JP2003083710A - 干渉測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】稼働ミラーの移動量に対応した干渉像を撮像素
子等の観察装置で取り込み、干渉縞画像解析装置で干渉
縞画像を解析することを課題とする干渉測定装置であ
る。 【解決手段】半透過鏡により光源の光束を分割し、分割
された一方の光路中に被検レンズを配設し、他方の光路
中に設けた稼働ミラー，または、前記分割された被検レ
ンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光束の
位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動量に
対応した干渉像を撮像素子などの観察装置で取り込み、
干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成とした
干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光源から
の光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレンズを配
設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した光源か
らの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集光レン
ズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させ
ることを特徴とした干渉測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、稼働ミラーの移動
量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込
み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する干渉測
定装置である。

【０００２】

【従来の技術】測定波面を有する光束が２光路に分割さ
れ、分割された光束の一方が他方に対して横ずらすシア
における横ずらし量の測定で、シアを行う方法として平
行平面ガラスの表裏面の反射を利用する方法、平行平面
ガラスを斜めに透過するときの屈折による横ずれを利用
する方法、コーナーキューブプリズムを用いる方法が知
られているが、いずれもシアされる光束が平面波であ
り、これらを干渉させても干渉縞が生ぜず、このため干
渉を利用した高精度のシア量の測定ができないという欠
点があった。

【０００３】また、光学レンズの収差を測定するため、
フィゾー干渉計を応用した波面収差測定があるが、その
ほかではフィラーレンズを微小変位させる代わりにミラ
ーを微小変位させるフリンジスキャン法なども知られて
いるが、振動や空気の擾乱などの影響を受けやすく、ゴ
ミや、空気中の塵などにより、干渉縞に陰や不要な干渉
縞も現れるという欠点もみられた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の干渉測定装置で
は、測定精度を向上させるために、縞走査の回数と同じ
回数の三角関数を用いた演算の位相計算が必要で、演算
に要する時間が長く、一回の干渉測定が簡単にはできな
いという欠点があったため、干渉像が非常に暗い画像と
なるような被検物測定においても、十分な測定精度が得
られ、位相計算の誤差の低減を可能とすることが必要と
なっている。

【０００５】また、一方向でのスキャニングライン上の
前後２点間での位相のみから位相飛びを判定した場合、
前の画素の位相データが欠落していると、位相飛びの判
定もできず、位相つなぎが不連続がおきるという問題も
あった。

【０００６】

【課題を解決するための課題】本発明は、従来技術の欠
点を解消するばかりか、絞り投影光学系の改善を図るこ
とを基本にし、絞り径を選択的・連続的に可変にし、多
彩な干渉光学系の応用を図ることにし、実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。

【０００７】

【実施例１】図１は、半透過鏡４、第２ミラー１５〜第
４ミラー１７を用いたマッハツェンダ型縞走査干渉計の
構成で、基本部分、とくに絞り撮影光学系であって、光
源１と、光源からの光を導くレンズ、およびミラーから
なる光学系に設けた半透過鏡４により光源１の光束を分
割し、分割された一方の光路中に被検レンズ３を配設
し、前記半透過鏡４により分割された他方の光束とを再
度半透過鏡４により合成し、干渉像を得る光学系におい
て、前記分割された被検レンズ３を配設した以外の他方
の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された
被検レンズ３を配設した光路中に設けた稼働ミラーによ
り光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの
移動量に対応した干渉像を撮像素子などの観察装置５で
取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析す
る構成とした干渉測定装置１２において、被検レンズ３
の光源側に光源からの光束を被検レンズの焦点位置に集
光させる集光レンズ１３を配設し、光源１と前記集光レ
ンズ１３の光路中に配設した光源１からの光束を選択的
に透過する開口を設け、前記集光レンズ１３で前記開口
の像を被検レンズ３の略瞳面に投影結像させることを特
徴とした干渉測定装置１２としている。

【０００８】ビームエクスパンダ２に挿入した回転すり
硝子７は、光源の可干渉度を下げ、観測に不要な余分の
干渉ノイズパターンを減少させるのに役立つので、挿入
するのが望ましいが、必須ではないことは言うまでもな
いことである。

【０００９】光源１からの平行光ビームはビームエクス
パダ２でビーム幅を拡大され、視野絞りで制限を受け、
半透過鏡４で二光束に分けられ、一方の干渉計の腕には
焦点を共有した集光レンズ１３、被検レンズ３が設定さ
れ、平行光ビームは再び平行光ビームに変換され、他方
の腕は、平行平板８で光路長の補正がなされる。

【００１０】第４ミラー１７にはピエゾ素子（ＰＺＴ）
１４が設けられ、干渉縞画像解析装置６からの駆動信号
により、縞走査が行なえるようになっている。第３ミラ
ー１６によって二光束は重ね合わされ、生じた干渉縞は
結像レンズ１１により観察装置４の撮像素子上に形成さ
れる。

