JP2933678B2 - 面形状測定器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ，内視鏡などに用いられる非球面レ
ンズ，ミラー，自由曲面などの面形状を非接触で測定す
る面形状測定器に関する。

〔従来の技術〕

この種従来の面形状測定器としては、特開昭62−9211
号公報及び特開平１−210805号公報に記載のものがあ
る。前者の概要を第13図に示す。これは、光源1,偏光ビ
ームスプリッタ2,ファラディローテータ3,π/4ローテー
タ4,偏光ビームスプリッタ5,λ/4板6,傾き角補正機構7,
対物レンズ9,被検面10,支持台11,複数の鏡12,参照鏡13,
干渉縞計数部14,ビームスプリッタ16,光検知器17から構
成されている。即ち、これは偏光を利用した２光束干渉
計として構成され、干渉計の一方の腕の中に傾き角補正
機構７を内蔵している。

光源１から発せられた可干渉性の光束は、偏光ビーム
スプリッタ２により分離・結合される。分離された一方
の光束は、ビームスプリッタ16,ファラディローテータ
3,π/4ローテータ4,偏光ビームスプリッタ5,λ/4板6,傾
き角補正機構７を経て対物レンズ９により被検面10に収
束される。傾き角補正機構７はいわゆるキャッツアイと
して構成され、レンズ８を光軸に垂直な方向に矢印で示
したように移動させることにより光束を測定光軸15から
横にずらし、被検面10に垂直に入射するようにする。分
離されたもう一方の光束は、複数の鏡12を経て参照鏡13
に入射する。被検面10,参照鏡13で反射された光束は、
偏光ビームスプリッタ２により結合され、干渉縞計数部
14で干渉計測される。被検面10,参照鏡13は支持台11に
固定され、該支持台11を矢印のように移動することによ
り、被検面10を走査することができるようになってい
る。また、被検面10からの反射光束のずれは、ビームス
プリッタ16,光検知器17により検知され、傾き角補正機
構７にフィードバックして光束が常に被検面10に垂直に
入射するように補正する。この方式の特長は、支持台11
の走査機構の精度に影響されずに被検面10の面形状を高
精度に干渉計測できるところにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来例のひとつの欠点は、２光束干渉計の一方の
腕の中に可動機構を有しているために、例えば0.01μｍ
の精度で測定するためにはこの腕の光路長をこの精度で
一定に保つ必要が生ずることである。具体的には第13図
に於て、レンズ８を移動させて傾き角補正機構７を働か
せると、光束は測定光軸15から平行に横ずれする。即ち
レンズ8,λ/4板6,偏光ビームスプリッタ５の中を横ずれ
して通るため、これらの光学素子の平行度，面積度が、
0.01μｍのオーダで正確に仕上っている必要が生ずる。
第２の欠点は、支持台11が２次元の平面走査となってい
るため、被検面10の断面形状を測定する場合はまだ良い
が、全面の面形状を測定するには時間がかかり過ぎるこ
とにある。第３の欠点は、測定範囲が狭いこと、いいか
えれば非球面量が大きくて被検面10の入射光線に対する
傾きが大きい場合被検面10からの反射光が対物レンズ９
のNAを越えてしまい、測定不可能になることである。

本発明は、上記問題点に鑑み、傾き角補正機構の影響
を受けずに高精度で測定が可能な面形状測定器を提供す
ること、及び短時間で、非球面量の大きい被検面の面形
状を測定できる面形状測定器を提供することを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段及び作用〕

本発明による面形状測定器の一つは、 被検面の面形状を第１参照面を基準にして計測する第
１の干渉計測部と、前記第１参照面と前記被検面に対し
て固定的に配置された第２参照面との間の光路差を計測
する第２の干渉計測部とを備えたことを特徴とするもの
である。

又、他の一つは、上記構成に加えて、前記被検面を測
定光軸に平行な回転軸のまわりに回転させ且つ前記測定
光軸に直交する方向に移動させる走査機構を有すること
を特徴とするものである。

