JP2003172660A - 干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉計を構成する光学部材によって生じる収
差を取り除いて精度の高い測定を行う。 【解決手段】 光源１からの光束を２つの光路に分割す
る光束分割手段３と、一方の光路に配置されて参照波面
の光束を形成する参照光学系６と、他方の光路に配置さ
れて被検波面の光束を形成する被検光学系７と、参照波
面の光束及び被検波面の光束を合成する光束合成手段１
０と、光束合成手段１０からの光束を結像させる結像手
段１３と、結像手段１３によって形成される干渉縞に基
づいて位相データを算出し収差量を求める演算手段１８
とを有する。参照光学系６又は被検光学系７の光路中に
ミラー４，５が配置されており、ミラー５が歪み調整手
段１２によって歪み調整可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、収差除去を行うこ
とが可能な干渉計に関する。 【０００２】 【従来の技術】干渉計の一種であるマッハツェンダー型
干渉計は、２つに分岐した光束中にそれぞれ被検レン
ズ、参照レンズを配置し、それぞれの光束を再び合成す
ることにより形成される干渉縞を解析することによって
被検レンズの形状等を測定するものである。 【０００３】図３は典型的な従来のマッハツェンダー型
干渉計を示す。この干渉計は、光源１０１と、ビームエ
キスパンダ１０２と、光束を２つに分割するビームスプ
リッタ１０３と、それぞれの光路に配置されたミラー１
０４、１０５と、ミラー１０４，１０５からの光路中に
それぞれ配置された参照レンズ１１１及び被検レンズ１
１２と、これらのレンズ１１１，１１２の後方に配置さ
れた集光レンズ１０６及び１０７と、２つの光束を合成
するビームスプリッタ１０８と、干渉縞を観察する結象
手段１０９と、干渉縞に基づいて算出された位相データ
から収差量を解析する演算手段１１０とから構成されて
いる。 【０００４】この干渉計において、光源１０１から出射
された光束は、ビームエキスパンダ１０２によって適当
な径に広げられる。そして、光束はビームスプリッタ１
０３により２つの光束に分岐され、一方の光束はミラー
１０４で反射されて参照レンズ１１１及び集光レンズ１
０６を透過し、もう一方の光束はミラー１０５で反射さ
れて被検レンズ１１２及び集光レンズ１０７を透過す
る。これらの光束はビームスプリッタ１０８により再び
合成されて、結像手段１０９により干渉縞が得られる。
この干渉縞を演算手段１１０により解析することにより
被検レンズ１１２の収差量等を測定する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】干渉計では、光源から
の波面を参照波面と被検波面とに分岐し、その分岐した
波面を再び合成し干渉縞を得るが、干渉計を構成する光
学部材の機械的・光学的な製作誤差が測定結果に影響を
与えている。従来の干渉計では、光学部材による収差の
影響が少なくなるように多数の光学部材中から最良の組
合せを選択したり、取付け方向の最良の組合せを選択す
る等の対策を行っているが、必要以上の光学部材を製作
しなければならなかったり、組合せの検討に非常に手間
がかかっている。また、演算処理により２つの光路の差
をキャンセルし、被検レンズの収差を測定する方法が考
えられるが、２つの光路の差が大きい場合には、測定結
果に誤差が出る問題がある。 【０００６】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたものであり、干渉計を構成する光学部材により生
じる収差を取り除き、精度の高い測定を行うことが可能
な干渉計を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は光路中のミラーに歪み調整機構を設け、収
差除去の光学調整を行うものである。 【０００８】このため請求項１の発明は、光源からの光
束を２つの光路に分割する光束分割手段と、一方の光路
に配置されて参照波面の光束を形成する参照光学系と、
他方の光路に配置されて被検波面の光束を形成する被検
光学系と、参照波面の光束及び被検波面の光束を合成す
る光束合成手段と、光束合成手段からの光束を結像させ
る結像手段と、結像手段によって形成される干渉縞に基
づいて位相データを算出し収差量を求める演算手段とを
有した干渉計において、前記参照光学系又は被検光学系
の光路中にミラーが配置されており、このミラーが歪み