【００１１】視野絞りの像は被検レンズ３の瞳に形成さ
れ、被検レンズ３あるいは被検レンズ３に代えて設けら
れる供試マイクロレンズ、または実施例１３に述べる供
試マイクロレンズ１８の有効径を定める。さらにこの像
は結像レンズ１１により撮像素子上に形成される。集光
レンズ１３、被検レンズ３は供試マイクロレンズ１８の
実効ＮＡを越える実効ＮＡを持つことが必要であり、通
常は顕微鏡の対物レンズが用いられる。こうした構成に
よって標準の場合の、測定系の収差を含めた波面収差Ｗ
ｏが測定される。集光レンズ１３で系を校正し、同一焦
点位置に被検レンズ３を配置し、測定するものである。

【００１２】

【実施例２】図２に図示した実施例２は、請求項１に対
応したもので、第２ミラー１５にピエゾ素子１４が付設
され、干渉縞画像解析装置６と連携されている。

【００１３】

【実施例３】図３に図示した実施例３は、請求項２に対
応したもので、絞り投影光学系の改善を図ることを基本
にし、絞り径を選択的に可変にした構成のもので、光源
１と光源からの光を導くレンズ、およびミラーからなる
光学系に設けた半透過鏡４により光源１の光束を分割
し、前記半透過鏡４により分割された一方の光路中に被
検レンズ３を配設し、前記分割された他方の光束とを再
度半透過鏡４により合成し、干渉像を得る光学系におい
て、前記分割された被検レンズ３を配設した以外の他方
の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された
被検レンズ３を配設した光路中に設けた稼働ミラーによ
り光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの
移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置５で取
り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析する
構成とした干渉測定装置１２において、被検レンズ３の
光源側に光源１からの光束を被検レンズ３の焦点位置に
集光させる集光レンズ１３を配設し、光源１と前記集光
レンズ１３の光路中に配設した光源１からの光束を選択
的に透過する開口を設け、前記開口の形状を選択的に可
変設定し、前記集光レンズ１３で前記開口の像を被検レ
ンズ３の略瞳面に投影結像させた干渉測定装置である。
図４は、視野絞り９の開口形状の平面図の実施例であ
る。

【００１４】

【実施例４】図５に図示した実施例４は、請求項３に対
応したもので、メカニカルに絞り投影光学系の絞り径を
連続的に可変にした構成のもので、光源１と、光源から
の光を導くレンズ、および、ミラーからなる光学系に設
けた半透過鏡４により光源１の光束を分割し、前記半透
過鏡４により分割された一方の光路中に被検レンズ３を
配設し、前記分割された他方の光束とを再度半透過鏡４
により合成し、干渉像を得る光学系において、前記分割
された被検レンズ３を配設した以外の他方の光路中に設
けた稼働ミラー、または、前記分割された被検レンズ３
を配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光束の位相
を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動量に対応
した干渉像を撮像素子等の観察装置５で取り込み、干渉
縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析する構成とした干
渉測定装置１２において、被検レンズ３の光源１側に光
源１からの光束を被検レンズ３の焦点位置に集光させる
集光レンズ１３を配設し、光源１と前記集光レンズ１３
の光路中に配設した光源１からの光束を選択的に透過す
る開口を設け、前記開口の形状を連続的に可変とし、前
記集光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投
影結像させた干渉測定装置１２である。図６は、視野絞
り９の開口形状の平面図の実施例で、レンズの視野絞り
のように多数枚の羽根を組合せ、開口サイズを変化さ
せ、円形に近付けられるように羽根の枚数は多いほうが
望ましいものである。

【００１５】

【実施例５】図７に図示した実施例５は、請求項４に対
応したもので、ズーム光学系で、絞り投影光学系の絞り
径を連続的に可変にした構成のもので、光源１と、光源
１からの光を導くレンズ、およびミラーからなる光学系
に設けた半透過鏡４により光源１の光束を分割し、前記
半透過鏡４により分割された一方の光路中に被検レンズ
３を配設し、前記分割された他方の光束とを再度半透過
鏡４により合成し、干渉像を得る光学系において、前記
分割された被検レンズ３を配設した以外の他方の光路中
に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被検レン
ズ３を配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光束の
位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動量に
対応した干渉像を撮像素子等の観察装置５で取り込み、
干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析する構成とし
た干渉測定装置１２において、被検レンズ３の光源側に
光源１からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させる
集光レンズ１３を配設し、光源１と前記集光レンズ１３
の光路中に配設した光源１からの光束を選択的に透過す
る開口を設け、前記開口の形状倍率変換光学系により連
続的に可変とし、前記集光レンズで前記開口の像を被検
レンズ３の略瞳面に投影結像させることを特徴とした干
渉測定装置１２である。

