JP2899688B2 - 円筒面検査用ホログラム干渉計 - Google Patents
円筒面検査用ホログラム干渉計Info
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- JP2899688B2 JP2899688B2 JP13479497A JP13479497A JP2899688B2 JP 2899688 B2 JP2899688 B2 JP 2899688B2 JP 13479497 A JP13479497 A JP 13479497A JP 13479497 A JP13479497 A JP 13479497A JP 2899688 B2 JP2899688 B2 JP 2899688B2
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- Japan
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- hologram
- cylindrical
- cylindrical surface
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- mirror
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、円筒面検査用ホログ
ラム干渉計に関するものである。高精度円筒鏡や円筒レ
ンズは、コードスキャン装置、レーザー投影機、ホログ
ラム製作、光情報処理および演算装置などに用いられて
いる。これらの円筒鏡や円筒レンズは高精度に製作する
必要があり、そのためには円筒鏡や円筒レンズの円筒面
の形状を高精度に検査するための技術が必要である。
ラム干渉計に関するものである。高精度円筒鏡や円筒レ
ンズは、コードスキャン装置、レーザー投影機、ホログ
ラム製作、光情報処理および演算装置などに用いられて
いる。これらの円筒鏡や円筒レンズは高精度に製作する
必要があり、そのためには円筒鏡や円筒レンズの円筒面
の形状を高精度に検査するための技術が必要である。
【０００２】
【従来の技術】従来円筒鏡や円筒レンズの円筒面の形状
誤差を高精度に検査する技術として、光干渉計がある。
光干渉計は、光学部品などの鏡面の形状を非接触で高精
度にしかも全面同時に計測できるため、きわめて有効な
検査手段となっている。
誤差を高精度に検査する技術として、光干渉計がある。
光干渉計は、光学部品などの鏡面の形状を非接触で高精
度にしかも全面同時に計測できるため、きわめて有効な
検査手段となっている。
【０００３】通常の光干渉計の原理は次の通りである。
すなわちある形状を持った検査面から反射された光波面
と、その形状の理想的な面（基準面）から反射された光
波面との差分、すなわち誤差の分布を、干渉縞模様とし
て、光の波長程度ごとの等高線地図として得ることであ
る。通常その形状の理想的な面（基準面）としてマスタ
ープレートが準備され、検査対象の円筒鏡や円筒レンズ
の円筒面の形状をマスタープレートと個々に比較するこ
とによって行なってきた。
すなわちある形状を持った検査面から反射された光波面
と、その形状の理想的な面（基準面）から反射された光
波面との差分、すなわち誤差の分布を、干渉縞模様とし
て、光の波長程度ごとの等高線地図として得ることであ
る。通常その形状の理想的な面（基準面）としてマスタ
ープレートが準備され、検査対象の円筒鏡や円筒レンズ
の円筒面の形状をマスタープレートと個々に比較するこ
とによって行なってきた。
【０００４】ところがマスタープレートは、理想的な円
筒面形状もしくは極めて高い精度の円筒面形状を備えて
いなければならないために製作が大変困難であり、した
がって数も希少で高価である。そのため円筒鏡や円筒レ
ンズの製造現場においては、それらを入手しずらく問題
となっている。そこでＹ．Ｍｉｎａｍｉらは基準円筒面
を発生させるために、計算機合成ホログラム素子を製作
し、そのレプリカを作ることで円筒面の形状を簡易的に
検査する方法を提案した（ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１７２０
（１９９２）ｐｐ５０６−５１１）。
筒面形状もしくは極めて高い精度の円筒面形状を備えて
いなければならないために製作が大変困難であり、した
がって数も希少で高価である。そのため円筒鏡や円筒レ
ンズの製造現場においては、それらを入手しずらく問題
となっている。そこでＹ．Ｍｉｎａｍｉらは基準円筒面
を発生させるために、計算機合成ホログラム素子を製作
