、17 先端部、36、38、40
レンズ、42 フォトセンサ、44 CCDカメラ、5
2 インチワームモータ、54 リニアエンコーダ、5
8 参照体側対物レンズ、66 参照体、74 PZ
T、80 ロータリエンコーダ。
フロントページの続き (72)発明者 鳴海 達也 神奈川県川崎市高津区坂戸1丁目20番1号 株式会社ミツトヨ内 (72)発明者 福本 泰 神奈川県川崎市高津区坂戸1丁目20番1号 株式会社ミツトヨ内 Fターム(参考) 2F064 AA09 BB07 CC04 FF00 GG02 GG12 GG13 GG32 GG38 HH03 JJ01 2F065 AA46 AA50 AA54 BB05 DD03 FF16 FF17 FF51 GG01 JJ03 JJ26 LL02 LL04 LL28 LL30 LL32 LL36 LL46 QQ28

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曲率を有する表面を備え、移動可能に設
    置された被検体の表面性状を測定する表面性状測定器に
    おいて、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
    の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
    表面性状測定部と、 前記被検体からの反射光を集光する集光光学系と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
    された光の変化に基づいて前記被検体の曲率半径測定を
    行う曲率半径測定部と、 を含むことを特徴とする表面性状測定器。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の測定器において、 前記集光光学系と前記干渉光学系とにおける被検体への
    照射光路を一致させたことを特徴とする表面性状測定
    器。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の測定器において、 前記参照体は参照体切換手段により切換可能な複数の参
    照体を含むことを特徴とする表面性状測定器。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の測定器において、 前記被検体の曲率半径測定と表面性状測定とを切換える
    測定切換部を含むことを特徴とする表面性状測定器。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の測定器において、 前記被検体は、その被検体の軸を中心として回転可能に
    設置されていることを特徴とする表面性状測定器。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の測定器において、 前記被検体は照射光の光軸に直交する軸を中心として回
    転可能に設置されていることを特徴とする表面性状測定
    器。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の測定器において、 前記被検体はさらに円錐形状を備え、前記表面性状測定
    部は前記被検体の回転にともなう干渉縞の変化に基づい
    て前記円錐形状の頂角を測定することを特徴とする表面
    性状測定器。
  8. 【請求項8】 先端部が球面形状の一部を有し、基部に
    円錐形状を備え、移動可能に設置された被検体の表面性
    状を測定する表面性状測定器において、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
    の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
    表面性状測定部と、 前記被検体の先端部からの反射光を集光する集光光学系
    と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
    された光の変化に基づいて前記被検体の先端部の曲率半
    径測定を行う曲率半径測定部と、 を含み、 前記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と
    直交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう干
    渉縞の変化に応じて前記円錐形状の頂角を測定すること
    を特徴とする表面性状測定器。
  9. 【請求項9】 先端部が球面形状の一部を有し、基部に
    円錐形状を備え、移動可能に設置された被検体の表面性
    状を測定する表面性状測定器において、 光源からの光により照射された前記被検体と参照体から
    の各々の反射光により干渉縞を形成する干渉光学系と、 前記干渉縞に基づいて前記被検体の表面性状測定を行う
    表面性状測定部と、 を含み、 前記参照体は参照体切換部により切換可能な参照平面と
    参照球とを備え、 前記表面性状測定部は、前記被検体への照射光の光軸と
    直交する軸を中心とした前記被検体の回転にともなう前
    記参照平面との干渉縞の変化に基づいて前記円錐形状の
    頂角を測定し、且つ前記参照球との干渉縞に基づいて前
    記球面形状の一部の表面性状を測定することを特徴とす
    る表面性状測定器。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の測定器において、 前記被検体からの反射光を集光する集光光学系と、 前記被検体を並進移動させて前記集光光学系により集光
    された光の変化に基づいて前記被検体の曲率半径測定を
    行う曲率半径測定部と、 を更に含むことを特徴とする表面性状測定器。
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