JP2012233828A - 計測装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】参照光と計測光との干渉光強度を検出する複数の領域が2次元状に配列された検出部と、光源からの光を第1と第2の光に分離する第1の光学系と、第1の光が平行光で入射され2次元状の光路長差を有する複数の参照光束を生成する生成部と、生成部で生成された参照光の複数の参照光束のそれぞれが対応する複数の領域に入射するように、検出部に入射させる第2の光学系と、第2の光を被計測面の計測点に集光する第3の光学系と、計測点で反射された第2の光が複数の領域のそれぞれに入射するように、検出部に入射させる第4の光学系と、複数の領域のそれぞれに入射する複数の参照光束が有する光路長と複数の領域との対応関係に基づいて、複数の領域で検出される干渉光の強度から計測点における被計測面の高さを算出する処理部を有する。
【選択図】図1
Description
従って、従来技術では、計測可能な被計測面の高さの範囲(計測範囲)も式1で表される範囲に限定されてしまう。例えば、dをλ/8とした場合、被計測面(の計測点)が計測装置の基準位置からm×λ/8の範囲内に存在しないと、被計測面の高さを計測することができない。また、計測範囲を拡大するためにdを大きな値にした場合、被計測面の高さを高精度に計測することができない。
例えば、検出部108の各検出領域P11乃至Pnmの一例を図2(a)に示す。図2(a)を参照するに、参照光束のそれぞれが入射する検出部108の検出領域はm×n個であり、各検出領域P11乃至Pnmに入射する参照光束の光路長はdだけ異なっている。従って、計測装置100は、従来技術と比較して、計測可能な被計測面103の高さの範囲(計測範囲)を約n倍としながらも、被計測面103の高さを高精度に計測することができる。
Claims (8)
- 被計測面の高さを計測する計測装置であって、
参照光と計測光との干渉光の強度を検出する複数の領域が2次元状に配列された検出部と、
光源からの光を第1の光と第2の光とに分離する第1の光学系と、
前記第1の光が平行光で入射され、前記第1の光から2次元状の光路長差を有する複数の参照光束を含む前記参照光を生成する生成部と、
前記生成部で生成された前記参照光の前記複数の参照光束のそれぞれが対応する前記複数の領域のそれぞれに入射するように、前記参照光を前記検出部に入射させる第2の光学系と、
前記第2の光を前記被計測面の計測点に集光する第3の光学系と、
前記計測点で反射された前記第2の光が前記複数の領域のそれぞれに入射するように、前記第2の光を前記計測光として前記検出部に入射させる第4の光学系と、
前記複数の領域のそれぞれに入射する前記複数の参照光束のそれぞれが有する光路長と前記複数の領域との対応関係に基づいて、前記複数の領域のそれぞれで検出される干渉光の強度から前記計測点における前記被計測面の高さを算出する処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。 - 前記生成部は、前記第1の光が入射する入射口と前記第1の光が射出する射出口との間の距離が互いに異なる複数の光導波路を含み、
前記複数の光導波路は、前記複数の光導波路のそれぞれの前記射出口が第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に沿うように、2次元状に配列されていることを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 - 前記光導波路は、光ファイバで構成されていることを特徴とする請求項2に記載の計測装置。
- 前記生成部は、光を回折するための繰り返しパターンを第1の方向に有する第1の回折光学素子と、光を回折するための繰り返しパターンを第2の方向に有する第2の回折光学素子とを含み、
前記第1の回折光学素子及び前記第2の回折光学素子は、前記第1の方向と前記第2の方向とが直交するように配置され、
前記第1の回折光学素子の繰り返しパターンで回折された前記第1の光は前記第1の方向に光路長差を有し、前記第2の回折光学素子の繰り返しパターンで回折された前記第1の光は前記第2の方向に光路長差を有することを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 - 前記生成部は、光を回折するための繰り返しパターンを第1の方向及び前記第1の方向と直交する第2の方向に有する回折光学素子を含み、
前記回折光学素子の繰り返しパターンで回折された前記第1の光は、前記第1の方向及び前記第2の方向のそれぞれに光路長差を有することを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 - 前記生成部と前記検出部との間に配置され、前記生成部で前記参照光を生成する際に生じる色分散を低減する第5の光学系を更に有することを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
- 前記第5の光学系は、非回転対称形状を有するレンズを含むことを特徴とする請求項6に記載の計測装置。
- 前記第3の光学系と前記第4の光学系とは、1つの光学系で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の計測装置。
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