JP2671479B2 - 面形状測定装置 - Google Patents
面形状測定装置Info
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- JP2671479B2 JP2671479B2 JP4846489A JP4846489A JP2671479B2 JP 2671479 B2 JP2671479 B2 JP 2671479B2 JP 4846489 A JP4846489 A JP 4846489A JP 4846489 A JP4846489 A JP 4846489A JP 2671479 B2 JP2671479 B2 JP 2671479B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は干渉計を用いた面形状測定装置に関するもの
である。
である。
［従来の技術］ 従来のフィゾー型干渉計を用いた面形状測定装置の一
例を第２図に示す。この図において、201は干渉計本体
であり、内設された光源203から射出光学計204,206等を
介して平行光線束（基準光）を出射する。また、干渉計
本体201に入射する入射光線束（測定光等）は、ハーフ
ミラー205,入射光学計206,207等を介し、例えばCCD等か
らなる干渉縞検知装置208に入射する。202は干渉計ステ
ージであり、基準面212aを有する基準物体212が設置さ
れる基準面ステージ222と、被検体211が設置されるワー
クステージ221を備えている。被検体211の被検面211a
は、これらのステージ221等によりアライメント（第２
図の場合では基準面212aの球心と被検体211の下面の被
検面211aの焦点が一致）され、その位置は移動できるよ
うになっている。
例を第２図に示す。この図において、201は干渉計本体
であり、内設された光源203から射出光学計204,206等を
介して平行光線束（基準光）を出射する。また、干渉計
本体201に入射する入射光線束（測定光等）は、ハーフ
ミラー205,入射光学計206,207等を介し、例えばCCD等か
らなる干渉縞検知装置208に入射する。202は干渉計ステ
ージであり、基準面212aを有する基準物体212が設置さ
れる基準面ステージ222と、被検体211が設置されるワー
クステージ221を備えている。被検体211の被検面211a
は、これらのステージ221等によりアライメント（第２
図の場合では基準面212aの球心と被検体211の下面の被
検面211aの焦点が一致）され、その位置は移動できるよ
うになっている。
本体201より射出された基準光は、先ず干渉計ステー
ジ202内に固定された反射ミラー209bにより基準面212a
の光軸と平行方向に反射され、基準物体212を照射す
る。基準物体212に入射した基準光は、基準面212aにお
いて透過光と反射光との２つに分けられ、反射光は反射
基準光となって同一の光路を戻り、透過光は被検体211
を照射する。被検体211の被検面211aでは、前記透過光
の一部が反射して測定光となり、この測定光は再び基準
物体212を透過して前記反射基準光と同一の経路を戻
る。
ジ202内に固定された反射ミラー209bにより基準面212a
の光軸と平行方向に反射され、基準物体212を照射す
る。基準物体212に入射した基準光は、基準面212aにお
いて透過光と反射光との２つに分けられ、反射光は反射
基準光となって同一の光路を戻り、透過光は被検体211
を照射する。被検体211の被検面211aでは、前記透過光
の一部が反射して測定光となり、この測定光は再び基準
物体212を透過して前記反射基準光と同一の経路を戻
る。
この測定光と、反射基準光とは、干渉計本体201に戻
り、ミラー205により反射されて干渉縞検知装置208に入
射する。これらの２つの戻り光による干渉縞等を検知す
ることにより、被検面の面形状が測定できる。
り、ミラー205により反射されて干渉縞検知装置208に入
射する。これらの２つの戻り光による干渉縞等を検知す
ることにより、被検面の面形状が測定できる。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記の如き従来の技術においては、被検体
の複数の面、例えばレンズの両面等を測定する場合に
は、被検体の例えば一方の面のみを測定し、被検体の向
き等を変えて再度異なる面を測定する必要があり、被検
体の再設置やアライメント等に手数を要する問題があ
る。
の複数の面、例えばレンズの両面等を測定する場合に
は、被検体の例えば一方の面のみを測定し、被検体の向
き等を変えて再度異なる面を測定する必要があり、被検
体の再設置やアライメント等に手数を要する問題があ
る。