又、他の一つは、上記これらの構成に加えて、前記被
検面を着脱自在に保持し且つ測定光軸に平行な回転軸を
有する回転子を備えると共に、前記第２参照面を前記回
転子に保持された前記被検面と同じ側に取り付けたこと
を特徴とするものである。

又、他の一つは、上記これらの構成に加えて、可干渉
性の光束を発する光源と、前記可干渉性の光束を光軸に
平行に移動させる傾き角補正部と、前記可干渉性の光束
を前記被検面上に収束する対物レンズと、前記傾き角補
正部と前記対物レンズとの間に設けられた前記第１参照
面と、前記被検面の傾き角によって生ずる反射光束のず
れを検知する検知器を有することを特徴とするものであ
る。

更に、他の一つは、被検査面に対して固定的に配置さ
れた参照面と、前記被検面と一定間隔を保つように制御
されたプローブ針と、前記プローブ針に固定された反射
面と、前記反射面の変位を前記参照面を基準にして計測
する干渉計測手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

更に、他の一つは、前記被検面を着脱自在に支持し且
つ測定光軸に平行な回転軸を有する回転子を備えると共
に、前記参照面を前記回転子に保持された前記被検面と
同じ側に取り付けたことを特徴とするものである。

以下、これについて詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明による面形状測定器の概念
図であって、第１図は傾き角補正機構を働かしても精度
に影響を与えないことを説明するための図であり、第２
図は測定光学系と被検面との相対移動を行なう走査機構
あるいは被検面を保持し回転する回転子のスラスト運動
の影響を相殺する第２参照面の役割を説明する図であ
る。

第１図に示した部分の構成は大きく測定光学系28と被
検面25に分けられ、前者に光源18,ビームスプリッタ19,
偏光ビームスプリッタ20,λ/4板21,傾き角補正機構22,
フィゾー型参照鏡23,対物レンズ24,第１干渉縞計測部26
から構成されている。光源18から発せられた可干渉性光
束は、傾き角補正機構22を経て被検面25側に半透膜27を
有するフィゾー型参照鏡23に入射する。該半透膜27はフ
ィゾー型参照面として形成された光束を分離・結合する
ためのものであって、入射光束は反射光束と透過光束と
に分離される。後者は対物レンズ24により被検面25に収
束される。該被検面25で反射された光束は、対物レンズ
24を通り、半透膜27での反射光束と可干渉に重ね合わせ
られ、傾き角補正機構22を逆進し、ビームスプリッタ19
を介して干渉縞計測部26で干渉計測される。被検面25か
らの反射光束の入射光束からのずれを検知する光検知器
は干渉縞計測部26の中に組込まれているが、図示は省略
されている。傾き角補正は該光検知器からの信号に応じ
て傾き角補正機構22を矢印の様に移動させることにより
達成される。本発明のひとつの要点は、傾き角補正機構
22を働かせて光束を測定光軸29に垂直な方向に横ずらし
した時、干渉縞計測部26で観測される干渉縞は殆んど影
響を受けないことにある。これは、該干渉縞が、フィゾ
ー型参照鏡23の半透膜27を参照面としているため半透膜
27と被検面25との間の光路長によって測定されることに
よる。いいかえると、光束が測定光軸29に垂直な方向に
移動した時に生ずる光路長の変動分は対物レンズ24の球
面収差，フィゾー型参照鏡23の平面度及びセッティング
誤差などが考えられるが、いずれも小さな誤差に制御す
ることが可能であるか容易に補正が可能なものである。

第２図に示した部分は、測定光学系28,被検面25,第２
参照鏡30,光束31,32から構成されている。被検面25と第
２参照鏡30とは測定光軸29に平行な回転軸のまわりに一
体で回転する。測定光学系28と被検面25とは測定光軸29
に直交する方向に矢印のように相対的に移動可能となっ
ており、これが被検面25の回転と併せられて、被検面全
面が走査される。この時、相対駆動系のもつ誤差や、測
定光学系28と被検面25とが異なる振動系に属することに
よるゆらぎや、被検面25を保持し且つ回転する回転子の
スラスト運動，軸の傾きなどは、全て干渉計測による被
検面25の形状測定の精度低下を招く。