【００１６】

【実施例６】図８に図示した実施例６は、請求項５に対
応したもので、ソフトウエアを基本にした構成のもの
で、光源１と、光源１からの光を導くレンズ、およびミ
ラーからなる光学系に設けた半透過鏡４により光源１の
光束を分割し、前記半透過鏡４により分割された一方の
光路中に第２標準レンズ２０を配設し、前記分割された
他方の光束とを再度半透過鏡４により合成し、干渉像を
得る光学系において、前記分割された第２標準レンズ２
０を配設した以外の他方の光路中に設けた稼働ミラーに
より、光束の位相を可変にするとともに、稼働ミラーの
移動量に対応した干渉像を、撮像素子等の観察装置５で
取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析す
る構成とした干渉縞画像を解析する干渉測定装置１２
で、第２標準レンズ２０の光源側に光源１からの光束を
第２標準レンズ２０の焦点位置に集光レンズ１３を配設
し、光源１と、集光レンズ１３の光路中に配設した光源
１からの光束を選択的に透過する開口を設け、集光レン
ズで開口の像を第２標準レンズ２０の略瞳面に投影結像
させ、さらに、干渉縞画像解析装置６の撮像素子上に投
影された開口の像より、干渉縞画像解析装置６の干渉縞
選択範囲を設定するソフトウェア開口２１により選択す
る際に、ソフトウェア開口２１を、投影された開口の像
と略一致させるか、もしくは、前記投影された開口の像
より選択範囲を小さく設定し、解析することを特徴とし
た干渉測定装置である。

【００１７】

【実施例７】図９の実施例７は請求項５に対応し、ソフ
トウエアを基本にした構成で第２ミラーにピエゾ素子１
４が付設され、干渉縞画像解析装置６と連携されてい
る。

【００１８】

【実施例８】図１０に示した実施例８は、請求項６に対
応し、ソフトウエアを基本にした構成で、請求項２を基
本とし、ソフトウエア絞りに関したもので、光源１と、
光源からの光を導くレンズ、およびミラーからなる光学
系に設けた半透過鏡４により光源１の光束を分割し、分
割された一方の光路中に被検レンズ３を配設し、半透過
鏡により分割された他方の光束とを再度半透過鏡により
合成し、干渉像を得る光学系において、前記分割された
被検レンズ３を配設した以外の他方の光路中に設けた稼
働ミラーにより光束の位相を可変にするとともに、稼働
ミラーの移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装
置５で取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を
解析する構成とした干渉測定装置において、被検レンズ
の光源側に光源からの光束を被検レンズ３の焦点位置に
集光させる集光レンズを配設し、光源と集光レンズの光
路中に配設した光源からの光束を選択的に透過する開口
を設け、前記開口の形状を選択的に可変設定し、集光レ
ンズで前記開口の像を被検レンズ３の略瞳面に投影結像
させ、さらに、前記干渉縞画像解析装置６の撮像素子上
に投影された前記開口の像より、前記干渉縞画像解析装
置６の干渉縞選択範囲を設定するソフトウェア開口２１
により選択する際に、前記ソフトウェア開口２１を、前
記投影された開口の像と略一致させるか、もしくは、前
記投影された開口の像より選択範囲を小さく設定し、解
析する干渉測定装置１２である。

【００１９】

【実施例９】図１１に図示した実施例９は、請求項７に
対応したもので、ソフトウエアを基本にした構成のもの
で、請求項３を基本とし、ソフトウエア絞りに関したも
のであり、光源１と、光源からの光を導くレンズ、およ
びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡４により光源
１の光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レン
ズ３を配設し、前記半透過鏡３により分割された他方の
光束とを再度半透過鏡４により合成し、干渉像を得る光
学系において、前記分割された被検レンズ４を配設した
以外の他方の光路中に設けた稼働ミラーにより光束の位
相を可変にするとともに、稼働ミラーの移動量に対応し
た干渉像を撮像素子等の観察装置５で取り込み、干渉縞
画像解析装置６で干渉縞画像を解析する構成とした干渉
測定装置１２において、被検レンズ３の光源側に光源１
からの光束を被検レンズ３の焦点位置に集光レンズ１３
を配設し、光源１と、集光レンズ１３の光路中に配設し
た光源１からの光束を選択的に透過する開口を設け、開
口の形状を選択的に可変とし、集光レンズ１３で開口の
像を被検レンズ３の略瞳面に投影結像させ、さらに、干
渉縞画像解析装置６の撮像素子上に投影された開口の像
より、干渉縞画像解析装置６の干渉縞選択範囲を設定す
るソフトウェア開口２１により選択する際に、ソフトウ
ェア開口２１を、投影された開口の像と略一致させる
か、もしくは投影された開口の像より選択範囲を小さく
設定し、解析する干渉測定装置である。