さらに、被検体によっては周囲の環境が変化した場合
に安定状態となるまでに時間がかかる物がある。例えば
精密レンズ等は、作業者がレンズを保持する際の手の温
度等の影響から、安定状態となるまでに３〜４時間を要
するため、この様な被検体を測定する場合には、被検体
が安定するまでの時間はその測定ができず、かつ装置を
測定できる状態で保ったまま待つ必要がある。
に安定状態となるまでに時間がかかる物がある。例えば
精密レンズ等は、作業者がレンズを保持する際の手の温
度等の影響から、安定状態となるまでに３〜４時間を要
するため、この様な被検体を測定する場合には、被検体
が安定するまでの時間はその測定ができず、かつ装置を
測定できる状態で保ったまま待つ必要がある。
また、被検体の被検面には、例えば重力等の影響から
たわみ等の歪を生じる。例えば、厚さ10mm,直径100mmの
平板ガラスを水平に保ち、その周囲でささえた場合に
は、中心部に約0.015μｍ程度のたわみが生ずる為、被
検面が上を向くか下を向くかにより測定誤差が生じるの
で、特に被検面の実際の使用状態と異なる状態で測定
（例えば上向きで使用する面を下向きの状態で測定す
る）を行なった場合に厳密な測定が出来ないという問題
点があった。
たわみ等の歪を生じる。例えば、厚さ10mm,直径100mmの
平板ガラスを水平に保ち、その周囲でささえた場合に
は、中心部に約0.015μｍ程度のたわみが生ずる為、被
検面が上を向くか下を向くかにより測定誤差が生じるの
で、特に被検面の実際の使用状態と異なる状態で測定
（例えば上向きで使用する面を下向きの状態で測定す
る）を行なった場合に厳密な測定が出来ないという問題
点があった。
［課題を解決するための手段］ 上記問題点を解決する為に請求項１に記載の発明で
は、被検体の面形状を干渉計を用いて測定する面形状測
定装置において、前記干渉計本体から射出された基準光
の光軸上に一端が回動可能な複数の反射ミラーと前記被
検体の夫々の被検面に相対して配設された基準物体とを
備えた光学系であって、前記夫々の反射ミラーにて反射
された基準光を前記基準物体を介して前記被検体の夫々
の被検面に照射し、夫々の被検体の面形状を固定した状
態で順次測定することを特徴とするものである。
は、被検体の面形状を干渉計を用いて測定する面形状測
定装置において、前記干渉計本体から射出された基準光
の光軸上に一端が回動可能な複数の反射ミラーと前記被
検体の夫々の被検面に相対して配設された基準物体とを
備えた光学系であって、前記夫々の反射ミラーにて反射
された基準光を前記基準物体を介して前記被検体の夫々
の被検面に照射し、夫々の被検体の面形状を固定した状
態で順次測定することを特徴とするものである。
また請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の面
形状測定装置において、前記光学系が、複数個、並列に
配列されていることを特徴とするものである。
形状測定装置において、前記光学系が、複数個、並列に
配列されていることを特徴とするものである。
また請求項３に記載の発明では、被検体の面形状を干
渉計を用いて測定する面形状測定装置において、前記干
渉計本体から射出された基準光の光軸上に一端が回動可
能な複数の反射ミラーを並列させて配設し、該夫々の反
射ミラーにて反射された基準光を基準物体を介して被検
体の夫々の被検面に照射し、前記被検体の被検面形状を
固定した状態で順次測定することを特徴とするものであ
る。
渉計を用いて測定する面形状測定装置において、前記干
渉計本体から射出された基準光の光軸上に一端が回動可
能な複数の反射ミラーを並列させて配設し、該夫々の反
射ミラーにて反射された基準光を基準物体を介して被検
体の夫々の被検面に照射し、前記被検体の被検面形状を
固定した状態で順次測定することを特徴とするものであ
る。
［作用］ 本発明に係る面形状測定装置は上記の様に構成されて
いるため、被検体の面形状を干渉計によって測定するに
当り、この装置に被検体を固定した状態に保持する。こ
こで、被検体の被検面が複数存在する場合には、被検体
の位置等を代えずに固定状態に保持したまま、各々の被
検面に対して別々の光学系を介して測定が行なわれる。
好ましくは、被検体の固定をその使用状態と同じ状態で
行うことにより、実際の使用状態での面形状の測定が高
精度に行なわれる。
いるため、被検体の面形状を干渉計によって測定するに
当り、この装置に被検体を固定した状態に保持する。こ
こで、被検体の被検面が複数存在する場合には、被検体
の位置等を代えずに固定状態に保持したまま、各々の被
検面に対して別々の光学系を介して測定が行なわれる。
好ましくは、被検体の固定をその使用状態と同じ状態で