そこで、本発明では、フィゾー型参照鏡23（第１参照
鏡）と第２参照鏡30との間隔を、測定光軸29に対して対
称に配置された光束31,32により測定光軸29上の間隔に
換算して計測する第２の干渉計測部（図示されていな
い）を有するものとする。こうすると、測定光学系28が
被検面25に対して矢印で示したように相対駆動された場
合に、ヨーイングなどの駆動系の誤差は第１図に示した
メインの（第１の）干渉縞計測部26のよみに影響を与え
ると共に上記の第２の干渉縞計測部にも同等の影響を与
える。いいかえると、第２の干渉縞計測部のよみを利用
してメインの干渉縞計測部26のよみを補正することによ
り駆動系の誤差による影響を軽減することができる。同
じことが、測定光学系28と被検面25との間の微細なゆら
ぎに対しても適用できる。また、第２参照鏡30は被検面
25と一体に回転していることから、被検面25を保持し回
転させる回転子のもつ誤差はメインの干渉縞計測部26の
読みと第２の干渉縞計測部の読みに同等の影響を与える
ことからこれも軽減できる。以上のことから、フィゾー
型参照鏡23と被検面25と一体に回転する第２参照鏡30と
を利用した第２の干渉縞計測部を設けることにより、上
記誤差要因の影響を除去・軽減できる機能を具備するこ
とがわかる。

また、被検面25の非球面量が増大し、入射光線に対す
る被検面25の傾きが増大して対物レンズ24のNAを越える
場合には、直接該被検面25を干渉計測する代りに、準非
接触のSTM（走査型トンネル顕微鏡）あるいはAFM（原子
間力顕微鏡）などのプローブ針を介して該プローブ針の
変位を第２参照鏡30を基準として干渉計測することによ
り解決が可能である。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。

第３図は本発明の第１実施例を示しており、これは可
干渉性光束を発する光源18,偏光ビームスプリッタ50,5
1,ファラディローテータ52,π/4ローテータ33,偏光ビー
ムスプリッタ20,λ/4板21,傾き角補正機構22,フィゾー
型参照鏡23,対物レンズ24,被検面25,支持具35,第１干渉
縞計測部26,π/4ローテータ36,鏡37,38,偏光ビームスプ
リッタ39,41,λ／板40,42,44,46,鏡45,47,第２参照面3
0,第２干渉縞計測部43から構成されている。

光源18を発した可干渉性光束は、偏光ビームスプリッ
タ50により２分される。それらのうち、透過光束（偏
光）は偏光ビームスプリッタ51を通過してファラディロ
ーテータ52,π/4ローテータ33を通過する。ファラディ
ローテータ52は、透過光にπ/4の偏光面の回転を与え、
π/4ローテータ33と組合わせてＰ偏光がそのまま通過す
るように回転の向きが選ばれている。光束は、偏光ビー
ムスプリッタ20,λ/4板21,傾き角補正機構22を経てフィ
ゾー型参照鏡23に入射し、分離・結合される。該フィゾ
ー型参照鏡23は半透膜27を有しており、被検面側の端が
被検面25を干渉計測する時の参照面（第１参照面）とな
っている。更に、半透膜27の両側に反射膜34を有し、こ
れが被検面25と一体に回転する第２参照面30の動きを干
渉計測する時の基準面ともなっている。該フィゾー型参
照鏡23を透過した光束はレンズ24により被検面25に収束
される。被検面25からの反射光束は、対物レンズ24を通
過して該フィゾー型参照鏡23での反射光束と干渉する。
この干渉する２光束は光路を逆進し、偏光ビームスプリ
ッタ20,λ/4板21,傾き角補正機構22を経てローテータ3
3,ファラディローテータ52によりＰ偏光からＳ偏光に変
換され、偏光ビームスプリッタ51を経て第１干渉縞計測
部26で干渉計測される。