【００２０】

【実施例１０】図１２に示した実施例１０は請求項８に
対応し、ソフトウエア絞りに関したもので、請求項４を
基本とし、光源とレンズとミラーからなる光学系に設け
た半透過鏡４により光束を分割し、分割された一方の光
路中に被検レンズを配設し、半透過鏡により分割された
他方の光束とを再度半透過鏡により合成し、分割された
被検レンズを配設した以外の他方の光路中に設けた稼働
ミラーにより光束の位相を可変にすると共に、稼働ミラ
ーの移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置５
で取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を解析
する干渉測定装置１２において、被検レンズの光源側に
光源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光レンズ１
３を配設し、光源と集光レンズの光路中に配設した光源
からの光束を選択的に透過する開口を設け、開口の形状
を倍率変換光学系により連続的に可変とし、集光レンズ
１３で開口の像を被検レンズ３の略瞳面に投影結像さ
せ、さらに干渉縞画像解析装置の撮像素子上に投影され
た開口の像より、干渉縞画像解析装置の干渉縞選択範囲
を設定するソフトウェア開口により選択する際に、ソフ
トウェア開口を、投影された開口の像と略一致させる
か、もしくは、投影された開口の像より選択範囲を小さ
く設定し、解析する干渉測定装置である。

【００２１】

【実施例１１】図１３に図示した実施例１１は、請求項
９に対応したもので、マッハ・ツエンダ型干渉光学系の
応用を基本にした構成のもので、請求項１を基本とし、
光源１と、光源からの光を導くレンズ、およびミラーか
らなる光学系に設けた半透過鏡４により光源１の光束を
分割し、分割された一方の光路中に被検レンズ３を配設
し、前記半透過鏡４により分割された他方の光束とを再
度他の半透過鏡４により合成し、干渉像を得る光学系に
おいて、前記分割された被検レンズ３を配設した以外の
他方の光路中に設けた稼働ミラーにより、光束の位相を
可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動量に対応し
た干渉像を撮像素子等の観察装置５で取り込み、干渉縞
画像解析装置６で干渉縞画像を解析する構成とした干渉
測定装置１２において、被検レンズ３の光源側に、光源
１からの光束を被検レンズ３の焦点位置に集光させる集
光レンズ１３を配設し、光源１と，前記集光レンズ１３
の光路中に配設した光源１からの光束を、選択的に透過
する開口を設け、前記集光レンズ１３で前記開口の像を
被検レンズ３の略瞳面に投影結像させた干渉測定装置で
ある。。

【００２２】

【実施例１２】図１４に図示した実施例１２は、請求項
１０に対応したもので、ハーフミラーによるトワイマン
・グリーン干渉光学系の応用を基本にした構成のもの
で、請求項１を基本とし、光源１と、光源からの光を導
くレンズ、およびミラーからなる光学系に設けた半透過
鏡４により光源の光束を分割し、分割された一方の光路
中に被検レンズ３を配設し、前記半透過鏡４により分割
された他方の光束とを再度前記半透過鏡４により合成
し、干渉像を得る光学系において、前記分割された被検
レンズ３を配設した以外の他方の光路中に設けた稼働ミ
ラーにより光束の位相を可変にするとともに、前記稼働
ミラーの移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装
置５で取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉縞画像を
解析する構成とした干渉測定装置１２において、被検レ
ンズ３の光源側に、光源１からの光束を被検レンズ３の
焦点位置に集光させる集光レンズ１３を配設し、光源１
と前記集光レンズ１３の光路中に配設した光源１からの
光束を、選択的に透過する開口を設け、前記集光レンズ
１３で前記開口の像を被検レンズ３の略瞳面に投影結像
させた干渉測定装置である。

【００２３】

【実施例１３】図１５に図示した実施例１３は、請求項
１１に対応したもので、偏光ビームスプリッによるトワ
イマン・グリーン干渉光学系の応用を基本にした構成の
もので、請求項１を基本とし、光源１と、光源からの光
を導くレンズ、およびミラーからなる光学系に設けた半
透過鏡４により光源１の光束を分割し、分割された一方
の光路中に被検レンズ３を配設し、前記半透過鏡４によ
り分割された他方の光束とを再度他の半透過鏡４により
合成し、干渉像を得る光学系において、前記分割された
被検レンズ３を配設した以外の他方の光路中に設けた稼
働ミラーにより光束の位相を可変にするとともに、前記
稼働ミラーの移動量に対応した干渉像を撮像素子２３等
の観察装置５で取り込み、干渉縞画像解析装置６で干渉
縞画像を解析する構成とした干渉測定装置１２におい
て、被検レンズ３の光源側に光源１からの光束を被検レ
ンズ３の焦点位置に集光させる集光レンズ１３を配設
し、光源１と前記集光レンズ１３の光路中に配設した光
源１からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集
光レンズ１３で前記開口の像を被検レンズ３の略瞳面に
投影結像させた干渉測定装置である。標準レンズ２７の
代わりに供試マイクロレンズを挿入しての実施例でもあ
る。