行うことにより、実際の使用状態での面形状の測定が高
精度に行なわれる。
［実施例］ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図にフィゾー型干渉計を利用し、レンズ面を水平
方向で使用する被検体レンズの表面形状測定装置の一例
を示す。この図において、１は干渉計本体であり従来例
とはぼ同様の構成からなる。干渉計本体１の光源にはレ
ーザが用いられており、干渉縞検知装置８には、光学系
6,5,7の結像位置に配されたCCD等の検知手段及びモニタ
用TVカメラ等を備えている。2aは干渉計ステージであ
り、被検体レンズ11を水平方向に固定するワークステー
ジ21と、被検体レンズの上下面に夫々相対して配設され
る基準面10a,12aを有する基準物体10,12が固定される基
準面ステージ20,22を備えている。干渉計本体１からの
基準光の光軸上に反射ミラー9a,9bがその一辺を回動可
能に夫々並列させて取付けられている。反射ミラー9aを
回動させて下に降ろした場合には、基準光が垂直方向に
曲げられ、さらに次の反射ミラー9c,9dにより反射され
て被検体11の上面11bを照射し、また、反射ミラー9aを
上げて、並列に位置する反射ミラー9bを降ろした場合に
は、基準光がこの反射ミラー9bにより垂直方向に曲げら
れ、被検体11の下面11aを照射する。さらに、反射ミラ
ー9a,9bの両方を上げた場合には、干渉計ステージ2aの
後方（前記基準光の光軸方向に対して）に位置する同様
な干渉計ステージ2b以後へ基準光が配光される。
方向で使用する被検体レンズの表面形状測定装置の一例
を示す。この図において、１は干渉計本体であり従来例
とはぼ同様の構成からなる。干渉計本体１の光源にはレ
ーザが用いられており、干渉縞検知装置８には、光学系
6,5,7の結像位置に配されたCCD等の検知手段及びモニタ
用TVカメラ等を備えている。2aは干渉計ステージであ
り、被検体レンズ11を水平方向に固定するワークステー
ジ21と、被検体レンズの上下面に夫々相対して配設され
る基準面10a,12aを有する基準物体10,12が固定される基
準面ステージ20,22を備えている。干渉計本体１からの
基準光の光軸上に反射ミラー9a,9bがその一辺を回動可
能に夫々並列させて取付けられている。反射ミラー9aを
回動させて下に降ろした場合には、基準光が垂直方向に
曲げられ、さらに次の反射ミラー9c,9dにより反射され
て被検体11の上面11bを照射し、また、反射ミラー9aを
上げて、並列に位置する反射ミラー9bを降ろした場合に
は、基準光がこの反射ミラー9bにより垂直方向に曲げら
れ、被検体11の下面11aを照射する。さらに、反射ミラ
ー9a,9bの両方を上げた場合には、干渉計ステージ2aの
後方（前記基準光の光軸方向に対して）に位置する同様
な干渉計ステージ2b以後へ基準光が配光される。
この装置を用いた被検体レンズの表面形状の測定方法
を説明する。まず、ワークステージ21に被検体レンズ11
をその使用状態での上面11bを上向きに設置し、基準面
ステージ20,22には基準物体10,12を基準面10a,12aが夫
々被検体レンズの上下面11b,11aに相対するように設置
し、夫々のアライメントを行なう。ここで、ミラー9aを
上げミラー9bを下げた状態で干渉計本体１より基準光を
出射すると、被検体レンズ下面11a及び基準面12aで夫々
反射された測定光等が干渉縞検知装置８に入射する。こ
の測定光の干渉縞を検知することで被検体レンズ下面の
表面形状が測定できる。一方、ミラー9aを下げ（ミラー
9bはどちらでもよい）た状態で基準光を配光させると、
被検体レンズ上面11b及び基準面10aで夫々反射された測
定光等が、前記同様に干渉縞検知装置８に入射し、被検
体レンズ上面11bの表面形状が測定できる。又、ミラー9
a,9bを双方とも上げた状態で基準光を配光させると、干
渉計ステージ2bに基準光が入射し、これに設置された被
検体レンズ11の表面形状が測定できる。
を説明する。まず、ワークステージ21に被検体レンズ11
をその使用状態での上面11bを上向きに設置し、基準面
ステージ20,22には基準物体10,12を基準面10a,12aが夫
々被検体レンズの上下面11b,11aに相対するように設置
し、夫々のアライメントを行なう。ここで、ミラー9aを
上げミラー9bを下げた状態で干渉計本体１より基準光を
出射すると、被検体レンズ下面11a及び基準面12aで夫々
反射された測定光等が干渉縞検知装置８に入射する。こ
の測定光の干渉縞を検知することで被検体レンズ下面の
表面形状が測定できる。一方、ミラー9aを下げ（ミラー
9bはどちらでもよい）た状態で基準光を配光させると、
被検体レンズ上面11b及び基準面10aで夫々反射された測