偏光ビームスプリッタ50で反射された光束は、π/4ロ
ーテータ36により偏光面の45゜の回転を受けた後、鏡3
7,38を経て偏光プリズム39に入射する。該偏光プリズム
39を通過した光束は、λ/4板40を透過して円偏光に変換
され、フィゾー型参照鏡23を通過して反射膜34で反射さ
れ、再びフィゾー型参照鏡23,λ/4板40を通過してＳ偏
光に変換され、偏光プリズム39,41で反射され、λ/4板4
2で円偏光に変換され、再びフィゾー型参照鏡23で反射
され、λ/4板42を経てＰ偏光に変換され、偏光ビームス
プリッタ41を通過した後第２干渉縞計測部43に入る。偏
光ビームスプリッタ39で反射したＳ偏光成分は、λ/4板
44を経て円偏光に変換され、鏡45を経て第２参照鏡30で
反射され、光路を逆進して鏡45,λ/4板44を経てＰ偏光
に変換され、偏光プリズム44,41,λ/4板46を通過して円
偏光に変換され、鏡47を経て第２参照鏡30に入射する。
該第２参照鏡30で反射された光束は、往路を逆進し、鏡
47,λ/4板46を経てＳ偏光に変換され、偏光ビームスプ
リッタ41で反射され、フィゾー型参照鏡23から反射して
きたＰ偏光と重ね合わされて第２干渉縞計測部43で干渉
計測される。

被検面25は、穴48をもつ支持具35にたとえば真空吸着
などの手段で脱着可能に保持され、測定光軸29に平行な
軸のまわりに回転される。第２参照鏡30は、中心部に穴
49をもち被検面25が脱着可能となっている。また、該第
２参照鏡30の測定光学系28に面する端面は、必要に応じ
て反射膜53の被覆を施すことができる。又、第２参照鏡
30の他端面は、支持具35に固定あるいは固着されてい
る。測定光学系28と被検面25とは、測定光軸29に直交す
る方向に矢印のように相対移動させることができ、これ
が被検面25の回転と併せられて被検面25の全面を短時間
で走査することができるようになっている。

フィゾー型参照鏡23の半透膜27は紙面に直交する方向
に第４図（Ａ），（Ｂ）に示すような構造をもたせるこ
とができる。第３図の紙面に垂直な方向が第４図（Ａ）
の上下方向となっている。第４図（Ａ）は半透膜27が上
下で異なる構成をとっていることを示し、第４図（Ｂ）
はその中心部での断面を示している。第４図（Ｂ）に於
て、膜54は光路長がλ/8に相当する膜厚を有していて、
フィゾー型参照鏡23の上半分で反射した光束と下半分で
反射した光束との間に変動的にλ/4の位相差を与えて干
渉計測時の方向弁別信号を得ることを目的としている。
尚、第４図（Ｂ）における光束55と関連の光学素子との
大きさの関係は模式的なものである。光束55の断面につ
いてはガウス型の他に第５図に示すように縦長のもので
もよい。

第３図に示した第１干渉縞計測部26はより具体的には
第６図に示す構成をとる。プリズム57,フォトダイオー
ド58,59については、これらを光軸のまわりに90゜回転
させた紙面に垂直な面内にあるが、便宜上ビームスプリ
ッタ56,光検知器60と同じ紙面内に描いてある。プリズ
ム57は、光束55を上下に２分する役割を果す。フォトダ
イオード58,59は、互いにπ/2だけ位相のずれた干渉信
号を検知する。ビームスプリッタ56と光検知器60は、第
３図に於ける被検面25の傾き角による反射光束のズレを
検出するものであって、光検知器60としては２分割ある
いは４分割フォトダイオードが用いられる。そして、ズ
レに対応した電気出力信号により第３図の傾き角補正機
構22が図示されていない駆動機構によって駆動され、傾
き角の補正がなされる。