調整手段によって歪み調整可能となっていることを特徴
とする。 【０００９】上記構成において、光源から出射された光
束は、光束分割手段により２つの光束に分岐され、一方
の光束は参照光学系を透過することにより参照波面を形
成し、他方の光束は被検光学系を透過し被検波面を形成
する。これらの光束は光束合成手段により再び合成され
て、結像手段により結像されて干渉縞が得られる。この
干渉縞を演算手段により解析することにより被検光学系
の収差量等を測定する。 【００１０】請求項１の発明では、被検光学系又は参照
光学系側の光路中に配置されたミラーを歪み調整手段に
よって歪ませることにより波面収差を取り除くことがで
きる。このとき、ミラーの歪み調整は、被検光学系側に
マスター光学系を置き、得られた干渉縞の解析結果を基
に収差が減少するように行う。この調整を行うことによ
り、干渉計自体が有している収差を抑えることができ、
精度の高い測定を行うことができる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施の形
態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態にお
いて、同一の部材には同一の符号を付して対応させてあ
る。 【００１２】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１であり、マッハツェンダー型干渉計に適用した形態
を示す。 【００１３】図１において、レーザ光線１と、ビームエ
キスパンダ２と、光束を２つの光路に分岐するビームス
プリッタ３と、分岐されたそれぞれの光路に配置されて
光束を曲げるためのミラー４、５と、ミラー４側の光路
に配置された参照レンズ６と、参照レンズ６の後方に配
置された参照側集光レンズ８と、ミラー５側の光路に配
置された被検レンズ７と、被検レンズ７の後方に配置さ
れた被検側集光レンズ９と、２つの光束を合成するビー
ムスプリッタ１０と、合成された光束により得られる干
渉縞を投影するスクリーン１３と、スクリーン１３に投
影された干渉縞を観察するためのズームレンズ１４、干
渉縞を撮影するＣＣＤカメラ１５と、干渉縞を映し出す
モニタ１６と、干渉縞に基づいて算出された位相データ
から収差量を解析する演算手段１８とを有している。 【００１４】この実施の形態において、被検レンズ７側
の光路に配置されているミラー５は、歪み調整部材１２
に取り付けられている。歪み調整部材１２はミラー５が
貼り付けられる板状部材１１と、板状部材１１を保持す
る複数の押しねじ１２ａとを有して構成されており、複
数の押しねじ１２ａにより板状部材１２を介してミラー
５を歪ませるようになっている。 【００１５】また、参照レンズ６側の光路に配置されて
いるミラー４は、ピエゾステージ１７に支持されてい
る。このピエゾステージ１７によって、ミラー４は光軸
と平行な方向に微動するフリンジスキャンが行われる。 【００１６】このような構成の干渉計において、レーザ
光源１から出射した光束は、ビームエキスパンダ２によ
って適当な径に広げられる。光束はビームスプリッタ３
により２つの光束に分岐され、一方の光束はミラー４に
よって反射されて参照レンズ６及び参照側集光レンズ８
に導かれる。もう一方の光束はミラー５によって反射さ
れて被検レンズ７及び被検側集光レンズ９に導かれる。 【００１７】これらの光束はビームスプリッタ１０によ
り再び合成されて、スクリーン１３上に干渉縞を形成す
る。ここで、２つの光路は等価に調整されているため、
参照レンズ６と被検レンズ７のそれぞれの光路で生じる
波面収差の差により干渉縞が得られる。この干渉縞をＣ
ＣＤカメラ１５により撮影し、ズームレンズ１４で適当
な大きさにしてモニタ１６に映す。 【００１８】このとき、ピエゾステージ１７によりミラ
ー４を光軸と平行に微動させるフリンジスキャンを行
い、これを画像処理することによって干渉縞から位相デ
ータが得られる。更にこれを、演算手段１８により解析
することにより被検レンズ７の収差量等を測定すること
ができる。 【００１９】この実施の形態では、２つに分岐した光路
で生じる収差の差を、あらかじめ被検レンズ７にマスタ
ーとなるレンズを用いることで得られる干渉縞を解析す
ることにより求める。そして、その結果を基に複数の押
しねじ１２ａにより板状部材１１を介してミラー５を歪
ませ収差が少なくなるように調整する。また、このとき
参照レンズ６と被検レンズ７を外した状態で行っても良
い。 【００２０】また、この実施の形態では、被検光学系の