定光等が、前記同様に干渉縞検知装置８に入射し、被検
体レンズ上面11bの表面形状が測定できる。又、ミラー9
a,9bを双方とも上げた状態で基準光を配光させると、干
渉計ステージ2bに基準光が入射し、これに設置された被
検体レンズ11の表面形状が測定できる。
このように、本実施例ではミラー9a,bの操作だけで被
検体レンズの各面を測定することができるため、従来の
様に被検体レンズを再設置等する必要がなく、その際に
環境に再度馴染ませ安定状態を待つ必要が無くなるた
め、作業時間の大幅な短縮を図ることが可能となった。
さらに、一つの干渉計本体１に対して複数の干渉計ステ
ージを連結できるため、装置全体の製作コストの削減と
ともに、一つのレンズの安定状態も待つ間に他のレンズ
の測定が行なえるため、複数のレンズの表面形状を測定
する場合にも作業時間の短縮を図ることができる利点が
ある。加えて、その表面形状を例えば使用状態の上面を
同じ状態の上向の面として測定できるため測定誤差が少
なくなる効果もある。また、第３図（１）に示すように
干渉計ステージを第１のステージ32a,第２のステージ33
a、折り返しミラー31aのブロックの３つに分けると、二
つの光学系ステージ32a,33aを利用して二つのレンズを
一つの干渉計ステージに同時に設置することや、第３図
（２）に示すように従来と同様な単体の干渉計ステージ
302等として使用することや、これらを組合せて使用す
ることもできる。
検体レンズの各面を測定することができるため、従来の
様に被検体レンズを再設置等する必要がなく、その際に
環境に再度馴染ませ安定状態を待つ必要が無くなるた
め、作業時間の大幅な短縮を図ることが可能となった。
さらに、一つの干渉計本体１に対して複数の干渉計ステ
ージを連結できるため、装置全体の製作コストの削減と
ともに、一つのレンズの安定状態も待つ間に他のレンズ
の測定が行なえるため、複数のレンズの表面形状を測定
する場合にも作業時間の短縮を図ることができる利点が
ある。加えて、その表面形状を例えば使用状態の上面を
同じ状態の上向の面として測定できるため測定誤差が少
なくなる効果もある。また、第３図（１）に示すように
干渉計ステージを第１のステージ32a,第２のステージ33
a、折り返しミラー31aのブロックの３つに分けると、二
つの光学系ステージ32a,33aを利用して二つのレンズを
一つの干渉計ステージに同時に設置することや、第３図
（２）に示すように従来と同様な単体の干渉計ステージ
302等として使用することや、これらを組合せて使用す
ることもできる。
以上は、被検体レンズを水平に固定した状態で測定し
た例を説明したが、被検体レンズを垂直に又は所定の傾
きに固定して測定する場合には、干渉計ステージ２自体
を水平方向や所定の傾きを持たせて配するか、あるいは
同じ状態で被検体レンズを固定するワークステージ等
と、これらに配光する光学系等を備えればよい。また、
例えば複数の被検体の被検面を測定する場合には、被検
体を使用状態と同じ状態で固定する手段と、その固定さ
れた被検体の各被検面を測定する複数の光学系を夫々備
えればよい。
た例を説明したが、被検体レンズを垂直に又は所定の傾
きに固定して測定する場合には、干渉計ステージ２自体
を水平方向や所定の傾きを持たせて配するか、あるいは
同じ状態で被検体レンズを固定するワークステージ等
と、これらに配光する光学系等を備えればよい。また、
例えば複数の被検体の被検面を測定する場合には、被検
体を使用状態と同じ状態で固定する手段と、その固定さ
れた被検体の各被検面を測定する複数の光学系を夫々備
えればよい。
ここで、複数の光学系は、それぞれ別個の光源及び測
定装置等を備えたものでもよいが、例えば本実施例のよ
うに、単体の光源及び測定装置を利用し、夫々の被検面
及び基準面に測定の為の基準光を順次配光することがで
きるような手段等を備えることにより、装置全体の簡略
化に加え製作コストの削減を行なうこともできる。
定装置等を備えたものでもよいが、例えば本実施例のよ
うに、単体の光源及び測定装置を利用し、夫々の被検面
及び基準面に測定の為の基準光を順次配光することがで
きるような手段等を備えることにより、装置全体の簡略
化に加え製作コストの削減を行なうこともできる。
また、測定の為の光学系に用いる干渉計はトワイマン
・グリーン型や、その他の干渉計を用いるものにも応用
できる。
・グリーン型や、その他の干渉計を用いるものにも応用
できる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明にかかる面形状測定装置で
は、被検体を固定した状態のままで複数の被検面の面形
状を測定する事ができる為、作業時間の大幅な短縮を図
ることが出来る。
は、被検体を固定した状態のままで複数の被検面の面形
状を測定する事ができる為、作業時間の大幅な短縮を図
ることが出来る。
また、被検体をその使用状態と同じ状態で固定する場
合には、測定誤差の少ない安定した高精度の面形状測定
ができる。
合には、測定誤差の少ない安定した高精度の面形状測定
ができる。
第１図は本発明の一実施例にかかる面形状測定装置を示
す説明図、 第２図は従来の面形状測定装置の一例を示す説明図、 第３図は本発明の他の実施例の干渉計ステージを示す説
明図である。 ［主要部分の符号の説明］ １……干渉計本体、 2a,2b……干渉計ステージ、 ３……光源（レーザ）、4,6,7……レンズ、 ５……ハーフミラー、 ８……干渉縞検知装置、 9a,9b,9c,9d……反射ミラー、 10……基準物体,10a……基準面（上面測定用）、20……
基準面ステージ（上面測定用）、 11……被検体レンズ,21……ワークステージ、 12……基準物体,12a……基準面（下面測定用）,22……
基準面ステージ（下面測定用）。
す説明図、 第２図は従来の面形状測定装置の一例を示す説明図、 第３図は本発明の他の実施例の干渉計ステージを示す説
明図である。 ［主要部分の符号の説明］ １……干渉計本体、 2a,2b……干渉計ステージ、 ３……光源（レーザ）、4,6,7……レンズ、 ５……ハーフミラー、 ８……干渉縞検知装置、 9a,9b,9c,9d……反射ミラー、 10……基準物体,10a……基準面（上面測定用）、20……
基準面ステージ（上面測定用）、 11……被検体レンズ,21……ワークステージ、 12……基準物体,12a……基準面（下面測定用）,22……
基準面ステージ（下面測定用）。
Claims (3)
- 【請求項１】被検体の面形状を干渉計を用いて測定する
面形状測定装置において、 前記干渉計本体から射出された基準光の光軸上に一端が
回動可能な複数の反射ミラーと前記被検体の夫々の被検
面に相対して配設された基準物体とを備えた光学系であ
って、 前記夫々の反射ミラーにて反射された基準光を前記基準
物体を介して前記被検体の夫々の被検面に照射し、夫々
の被検体の面形状を固定した状態で順次測定することを
特徴とする面形状測定装置。 - 【請求項２】前記光学系が、複数個、並列に配列されて
いることを特徴とする請求項１に記載の面形状測定装
置。 - 【請求項３】被検体の面形状を干渉計を用いて測定する
面形状測定装置において、 前記干渉計本体から射出された基準光の光軸上に一端が
回動可能な複数の反射ミラーを並列させて配設し、該夫
々の反射ミラーにて反射された基準光を基準物体を介し
て被検体の夫々の被検面に照射し、前記被検体の被検面
形状を固定した状態で順次測定することを特徴とする面
形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4846489A JP2671479B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 面形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4846489A JP2671479B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 面形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228510A JPH02228510A (ja) | 1990-09-11 |
| JP2671479B2 true JP2671479B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=12804093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4846489A Expired - Fee Related JP2671479B2 (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 面形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671479B2 (ja) |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP4846489A patent/JP2671479B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02228510A (ja) | 1990-09-11 |
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