【００２４】

【実施例１４】図１６，図１７に図示した実施例１４
は、請求項１２に対応したもので、フィゾー型干渉計の
応用を基本にした構成のもので、光源１からの平行光ビ
ームはビームスプリッタ３５を有するコリメータ系３３
を介して参照面３６に平行光ビームが供給され、参照面
３６により平行光ビームは二分され、一方は参照面３６
により反射され、参照波面を形成し、他方は参照面３６
を透過し、あらかじめ径の測定された開口３７を有する
標準レンズ２７などに供給され、収束・発散された後、
基準球面３８で反射され、往路を逆行し、再び、標準レ
ンズ２７などを透過し、参照面３６を経て前述の参照波
面に重ね合わされ、この干渉波面はビームスプリッタ３
５を経て結像レンズなどにより撮像素子２３上に結像さ
れ、観測され、前記開口３７の像は結像レンズなどによ
り撮像素子２３上に結像させることが可能となった。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、従来技術の欠点を解消したば
かりか、絞り投影光学系の改善を図ることを基本にし、
絞り径を選択的・連続的に可変にし、多彩な干渉光学系
の応用が図られることになった。

【００２６】被検レンズの光源側に光源からの光束を被
検レンズの焦点位置に集光させるレンズを配設し、光源
と集光レンズの光路中に配設した光源からの光束を選択
的に透過する開口を設け、集光レンズで開口の像を被検
レンズの略瞳面に投影結像させることが可能となった。

【００２７】また、前記開口の形状を連続的に可変と
し、集光レンズで開口の像を被検レンズの略瞳面に投影
結像させることが可能となった。

【００２８】開口の形状倍率変換光学系により連続的に
可変とし、集光レンズで開口の像を被検レンズの略瞳面
に投影結像させることが可能となった。

【００２９】第２標準レンズの光源側に光源からの光束
を、第２標準レンズの焦点位置に集光させる集光レンズ
を配設し、光源と、集光レンズの光路中に配設した光源
からの光束を選択的に透過する開口を設け、集光レンズ
で開口の像を第２標準レンズの略瞳面に投影結像させ、
さらに、干渉縞解析装置の撮像素子上に投影された開口
の像より、縞解析装置の干渉縞選択範囲を設定するソフ
トウェア開口により選択する際に、ソフトウェア開口
を、投影された開口の像と略一致させるか、もしくは、
投影された開口の像より選択範囲を小さく設定し、解析
することが可能となった。

【００３０】光源と集光レンズの光路中に配設した光源
からの光束を選択的に透過する開口を設け、開口の形状
を選択的に可変設定し、集光レンズで開口の像を被検レ
ンズの略瞳面に投影結像させ、さらに、前記干渉縞解析
装置の撮像素子上に投影された前記開口の像より、前記
縞解析装置の干渉縞選択範囲を設定するソフトウェア開
口により選択する際に、ソフトウェア開口を、投影され
た開口の像と略一致させるか、もしくは、投影された開
口の像より選択範囲を小さく設定し、解析することが可
能となった。

【００３１】被検レンズの光源側に光源からの光束を被
検レンズの焦点位置に集光させるレンズを配設し、光源
と、集光レンズの光路中に配設した光源からの光束を選
択的に透過する開口を設け、開口の形状を選択的に，ま
たは倍率変換光学系により連続的に可変とし、集光レン
ズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像さ
せ、さらに、干渉縞解析装置の撮像素子上に投影された
開口の像より、縞解析装置の干渉縞選択範囲を設定する
ソフトウェア開口により選択する際に、ソフトウェア開
口を、前記投影された開口の像と略一致させるか、もし
くは、前記投影された開口の像より選択範囲を小さく設
定し、解析することが可能となった。

【００３２】メカニカルに絞り投影光学系の絞り径を連
続的に可変にした構成のため、光源１側に光源１からの
光束を被検レンズ３の焦点位置に集光させる集光レンズ
１３を配設し、光源１と前記集光レンズ１３の光路中に
配設した光源１からの光束を選択的に透過する開口を設
け、開口の形状を連続的に可変とし、前記集光レンズで
前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させるこ
とが可能となった。。

【００３３】被検レンズ３の光源側に光源１からの光束
を被検レンズの焦点位置に集光させる集光レンズ１３を
配設し、光源１と前記集光レンズ１３の光路中に配設し
た光源１からの光束を選択的に透過する開口を設け、前
記開口の形状倍率変換光学系により連続的に可変とし、
前記集光レンズで前記開口の像を被検レンズ３の略瞳面
に投影結像させることが可能となった。