ミラー５を歪ませているが、参照光学系のミラー４を歪
み調整手段に取り付けて参照光学系のミラー４を歪ませ
ても良い。 【００２１】このような実施の形態では、干渉計自体が
有している収差を抑えることができるため、より高精度
に測定することが可能となる。 【００２２】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２であり、トワイマングリーン型干渉計に適用した形
態を示す。 【００２３】図２において、ビームスプリッタ３により
分岐した一方の光路には、参照側集光レンズ８が配置さ
れると共に、参照側集光レンズ８の後側には、参照光学
部材１９が配置されている。この参照光学部材１９は、
ピエゾステージ１７に支持されており、これにより、参
照光学部材１９は光軸と平行に微動するフリンジスキャ
ンが可能となっている。 【００２４】また、他方の光路には、光束を曲げるため
のミラー５及び被検側集光レンズ９が配置され、被検側
集光レンズ９の後側には、被検光学部材２０が配置され
ている。ミラー５は歪み調整部材１２に取り付けられて
おり、歪み調整部材１２はミラー５が貼り付けられる板
状部材１１と、板状部材１１を保持する複数の押しねじ
１２ａとを有しており、複数の押しねじ１２ａにより板
状部材１２を介してミラー５を歪ませるようになってい
る。 【００２５】この実施の形態において、レーザ光源１か
ら出射された光束は、ビームエキスパンダ２によって適
当な径に広げられる。この光束はビームスプリッタ３に
より２つの光束に分岐され、一方の光路では、参照側集
光レンズ８を通り参照光学部材１９に導かれる。他方の
光路では、光束がミラー５によって反射された後、被検
側集光レンズ９を通り被検光学部材２０に導かれる。 【００２６】これらの光束はそれぞれ参照光学部材１９
及び被検光学部材２０で反射され、ビームスプリッタ３
により再び合成されて、スクリーン１３上に干渉縞を形
成する。ここで、２つの光路は等価に調整されているた
め、参照光学部材１９と被検光学部材２０のそれぞれの
光路で生じる波面収差の差により干渉縞が得られる。こ
の干渉縞をＣＣＤカメラ１５により撮影し、ズームレン
ズ１４で適当な大きさにしてモニタ１６に映す。 【００２７】このとき、ピエゾステージ１７により参照
光学部材１９を光軸と平行に微動させるフリンジスキャ
ンを行い、これを画像処理することによって干渉縞から
位相データが得られる。更にこれを、演算手段１８によ
り解析することによって被検光学部材２０の収差量等を
測定することができる。 【００２８】また、あらかじめ、２つに分岐した光路で
生じる収差の差を、被検光学部材２０にマスタとなる光
学部材を用いることで得られる干渉縞を解析することに
より求め、その結果を基に複数の押しねじ１２ａにより
板状部材１１を介してミラー５を歪ませ収差が少なくな
るように調整する。 【００２９】このような実施の形態では、干渉計自体が
有している収差を抑えることができるため、高精度に測
定することが可能なトワイマングリーン型の干渉計とす
ることができる。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光路中に歪みを調整できるミラーを設けること
により、干渉計自体が有している収差を取り除くことが
できるため、精度の高い測定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す正面図であ
る。 【図２】本発明の実施の形態２の構成を示す正面図であ
る。 【図３】従来のマッハツェンダー型干渉計を示す正面図
である。 【符号の説明】 １ 光源 ３ ビームスプリッタ ４，５ ミラー ６ 参照レンズ ７ 被検レンズ １２ 歪み調整部材 １８ 演算手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光源からの光束を２つの光路に分割する
   光束分割手段と、一方の光路に配置されて参照波面の光
   束を形成する参照光学系と、他方の光路に配置されて被
   検波面の光束を形成する被検光学系と、参照波面の光束
   及び被検波面の光束を合成する光束合成手段と、光束合
   成手段からの光束を結像させる結像手段と、結像手段に
   よって形成される干渉縞に基づいて位相データを算出し
   収差量を求める演算手段とを有した干渉計において、前
   記参照光学系又は被検光学系の光路中にミラーが配置さ
   れており、このミラーが歪み調整手段によって歪み調整
   可能となっていることを特徴とする干渉計。