本実施例の効果を次にのべる。

第１の効果は、フィゾー型参照鏡23と被検面25との間
の干渉を利用しているため、傾き角補正機構22を働かせ
てもこれによる影響を殆んど受けないことである。第２
の効果は、被検面全面を機械的に走査する際に駆動機構
のもつ誤差要因によるフィゾー型参照鏡23と第２参照鏡
30との間隔の変動を光軸29について対称に２往復する光
束を利用して干渉計測しているため、これを光軸29上の
間隔の変動に換算してしかも２倍の精度で測定できるこ
とである。いいかえると、第２干渉縞計測部43で検出さ
れた変動分の半分の量を第１干渉縞計測部26で検出され
た形状測定信号から差し引くことにより、前記誤差要因
による影響を除去・軽減することができるのである。

第３の効果は、第４図（Ａ），（Ｂ）で示したフィゾ
ー型参照鏡23の半透膜27の構造により位相変化の方向弁
別が可能となることにある。

第４の効果は、走査が回転走査となっているので、被
検面全面を短時間で走査できることにある。

第７図は第２実施例の要部を示しており、これはフィ
ゾー型参照鏡23と対物レンズ24との間にλ/4板61を挿入
したものであり、前者は第８図に示す如く、半透膜27が
第４図（Ａ）の場合と異なり、簡単な構造となってい
る。光軸29に沿ってフィゾー型参照鏡23に変更した光束
を入射させると、反射光束と透過光束とに分離される
が、透過光束はλ/4板61を通って円偏光に変換され、対
物レンズ24,被検面25を経て同じ光路を逆進し、再びλ/
4板61を通過してフィゾー型参照鏡23への入射光束ある
いは反射光束に対して直交する偏光に変換される。いい
かえると、フィゾー型参照鏡23で反射された参照波面と
被検面25からの反射波面とは偏光方向が直交しており、
いわゆる偏光特性を利用した干渉縞計数が可能で位相変
化の方向弁別が可能となる。このため、第４図（Ａ），
（Ｂ）に示した半透膜27の構造は不要となり、第８図に
示した如く簡単化されたものとなる。一方、傾き角補正
機構22は第９図に示すように無偏光の特性のものが必要
となり、さらに無偏光のアイソレータ76が必要となる。
第９図は無偏光のアイソレータ76と傾き角補正機構22に
関連した部分のみを示した。他の構成は第３図に示した
ものに準ずるので省略した。

第９図に於て、傾き角補正機構22は光軸に対して偏心
したキャッツアイとして構成されている。たとえば、図
示した矢印の如く駆動させることにより光束を光軸29に
直交した方向に横ずらしできることは、第３図の場合と
同じである。無偏光のアイソレータ76は、ファラディロ
ーテータ66,67とπ/4ローテータ68,69の各組合わせを２
組（66と68,67と69）用いており、偏光ビームスプリッ
タ70,71と組合わせることにより、任意の偏光の光が戻
ってきても第１干渉縞計測部26の方に向う特性をもって
いる。これは、第９図の場合、ファラディローテータ6
6,67とπ/4ローテータ68,69の各組み合わせを、往路は
Ｓ偏光がＰ偏光に、Ｐ偏光がＳ偏光に変換され、復路は
Ｓ偏光はＳ偏光に、Ｐ偏光がＰ偏光に変換されるように
選ぶことで達成される。第１干渉縞計測部26は、偏光の
特性を利用した干渉縞計数方法が用いられる。

本実施例の効果は、偏光を利用した干渉縞計数方式が
採用できることにある。

第10図は第３実施例の要部を示しており、これはフィ
ゾー型参照鏡の代りに偏光膜63を施したビームスプリッ
タ62と第１参照鏡64の組合わせを用いたものである。光
軸29に沿って入射した光束は該ビームスプリッタ62で２
つの偏光成分に分けられ、それぞれ被検面25及び第１参
照鏡64で反射され、再び結合されて干渉信号を形成す
る。また、光束65は偏光ビームスプリッタ39で透過・反
射光束に分離され、反射光束は、λ/4板44を経て第１参
照鏡64で反射し、再び逆進し、λ/4板44,偏光ビームス
プリッタ39,41,λ/4板46を経て鏡92で反射した後、λ/4
板46,偏光ビームスプリッタ41を経て第２干渉縞計測部4
3に至り参照波面を形成する。偏光ビームスプリッタ39
の透過光は、λ/4板板40を経て第２参照鏡30で反射され
た後、λ/4板40,偏光ビームスプリッタ39,41,λ/4板42
を経て再び第２参照鏡30で反射された後、λ/4板42,偏
光ビームスプリッタ41を経て、第１参照鏡64からの前述
の参照波面と結合されて干渉信号を形成し、第２干渉縞
計測部43で計数される。計数結果はメインの形状計測信
号の補正に用いられる。