【００３４】ソフトウエアを基本にした構成のため、第
２標準レンズ２０の焦点位置に集光させる集光レンズ１
３を配設し、光源１と、前記集光レンズ１３の光路中に
配設した光源１からの光束を選択的に透過する開口を設
け、前記集光レンズで前記開口の像を第２標準レンズ２
０の略瞳面に投影結像させ、さらに、前記干渉縞画像解
析装置６の撮像素子上に投影された前記開口の像より、
前記干渉縞画像解析装置６の干渉縞選択範囲を設定する
ソフトウェア開口２１により選択する際に、前記ソフト
ウェア開口２１を、前記投影された開口の像と略一致さ
せるか、もしくは、前記投影された開口の像より選択範
囲を小さく設定し、解析することが可能となった。

【００３５】被検レンズ３の光源側に光源１からの光束
を被検レンズ３の焦点位置に集光させる集光レンズ１３
を配設し、光源１と、前記集光レンズ１３の光路中に配
設した光源１からの光束を選択的に透過する開口を設
け、前記開口の形状を選択的に可変とし、前記集光レン
ズ１３で前記開口の像を被検レンズ３の略瞳面に投影結
像させ、さらに、前記干渉縞画像解析装置６の撮像素子
上に投影された前記開口の像より、前記干渉縞画像解析
装置６の干渉縞選択範囲を設定するソフトウェア開口２
１により選択する際に、前記ソフトウェア開口２１を、
前記投影された開口の像と略一致させるか、もしくは、
前記投影された開口の像より選択範囲を小さく設定し、
解析することが可能となった。

【００３６】集光レンズ１３を配設し、光源１と集光レ
ンズ１３の光路中に配設した光源１からの光束を選択的
に透過する開口を設け、開口の形状を倍率変換光学系に
より連続的に可変とし、集光レンズ１３で開口の像を被
検レンズ３の略瞳面に投影結像させ、さらに、干渉縞画
像解析装置６の撮像素子上に投影された開口の像より干
渉縞画像解析装置６の干渉縞選択範囲を設定するソフト
ウェア開口により選択する際に、ソフトウェア開口を、
投影された開口の像と略一致させるか、もしくは、投影
された開口の像より選択範囲を小さく設定し、解析する
ことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

図１は、絞り撮影光学系干渉測定装置の構成を示した光
学配置図 図２は、ピエゾ素子を付設した干渉測定装置の構成を示
した光学配置図 図３は、絞り投影光学系干渉測定装置の構成を示した光
学配置図 図４は、視野絞りの開口形状の平面図 図５は、絞り径を連続的に可変にした干渉測定装置の構
成の光学配置図 図６は、視野絞りの開口形状の平面図 図７は、絞り径を連続的に可変にした干渉測定装置の構
成の光学配置図 図８は、ソフトウエアを基本にした干渉測定装置の構成
の光学配置図 図９は、ソフトウエアを基本にした干渉測定装置の構成
の光学配置図 図１０は、ソフトウエアを基本にした干渉測定装置の構
成の光学配置図 図１１は、ソフトウエアを基本にした干渉測定装置の構
成の光学配置図 図１２は、ソフトウエアを基本にした干渉測定装置の構
成の光学配置図 図１３は、マッハ・ツエン型光学系干渉測定装置の構成
の光学配置図 図１４は、トワイマン・グリーン光学系干渉測定装置の
構成の光学配置図 図１５は、トワイマン・グリーン光学系干渉測定装置の
構成の光学配置図 図１６は、フィゾー型干渉計応用の干渉測定装置の構成
の光学配置図 図１７は、フィゾー型干渉計応用の干渉測定装置の構成
の光学配置図