し、そのレプリカを作ることで円筒面の形状を簡易的に
検査する方法を提案した（ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１７２０
（１９９２）ｐｐ５０６−５１１）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところがこの方法はホ
ログラム素子製作に電子ビーム描画装置を必要とするた
めに基準ホログラム素子が高価となること、価格を下げ
るために多数のレプリカを取ることによって一枚当りの
単価は安くなるが精度が落ちるという問題点が残ってい
る。このようなことから、簡単に安価な円筒鏡や円筒レ
ンズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装置の開発
が望まれている。この発明は上記のごとき事情に鑑みて
なされたものであって、簡単に安価な円筒鏡や円筒レン
ズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装置を提供す
ることを目的とするものである。
ログラム素子製作に電子ビーム描画装置を必要とするた
めに基準ホログラム素子が高価となること、価格を下げ
るために多数のレプリカを取ることによって一枚当りの
単価は安くなるが精度が落ちるという問題点が残ってい
る。このようなことから、簡単に安価な円筒鏡や円筒レ
ンズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装置の開発
が望まれている。この発明は上記のごとき事情に鑑みて
なされたものであって、簡単に安価な円筒鏡や円筒レン
ズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装置を提供す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の円筒面検査用ホログラム干渉計は、平行光でホ
ログラムを照明して生成した再生光を検査円筒面で反射
させた検査波面を平面波面と干渉させて、干渉縞を形成
させ、前記干渉縞を測定して検査円筒面の形状を検査す
る円筒鏡面検査用ホログラム干渉計であって、前記ホロ
グラムは平行光の光路中に緊張されたワイヤによって生
成される反射散乱光を物体光として前記平行光を参照光
として記録したものであることを特徴としている。
の発明の円筒面検査用ホログラム干渉計は、平行光でホ
ログラムを照明して生成した再生光を検査円筒面で反射
させた検査波面を平面波面と干渉させて、干渉縞を形成
させ、前記干渉縞を測定して検査円筒面の形状を検査す
る円筒鏡面検査用ホログラム干渉計であって、前記ホロ
グラムは平行光の光路中に緊張されたワイヤによって生
成される反射散乱光を物体光として前記平行光を参照光
として記録したものであることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を一実施の
形態を示す図面について説明する。図１において、１は
円筒面検査用ホログラム干渉計である。円筒面検査用ホ
ログラム干渉計１はホログラム照明光学系２及び半透鏡
３を光軸９上に備え、さらに半透鏡３の透過側にホログ
ラム４、平面鏡５を備え、かつ半透鏡３の反射側に観測
レンズ６およびスクリーン７を備えている。平面鏡５は
ホログラム４からｆの距離にあって光軸９と交わる部分
に紙面に垂直方向にスリット８が貫通開口している。ホ
ログラム照明光学系２はレーザ光源１１、顕微鏡対物レ
ンズ１２、ピンホール１３及びコリメートレンズ１４を
備えている。
形態を示す図面について説明する。図１において、１は
円筒面検査用ホログラム干渉計である。円筒面検査用ホ
ログラム干渉計１はホログラム照明光学系２及び半透鏡
３を光軸９上に備え、さらに半透鏡３の透過側にホログ
ラム４、平面鏡５を備え、かつ半透鏡３の反射側に観測
レンズ６およびスクリーン７を備えている。平面鏡５は
ホログラム４からｆの距離にあって光軸９と交わる部分
に紙面に垂直方向にスリット８が貫通開口している。ホ
ログラム照明光学系２はレーザ光源１１、顕微鏡対物レ
ンズ１２、ピンホール１３及びコリメートレンズ１４を
備えている。
【０００８】ホログラム４はホログラム作成光学系１５
によって次のようにして作成されたものである。図２に
おいて、１５はホログラム作成光学系である。ホログラ
ム作成光学系１５は前述の円筒面検査用ホログラム干渉
計１におけるホログラム照明光学系２のレーザ光源１１
の出口部分にシャッタ１６を配置したものである。