本実施例の効果は、偏光の特性を利用した干渉計を構
成しているため、位相変化の方向弁別ができると共に、
ゼーマン効果を利用した直交２周波光源を用いたヘテロ
ダイン計測も可能なことにある。

第11図は第４実施例の要部を示しており、これは測定
光を直接被検面にあてる代わりに、被検面25に沿って光
軸上を前後に移動する準非接触のSTM（トンネル顕微
鏡）あるいはAFM（原子間力顕微鏡）のプローブ針77の
変位量を測定するものである。78はプローブ針77の微動
用のリング状のピエゾ素子であって、プローブ79の先端
に固定されている。プローブ79は対物レンズ24を含み、
図示していない駆動機構により光軸に沿って移動させる
事ができるようになっている。プローブ針77が、被検面
25と一定の微少間隔を保つようにピエゾ素子78に電圧を
かけ制御する。被検面25の傾きが大きく、ピエゾ素子78
で調整しきれない場合は、プローブ79を動かして調整す
る。プローブ針77の片面には高反射膜の被覆が施してあ
り、その変位を測定光学系80を用いて検出すれば被検面
25の形状が測定できる。なお、測定光学系80の構成につ
いては前述の測定光学系28の構成をそのまま用いる事が
できるが、本実施例の場合、傾き角補正部は省略可能で
ある。これは、プローブ針77からの反射光束はほぼ光軸
上を戻るためである。

本実施例の効果は、被検面25の傾きがつく、対物レン
ズ24のNAでカバーできる領域を越えるときでも測定可能
な事と、傾き角補正部を必要としない事にある。

第12図は第５実施例の要部を示しており、これは第４
実施例同様プローブ針77の変位を測る方式であるが、フ
ィゾー型参照鏡23の代わりに第２参照鏡30を参照面とし
て用いている。

測定光学系81の機能について説明する。入射光束は偏
光ビームスプリッタ82で二分され、透過光95はファラデ
ィローテータ52,π/4ローテータ33,偏光ビームスプリッ
タ83を経て、λ/4板84で円偏光に変換され、前述のプロ
ーブ79に入射する。プローブ針77で反射した光は再びλ
/4板84を透過してＳ偏光になり、偏光ビームスプリッタ
83で反射して傾き角補正部85を往復した後、再び偏光ビ
ームスプリッタ83,λ/4板84を通ってプローブ79の方へ
むかう。再度プローブ針77で反射した光はλ/4板84を透
過してＰ偏光にもどり、偏光ビームスプリッタ83を透過
して前述のファラディローテータ52とπ/4ローテータ33
の働きでＳ偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ
82及び94で反射して検出系に入射する。一方、ビームス
プリッタ82で反射した参照光96は、鏡86,偏光ビームス
プリッタ87,λ/4板88を経て円偏光に変換され、鏡89で
反射した後前述の参照鏡30に向かう。参照鏡30で反射し
て戻ってきた光は、λ/4板88でＰ偏光に変換され、偏光
ビームスプリッタ87及び90を透過し、λ/4板91,鏡92,λ
/4板91を経てビームスプリッタ90で反射する。そして、
λ/4板93を透過して円偏光になり、再び参照鏡30で反射
した光はＰ偏光となって偏光ビームスプリッタ90及び94
を透過して、前述のプローブ針77で反射してきた光と重
ね合わせられ、干渉計測される。

本実施例では、測定光が２往復するため、分解能が２
倍になっている。

尚、第４及び第５の実施例では、ともにリング状のピ
エゾ素子を用いているが、光束が遮られない限り他の形
状でもかまわない。また、プローブ針77は、片持ちのも
のでもかまなない。

〔発明の効果〕 上述の如く本発明による面形状測定器は、第１に傾き
角補正機構を働かせた場合に生ずる光路長変動の影響を
除去・軽減できること、第２に被検面全面を機械的に走
査する際に駆動機構のもつ誤差要因の影響を除去・軽減
でき且つ短時間の走査が可能であること、第３に大非球
面量の被検面の面形状が測定できることなど実用上極め
て重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による面形状測定器の概念
図、第３図は第１実施例の構成を示す図、第４図
（Ａ），（Ｂ）は第１実施例のフィゾー型参照鏡の半透
膜の構成を示す図、第５図は第４図（Ｂ）における光束
の他の例の断面図、第６図は第１実施例の第１干渉縞計
測部の具体的構成を示す図、第７図は第２実施例の要部
の構成を示す図、第８図は第２実施例のフィゾー型参照
鏡の半透膜の構成を示す図、第９図は第２実施例の傾き
角補正機構の構成を示す図、第10図乃至第12図は夫々第
３乃至第５実施例の要部の構成を示す図、第13図は従来
例の構成を示す図である。 18……光源、19,62……ビームスプリッタ、20,39,41,5
0,51,70,71,82,83,87,90,94……偏光ビームスプリッ
タ、21,40,42,44,46,61,84,88,91,93……λ/4板、22…
…傾き角補正機構、23……フィゾー型参照鏡、24……対
物レンズ、25……被検面、26……第１干渉縞計測部、27
……半透膜、28,80,81……測定光学系、29……測定光
軸、30……第２参照鏡、31,32,55,65……光束、33,36,6
8,69……π/4ローテータ、34,53……反射膜、35……支
持具、37,38,45,47,72,73,74,75,86,89,92……鏡、43…
…第２干渉縞計測部、48,49……穴、52,66,67……ファ
ラディローテータ、54……膜、57……プリズム、58,59
……フォトダイオード、60……光検知器、63……偏光
膜、64……第１参照鏡、76……アイソレータ、77……プ
ローブ針、78……ピエゾ素子、79……プローブ、85……
傾き角補正部、95……透過光、96……参照光。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検面の面形状を第１参照面を基準にして
   計測する第１の干渉計測部と、前記第１参照面と前記被
   検面に対して固定的に配置された第２参照面との間の光
   路差を計測する第２の干渉計測部とを備えたことを特徴
   とする面形状測定器。
2. 【請求項２】前記被検面を測定光軸に平行な回転軸のま
   わりに回転させ且つ前記測定光軸に直交する方向に移動
   させる走査機構を有することを特徴とする請求項１に記
   載の面形状測定器。
3. 【請求項３】前記被検面を着脱自在に保持し且つ測定光
   軸に平行な回転軸を有する回転子を備えると共に、前記
   第２参照面を前記回転子に保持された前記被検面と同じ
   側に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記
   載の面形状測定器。
4. 【請求項４】可干渉性の光束を発する光源と、前記可干
   渉性の光束を光軸に平行に移動させる傾き角補正部と、
   前記可干渉性の光束を前記被検面上に収束する対物レン
   ズと、前記傾き角補正部と前記対物レンズとの間に設け
   られた前記第１参照面と、前記被検面の傾き角によって
   生ずる反射光束のずれを検知する検知器を有することを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の面形状
   測定器。
5. 【請求項５】被検査面に対して固定的に配置された参照
   面と、前記被検面と一定間隔を保つように制御されたプ
   ローブ針と、前記プローブ針に固定された反射面と、前
   記反射面の変位を前記参照面を基準にして計測する干渉
   計測手段を備えたことを特徴とする面形状測定器。
6. 【請求項６】前記被検面を着脱自在に支持し且つ測定光
   軸に平行な回転軸を有する回転子を備えると共に、前記
   参照面を前記回転子に保持された前記被検面と同じ側に
   取り付けたことを特徴とする請求項５に記載の面形状測
   定器。