【符号の説明】

１：光 源 ２：ビームエクスパンダ
３：被検レンズ ４：半透過鏡 ５：観察装置 ６：干
渉縞画像解析装置 ７：回転すり硝子 ８：平行平板 ９：視
野絞り １０：回転軸 １１：結像レンズ １２：
干渉測定装置 １３：集光レンズ １４：ピエゾ素子 １５：
第２ミラー １６：第２ミラー １７：第２ミラー １８：
供試マイクロレンズ １９：サイズ変換光学系視野絞り ２０：
第２標準レンズ ２１：ソフトウエア開口 ２２：
第１参照平面 ２３：撮像素子 ２４：ハーフミラー ２５：
検 光 子 ２６：第２参照平面 ２７：標準レンズ ２８：
λ／２板 ２９：λ／４板 ３０：第１視野絞り像 ３１：
ビーム縮小光学系 ３２：偏光ビームスプリッタ ３３：
コリメータ系 ３４：レ ン ズ ３５：ビームスプリッタ ３６：
参 照 面 ３７：開 口 ３８：基準球面 ３９：
ミ ラ ー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 隆明 神奈川県横浜市港北区新横浜３−２−３ (72)発明者 諸隈 肇 東京都世田谷区桜１−62−13 (72)発明者 佐藤 栄一 東京都八王子市南大沢３−２−６−108 (72)発明者 前田 長治 東京都文京区関口１−20−10 住友江戸川 橋駅前ビル７階 Ｆターム(参考） 2F064 DD01 EE04 GG12 GG22 GG23 GG38 GG39 GG70 HH03 JJ01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを
   配設し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを
   再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系におい
   て、前記分割された被検レンズを配設した以外の他方の
   光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被
   検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光
   束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動
   量に対応した干渉像を撮像素子などの観察装置で取り込
   み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成と
   した干渉測定装置において、被検レンズの光源側に、光
   源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレン
   ズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集
   光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結
   像させることを特徴とした干渉測定装置。
2. 【請求項２】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、前記半透過鏡により分割された一方の光
   路中に被検レンズを配設し、前記分割された他方の光束
   とを再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系に
   おいて、前記分割された被検レンズを配設した以外の他
   方の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割され
   た被検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーによ
   り光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの
   移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り
   込み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成
   とした干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光
   源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレン
   ズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記開
   口の形状を選択的に可変設定し、前記集光レンズで前記
   開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させることを
   特徴とした干渉測定装置。
3. 【請求項３】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   び、ミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源
   の光束を分割し、前記半透過鏡により分割された一方の
   光路中に被検レンズを配設し、前記分割された他方の光
   束とを再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系
   において、前記分割された被検レンズを配設した以外の
   他方の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割さ
   れた被検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーに
   より光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラー
   の移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取
   り込み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構
   成とした干渉測定装置において、被検レンズの光源側に
   光源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレ
   ンズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設し
   た光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記
   開口の形状を連続的に可変とし、前記集光レンズで前記
   開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させることを
   特徴とした干渉測定装置。
4. 【請求項４】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、前記半透過鏡により分割された一方の光
   路中に被検レンズを配設し、前記分割された他方の光束
   とを再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系に
   おいて、前記分割された被検レンズを配設した以外の他
   方の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割され
   た被検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーによ
   り光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの
   移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り
   込み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成
   とした干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光
   源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレン
   ズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記開
   口の形状倍率変換光学系により連続的に可変とし、前記
   集光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影
   結像させることを特徴とした干渉測定装置。
5. 【請求項５】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、前記半透過鏡により分割された一方の光
   路中に第２標準レンズを配設し、前記分割された他方の
   光束とを再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学
   系において、前記分割された第２標準レンズを配設した
   以外の他方の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記
   分割された被検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミ
   ラーにより、光束の位相を可変にするとともに、前記稼
   働ミラーの移動量に対応した干渉像を、撮像素子等の観
   察装置で取り込み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を
   解析する構成とした干渉縞画像を解析する干渉測定装置
   において、第２標準レンズの光源側に光源からの光束
   を、第２標準レンズの焦点位置に集光させる集光レンズ
   を配設し、光源と、前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集
   光レンズで前記開口の像を第２標準レンズの略瞳面に投
   影結像させ、さらに、前記干渉縞解析装置の撮像素子上
   に投影された前記開口の像より、前記縞解析装置の干渉
   縞選択範囲を設定するソフトウェア開口により選択する
   際に、前記ソフトウェア開口を、前記投影された開口の
   像と略一致させるか、もしくは、前記投影された開口の
   像より選択範囲を小さく設定し、解析することを特徴と
   した干渉測定装置。
6. 【請求項６】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを
   配設し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを
   再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系におい
   て、前記分割された被検レンズを配設した以外の他方の
   光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被
   検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光
   束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動
   量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込
   み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成と
   した干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光源
   からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレンズ
   を配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した光
   源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記開口
   の形状を選択的に可変設定し、前記集光レンズで前記開
   口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させ、さらに、
   前記干渉縞解析装置の撮像素子上に投影された前記開口
   の像より、前記縞解析装置の干渉縞選択範囲を設定する
   ソフトウェア開口により選択する際に、前記ソフトウェ
   ア開口を、前記投影された開口の像と略一致させるか、
   もしくは、前記投影された開口の像より選択範囲を小さ
   く設定し、解析することを特徴とした干渉測定装置。
7. 【請求項７】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを
   配設し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを
   再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系におい
   て、前記分割された被検レンズを配設した以外の他方の
   光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被
   検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光
   束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動
   量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込
   み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成と
   した干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光源
   からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレンズ
   を配設し、光源と、前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記開
   口の形状を選択的に可変とし、前記集光レンズで前記開
   口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させ、さらに、
   前記干渉縞解析装置の撮像素子上に投影された前記開口
   の像より、前記縞解析装置の干渉縞選択範囲を設定する
   ソフトウェア開口により選択する際に、前記ソフトウェ
   ア開口を、前記投影された開口の像と略一致させるか、
   もしくは、前記投影された開口の像より選択範囲を小さ
   く設定し、解析することを特徴とした干渉測定装置。
8. 【請求項８】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを
   配設し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを
   再度半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系におい
   て、前記分割された被検レンズを配設した以外の他方の
   光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被
   検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光
   束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動
   量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込
   み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成と
   した干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光源
   からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレンズ
   を配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した光
   源からの光束を、選択的に透過する開口を設け、前記開
   口の形状を倍率変換光学系により連続的に可変とし、前
   記集光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投
   影結像させ、さらに、前記干渉縞解析装置の撮像素子上
   に投影された前記開口の像より、前記縞解析装置の干渉
   縞選択範囲を設定するソフトウェア開口により選択する
   際に、前記ソフトウェア開口を、前記投影された開口の
   像と略一致させるか、もしくは、前記投影された開口の
   像より選択範囲を小さく設定し、解析することを特徴と
   した干渉測定装置。
9. 【請求項９】光源と、光源からの光を導くレンズ、およ
   びミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光源の
   光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを
   配設し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを
   再度他の半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系に
   おいて、前記分割された被検レンズを配設した以外の他
   方の光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割され
   た被検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーによ
   り光束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの
   移動量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り
   込み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成
   とした干渉測定装置において、被検レンズの光源側に光
   源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレン
   ズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した
   光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集
   光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結
   像させることを特徴とした干渉測定装置。
10. 【請求項１０】光源と、光源からの光を導くレンズ、お
    よびミラーからなる光学系に設けた半透過鏡により光束
    を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズを配設
    し、前記半透過鏡により分割された他方の光束とを再度
    前記半透過鏡により合成し、干渉像を得る光学系におい
    て、前記分割された被検レンズを配設した以外の他方の
    光路中に設けた稼働ミラー、または、前記分割された被
    検レンズを配設した光路中に設けた稼働ミラーにより光
    束の位相を可変にするとともに、前記稼働ミラーの移動
    量に対応した干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込
    み、干渉縞画像解析装置で干渉縞画像を解析する構成と
    した干渉測定装置において、被検レンズの光源側に、光
    源からの光束を被検レンズの焦点位置に集光させるレン
    ズを配設し、光源と前記集光レンズの光路中に配設した
    光源からの光束を選択的に透過する開口を設け、前記集
    光レンズで前記開口の像を被検レンズの略瞳面に投影結
    像させることを特徴とした干渉測定装置。
11. 【請求項１１】光源と、光源からの光を導くレンズ、お
    よびミラーからなる光学系に設けた偏光ビームスプリッ
    タより光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レ
    ンズを配設し、前記偏光ビームスプリッタにより分割さ
    れた他方の光束とを再度前記偏光ビームスプリッタによ
    り合成し、干渉像を得る光学系において、さらに前記偏
    光ビームスプリッタの光源側、および被検レンズ配設側
    に、１／４波長板を配設した光学系において、前記分割
    された被検レンズを配設した以外の他方の光路中に設け
    た稼働ミラー、または、前記分割された被検レンズを配
    設した光路中に設けた稼働ミラーにより光束の位相を可
    変にするとともに、前記稼働ミラーの移動量に対応した
    干渉像を撮像素子等の観察装置で取り込み、干渉縞画像
    解析装置で干渉縞画像を解析する構成とした干渉測定装
    置において、被検レンズの光源側に光源からの光束を被
    検レンズの焦点位置に集光させるレンズを配設し、光源
    と前記集光レンズの光路中に配設した光源からの光束を
    選択的に透過する開口を設け、前記集光レンズで前記開
    口の像を被検レンズの略瞳面に投影結像させることを特
    徴とした干渉測定装置。
12. 【請求項１２】光源と、光源からの光を導くレンズ、お
    よびミラーからなる光学系に設けたビームスプリッタよ
    り光束を分割し、分割された一方の光路中に被検レンズ
    または標準レンズを配設し、前記ビームスプリッタによ
    り分割された他方の光束とを再度前記ビームスプリッタ
    により合成し、干渉像を得る光学系において、前記分割
    された被検レンズなどを配設した以外の他方の光路中に
    設けた稼働ミラーにより光束の位相を可変にするととも
    に、前記稼働ミラーの移動量に対応した干渉像を撮像素
    子等の観察装置で取り込み、干渉縞画像解析装置で干渉
    縞画像を解析する構成とした干渉測定装置において、光
    源からの平行光ビームはビームスプリッタを有するコリ
    メータ系を介して参照面に平行光ビームが供給され、参
    照面により平行光ビームは二分され、一方は参照面によ
    り反射され、参照波面を形成し、他方は参照面を透過
    し、あらかじめ径の測定された開口を有する標準レンズ
    などに供給され、収束・発散された後、基準球面で反射
    され、往路を逆行し、再び標準レンズなどを透過し、参
    照面を経て前述の参照波面に重ね合わされ、この干渉波
    面はビームスプリッタを経て結像レンズなどにより撮像
    素子上に結像され、観測され、前記開口の像は結像レン
    ズなどにより撮像素子上に結像させることを特徴とした
    干渉測定装置。