によって次のようにして作成されたものである。図２に
おいて、１５はホログラム作成光学系である。ホログラ
ム作成光学系１５は前述の円筒面検査用ホログラム干渉
計１におけるホログラム照明光学系２のレーザ光源１１
の出口部分にシャッタ１６を配置したものである。
【０００９】このような構成において、レーザー光源１
１から発せられたビームは顕微鏡対物レンズ１２及びピ
ンホール１３で広げられ、コリメートレンズ１４で平行
光とされる。平行光中には一本のワイヤ１７が紙面と垂
直な方向に緊張してぴんと張られており、その後方のｆ
だけ離れた位置に写真乾板１８が置かれる。ここで写真
乾板１８は光軸９に垂直な平面内にある。この光学系に
おいては、ワイヤ１７によって反射散乱された光（物体
光）と、ワイヤ１７に邪魔されないでそれを通り抜けた
光（参照光）とが写真乾板１８上で干渉する。したがっ
てこの状態でシャッタ１６を開いて写真乾板１８を露光
し、現像処理を行なうとホログラム４が出来上がる（こ
のホログラムはインライン・フラウンホーファホログラ
ムと呼ばれている）。ただしこのワイヤ１７は図３のよ
うに、物体光を正確に円筒波面とするためにその表面こ
こは鏡面状でその断面は、放物線となっている。
１から発せられたビームは顕微鏡対物レンズ１２及びピ
ンホール１３で広げられ、コリメートレンズ１４で平行
光とされる。平行光中には一本のワイヤ１７が紙面と垂
直な方向に緊張してぴんと張られており、その後方のｆ
だけ離れた位置に写真乾板１８が置かれる。ここで写真
乾板１８は光軸９に垂直な平面内にある。この光学系に
おいては、ワイヤ１７によって反射散乱された光（物体
光）と、ワイヤ１７に邪魔されないでそれを通り抜けた
光（参照光）とが写真乾板１８上で干渉する。したがっ
てこの状態でシャッタ１６を開いて写真乾板１８を露光
し、現像処理を行なうとホログラム４が出来上がる（こ
のホログラムはインライン・フラウンホーファホログラ
ムと呼ばれている）。ただしこのワイヤ１７は図３のよ
うに、物体光を正確に円筒波面とするためにその表面こ
こは鏡面状でその断面は、放物線となっている。
【００１０】以上のように作成されたホログラム４を使
用して円筒面の検査は次のようにしてなされる。作成さ
れたホログラムは、裏面をコリメートレンズ１４に向け
て円筒面検査用ホログラム干渉計１にセットする。また
検査対象である円筒鏡２１は平面鏡５の後方に配置し、
この状態でレーザー光源１１を発光させる。レーザー光
源１１から発せられたビームは顕微鏡対物レンズ１２及
びピンホール１３で広げられ、コリメートレンズ１４で
平行光とされる。ホログラム４は裏面に垂直に入射する
参照光である平行光によって照明される。するとホログ
ラム面からの距離ｆを焦点距離とした物体光である円筒
面波面を再生する。この再生円筒面波面は検査対象であ
る円筒鏡２１によって反射された後に元の光路を戻り、
ホログラム４を透過して後に半透鏡３によって反射さ
れ、観測レンズ６を通ってスクリーン７に達する。これ
が検査波面である。
用して円筒面の検査は次のようにしてなされる。作成さ
れたホログラムは、裏面をコリメートレンズ１４に向け
て円筒面検査用ホログラム干渉計１にセットする。また
検査対象である円筒鏡２１は平面鏡５の後方に配置し、
この状態でレーザー光源１１を発光させる。レーザー光
源１１から発せられたビームは顕微鏡対物レンズ１２及
びピンホール１３で広げられ、コリメートレンズ１４で
平行光とされる。ホログラム４は裏面に垂直に入射する
参照光である平行光によって照明される。するとホログ
ラム面からの距離ｆを焦点距離とした物体光である円筒
面波面を再生する。この再生円筒面波面は検査対象であ
る円筒鏡２１によって反射された後に元の光路を戻り、
ホログラム４を透過して後に半透鏡３によって反射さ
れ、観測レンズ６を通ってスクリーン７に達する。これ
が検査波面である。
【００１１】この検査波面は円筒鏡２１で反射すること
によって基準筒面に対して僅かに歪んでいる。一方ホロ
グラム４を透過した平行光はそのまま平面鏡５によって
反射された後に元の光路を戻り、ホログラム４で回折さ
れて半透鏡によって反射され、観測レンズを通って平面
波面としてスクリーン７に達する。スクリーン７上では
平面波面と検査波面との干渉縞模様が観測され、それは
円筒面の形状誤差分布を等光線マップとして現してい
る。
によって基準筒面に対して僅かに歪んでいる。一方ホロ
グラム４を透過した平行光はそのまま平面鏡５によって
反射された後に元の光路を戻り、ホログラム４で回折さ
れて半透鏡によって反射され、観測レンズを通って平面
波面としてスクリーン７に達する。スクリーン７上では
平面波面と検査波面との干渉縞模様が観測され、それは
円筒面の形状誤差分布を等光線マップとして現してい
る。
【００１２】
【発明の効果】本発明ではワイヤにより簡単に基準円筒
面発生ホログラム素子を得ることができ、そして基準円
筒面をホログラムから光学的に再生することができ、レ
プリカを取る必要がないので精度の低下がなく高精度の
基準円筒面を安価に得ることができる。以上の説明から
明らかな通り、この発明によれば、簡単に安価な円筒鏡
や円筒レンズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装
置を得ることができる。
面発生ホログラム素子を得ることができ、そして基準円
筒面をホログラムから光学的に再生することができ、レ
プリカを取る必要がないので精度の低下がなく高精度の
基準円筒面を安価に得ることができる。以上の説明から
明らかな通り、この発明によれば、簡単に安価な円筒鏡
や円筒レンズの円筒面の形状誤差を高精度に検査する装
置を得ることができる。
【図１】この発明の円筒面検査用ホログラム干渉計の構
成説明図。
成説明図。
【図２】ホログラム作成光学系の構成説明図。
【図３】ワイヤの断面形状を示す断面説明図
１ 円筒面検査用ホログラム干渉計 ２ ホログラム照明光学系 ３ 半透鏡 ４ ホログラム ５ 平面鏡 ６ 観測レンズ ７ スクリーン ８ スリット ９ 光軸 １１ レーザー光源 １２ 顕微鏡対物レンズ １３ ピンホール １４ コリメートレンズ １５ ホログラム作成光学系 １６ シャッタ １７ ワイヤ １８ 写真乾板 ２１ 円筒鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/24 - 11/30 G01B 9/021
Claims (1)
- 【請求項１】平行光でホログラムを照明して生成した再
生光を検査円筒面で反射させた検査波面を平面波面と干
渉させて、干渉縞を形成させ、前記干渉縞を観測又は解
析して検査円筒面の形状を検査する円筒鏡面検査用ホロ
グラム干渉計であって、前記ホログラムは平行光の光路
中に緊張されたワイヤによって生成される反射散乱光を
物体光として前記平行光を参照光として記録したもので
あることを特徴とする円筒面検査用ホログラム干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13479497A JP2899688B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 円筒面検査用ホログラム干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13479497A JP2899688B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 円筒面検査用ホログラム干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325709A JPH10325709A (ja) | 1998-12-08 |
| JP2899688B2 true JP2899688B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=15136700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13479497A Expired - Lifetime JP2899688B2 (ja) | 1997-05-26 | 1997-05-26 | 円筒面検査用ホログラム干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899688B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197311B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-11-27 | 苏州大学 | 一种柱面及柱面汇聚镜的检测方法及装置 |
-
1997
- 1997-05-26 JP JP13479497A patent/JP2899688B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10325709A (ja) | 1998-12-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |