JP3164127B2 - ホログラム干渉計 - Google Patents
ホログラム干渉計Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体の測定面の理想
形状からのずれを測定するホログラム干渉計に関し、詳
しくはホログラム光学素子を用いたホログラム干渉計に
関するものである。
形状からのずれを測定するホログラム干渉計に関し、詳
しくはホログラム光学素子を用いたホログラム干渉計に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】球面あるいは非球面の表面形状を精密に
測定するための手法として干渉法が知られている。この
干渉法による形状測定は、精度の高い参照面（干渉原
器）に対して被検面がどの程度変位しているかを、それ
ぞれの面から反射した光を干渉させ発生した干渉縞に基
づき求めようとするものである。
測定するための手法として干渉法が知られている。この
干渉法による形状測定は、精度の高い参照面（干渉原
器）に対して被検面がどの程度変位しているかを、それ
ぞれの面から反射した光を干渉させ発生した干渉縞に基
づき求めようとするものである。
【０００３】上記干渉法は非接触で全面の形状精度を瞬
時に確認できるという利点があり、この中でもコンピュ
ータ合成ホログラムを用いた干渉法は平面、球面以外の
特殊な形状についても測定できるため注目されている。
このコンピュータ合成ホログラムは、一般に、ガラス基
板上に塗布されたフォトレジストを電子ビームで走査し
て所定のパターン（干渉縞）を露光し、この後現像する
ことにより干渉縞を顕在化せしめたものである。
時に確認できるという利点があり、この中でもコンピュ
ータ合成ホログラムを用いた干渉法は平面、球面以外の
特殊な形状についても測定できるため注目されている。
このコンピュータ合成ホログラムは、一般に、ガラス基
板上に塗布されたフォトレジストを電子ビームで走査し
て所定のパターン（干渉縞）を露光し、この後現像する
ことにより干渉縞を顕在化せしめたものである。
【０００４】従来、このようなホログラムを用いた干渉
計としては図６に示す如く構成されたものが知られてい
る。
計としては図６に示す如く構成されたものが知られてい
る。
【０００５】すなわち、この干渉計ではレーザ光源21か
ら射出されたレーザビーム22はミラー23で反射されコン
デンサレンズ24でビーム径を絞り込まれて、ビーム発散
機能を有するピンホール25で発散光26とされる。この後
この発散光26はハーフミラー27を透過し、ミラー28によ
り反射されコリメータレンズ29により平行光30に変換さ
れて参照レンズ31に入射する。この参照レンズ31は凸レ
ンズの作用をするレンズであって、平行光30を光軸上の
一点０に収束せしめ、この後、発散光を測定面33上に照
射せしめる。
ら射出されたレーザビーム22はミラー23で反射されコン
デンサレンズ24でビーム径を絞り込まれて、ビーム発散
機能を有するピンホール25で発散光26とされる。この後
この発散光26はハーフミラー27を透過し、ミラー28によ
り反射されコリメータレンズ29により平行光30に変換さ
れて参照レンズ31に入射する。この参照レンズ31は凸レ
ンズの作用をするレンズであって、平行光30を光軸上の
一点０に収束せしめ、この後、発散光を測定面33上に照
射せしめる。
【０００６】この測定面33は非球面の凹面鏡の作用をな
すミラーであって、反射光が入射光の経路を戻るように
位置調節されている。したがって測定面33によって反射
された反射光は参照レンズ31、コリメータレンズ29およ
びミラー28を介してハーフミラー27に入射する。
すミラーであって、反射光が入射光の経路を戻るように
位置調節されている。したがって測定面33によって反射
された反射光は参照レンズ31、コリメータレンズ29およ
びミラー28を介してハーフミラー27に入射する。
【０００７】また、参照レンズ31の、測定面33に対向す
る参照面31a には特殊なコーティングが施されており、
半分程度の光量が透過され、残りが反射されるようにな
っており、この参照面31a で反射された参照光である反
射光も、この参照レンズ31に入射された入射光の経路を
戻るように形成されている。これら２つの反射光は、一
定の割合でハーフミラー27により反射されホログラム3
4、視野レンズ35、結像レンズ36、ミラー37および空間
フィルタ38を介してＴＶカメラ39に入射する。
る参照面31a には特殊なコーティングが施されており、
半分程度の光量が透過され、残りが反射されるようにな
っており、この参照面31a で反射された参照光である反
射光も、この参照レンズ31に入射された入射光の経路を
戻るように形成されている。これら２つの反射光は、一
定の割合でハーフミラー27により反射されホログラム3
4、視野レンズ35、結像レンズ36、ミラー37および空間
フィルタ38を介してＴＶカメラ39に入射する。
【０００８】ところで、ホログラム34は所定の非球面反
射光を球面反射光に変換する作用を有している。すなわ
ち、参照面31a により反射された参照光は球面反射光で
あるが、非球面である測定面33から反射された物体光は
非球面反射光であり、これらの光をそのまま干渉させた
ときに得られる干渉縞はこれら２つの反射面の差に応じ
た極めて細かいものとなり、その測定が困難となる。参
照面31a を非球面形状として参照光を物体光に応じた非
球面反射光とすれば粗い干渉縞を得ることが可能ではあ
るが、参照面31a の製作が難しいという問題が生じる。
そこで非球面反射光である物体光をこのホログラムに通
すことで球面反射光に変換し、この球面反射光と、参照
面31a から反射してきた球面反射光である参照光とを干
渉させることにより球面反射光同志の粗い干渉縞を形成
し、これによりＴＶカメラ39での観察が容易となるよう
にしている。
射光を球面反射光に変換する作用を有している。すなわ
ち、参照面31a により反射された参照光は球面反射光で
あるが、非球面である測定面33から反射された物体光は
非球面反射光であり、これらの光をそのまま干渉させた
ときに得られる干渉縞はこれら２つの反射面の差に応じ
た極めて細かいものとなり、その測定が困難となる。参
照面31a を非球面形状として参照光を物体光に応じた非
球面反射光とすれば粗い干渉縞を得ることが可能ではあ
るが、参照面31a の製作が難しいという問題が生じる。
そこで非球面反射光である物体光をこのホログラムに通
すことで球面反射光に変換し、この球面反射光と、参照
面31a から反射してきた球面反射光である参照光とを干
渉させることにより球面反射光同志の粗い干渉縞を形成
し、これによりＴＶカメラ39での観察が容易となるよう
にしている。
【０００９】なお、測定面33が凸面の場合には、前記実
線で示した位置のホログラム34に代え、このホログラム
34の配設位置と共役な破線で示す位置にホログラム34a
を配設する。
線で示した位置のホログラム34に代え、このホログラム
34の配設位置と共役な破線で示す位置にホログラム34a
を配設する。
【００１０】そして、上記技術においては、ホログラム
を用いることで測定面が非球面であっても、参照面を非
球面ではなく球面とすることを可能としており、これに
よりその製作をある程度容易なものとしている。
を用いることで測定面が非球面であっても、参照面を非
球面ではなく球面とすることを可能としており、これに
よりその製作をある程度容易なものとしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかして、前記のよう
なホログラム干渉計では、球形参照面、基準平面鏡等の
参照光を得るための基準面を有する基準光学素子を必要
とし、この精度の高い面形状を有する基準面を製作する
ことは必ずしも簡単とはいえない。また、上記基準面を
干渉計に組み込む際にも高い位置精度が要求され、精度
管理が困難となる問題を有している。
なホログラム干渉計では、球形参照面、基準平面鏡等の
参照光を得るための基準面を有する基準光学素子を必要
とし、この精度の高い面形状を有する基準面を製作する
ことは必ずしも簡単とはいえない。また、上記基準面を
干渉計に組み込む際にも高い位置精度が要求され、精度
管理が困難となる問題を有している。
【００１２】一方、前記のような干渉計で、測定面から
反射した物体光と参照光との互いに干渉する部分が、ホ
ログラム光学素子などの光学素子の異なる部分を透過し
たり透過回数が異なると、その光学素子の材料の屈折率
の均一分布性、もしくは表面精度など光学素子の形成誤
差の影響を受けて干渉状態が変化するものであり、干渉
縞の観察に基づく測定精度が上記光学素子の形成誤差に
よって低下する恐れがある。
反射した物体光と参照光との互いに干渉する部分が、ホ
ログラム光学素子などの光学素子の異なる部分を透過し
たり透過回数が異なると、その光学素子の材料の屈折率
の均一分布性、もしくは表面精度など光学素子の形成誤
差の影響を受けて干渉状態が変化するものであり、干渉
縞の観察に基づく測定精度が上記光学素子の形成誤差に
よって低下する恐れがある。
【００１３】そこで、本発明は上記事情に鑑み、参照面
などの基準光学素子を不要として構成の簡略化を図ると
ともに光学素子の形成誤差による干渉縞への影響を排除
するようにしたホログラム干渉計を提供することを目的
とするものである。
などの基準光学素子を不要として構成の簡略化を図ると
ともに光学素子の形成誤差による干渉縞への影響を排除
するようにしたホログラム干渉計を提供することを目的
とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のホログラム干渉計は、レーザー光源からの光
学系を介したレーザー光の射出により、参照光と被検体
の測定面からの反射光とをホログラム光学素子を介して
干渉させて測定面の面精度等を測定するものであって、
前記ホログラム光学素子は、レーザー光を測定面とは異
なる方向に参照光として回折する第１のパターンと、レ
ーザー光を測定面に照射する測定光に回折する第２のパ
ターンとを形成してなり、前記被検体から反射された反
射光が前記ホログラム光学素子を経て前記参照光と干渉
するように構成してなるものである。
の本発明のホログラム干渉計は、レーザー光源からの光
学系を介したレーザー光の射出により、参照光と被検体
の測定面からの反射光とをホログラム光学素子を介して
干渉させて測定面の面精度等を測定するものであって、
前記ホログラム光学素子は、レーザー光を測定面とは異
なる方向に参照光として回折する第１のパターンと、レ
ーザー光を測定面に照射する測定光に回折する第２のパ
ターンとを形成してなり、前記被検体から反射された反
射光が前記ホログラム光学素子を経て前記参照光と干渉
するように構成してなるものである。
【００１５】
【作用】上記構成によれば、レーザー光源から光学系を
介して射出されたレーザー光は、２つのパターンを有す
るホログラム光学素子で２方向に回折される。第１のパ
ターンで回折された光は、被検体の測定面が理想形状だ
った場合に、第２のパターンで回折された光が被検体の
測定面で反射された後、第２のパターンで再び回折され
たのと同様の特性を有する参照光となり、また、第２の
パターンで回折された光は被検体の測定面に照射される
測定光となり、この測定光は被検体の測定面で反射さ
れ、反射光すなわち物体光が入射光路を戻って再び上記
ホログラム光学素子に入射され、第２のパターンで上記
参照光と同方向に回折されて両者は重なり合って干渉す
るものであり、この光を収束してＴＶカメラあるいはス
クリーンに入射させれば被検体の表面形状に応じた干渉
縞を観察することができる。
介して射出されたレーザー光は、２つのパターンを有す
るホログラム光学素子で２方向に回折される。第１のパ
ターンで回折された光は、被検体の測定面が理想形状だ
った場合に、第２のパターンで回折された光が被検体の
測定面で反射された後、第２のパターンで再び回折され
たのと同様の特性を有する参照光となり、また、第２の
パターンで回折された光は被検体の測定面に照射される
測定光となり、この測定光は被検体の測定面で反射さ
れ、反射光すなわち物体光が入射光路を戻って再び上記
ホログラム光学素子に入射され、第２のパターンで上記
参照光と同方向に回折されて両者は重なり合って干渉す
るものであり、この光を収束してＴＶカメラあるいはス
クリーンに入射させれば被検体の表面形状に応じた干渉
縞を観察することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って説明す
る。
る。
【００１７】＜実施例１＞図１に本実施例に係る透過型
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計はレーザ光源１と、この光源１から射出されたレ
ーザ光２を絞り込むコンデンサレンズ３と、レーザビー
ム２のノイズ成分を取り除いた発散光５に変換するピン
ホール４と、この発散光５を90°回転した方向に反射せ
しめるビームスプリッタ６と、この反射された発散光５
を平行光８に変換するコリメータレンズ７と、この平行
光８を入射方向に反射回折した平行光による参照光10を
形成するとともに、上記平行光８を透過回折した収束光
による測定光11を形成するパターン9aを有するホログラ
ム光学素子９（ＨＯＥ）とを備え、上記測定光11が被検
体12の測定面12a に照射される。
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計はレーザ光源１と、この光源１から射出されたレ
ーザ光２を絞り込むコンデンサレンズ３と、レーザビー
ム２のノイズ成分を取り除いた発散光５に変換するピン
ホール４と、この発散光５を90°回転した方向に反射せ
しめるビームスプリッタ６と、この反射された発散光５
を平行光８に変換するコリメータレンズ７と、この平行
光８を入射方向に反射回折した平行光による参照光10を
形成するとともに、上記平行光８を透過回折した収束光
による測定光11を形成するパターン9aを有するホログラ
ム光学素子９（ＨＯＥ）とを備え、上記測定光11が被検
体12の測定面12a に照射される。
【００１８】上記被検体12の測定面12a から反射された
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子９を
透過して平行光に変換され、前記参照光とともにコリメ
ータレンズ７を透過してビームスプリッタ６に達し、こ
の後このビームスプリッタ６を透過する。
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子９を
透過して平行光に変換され、前記参照光とともにコリメ
ータレンズ７を透過してビームスプリッタ６に達し、こ
の後このビームスプリッタ６を透過する。
【００１９】そして、上記ビームスプリッタ６の透過側
には、参照光と物体光の両者を結像するための結像レン
ズ14と、この結像レンズ14の焦点面上に受光面を有し、
参照光と物体光により形成される干渉縞を観察するため
のＴＶカメラ15とが設置されている。
には、参照光と物体光の両者を結像するための結像レン
ズ14と、この結像レンズ14の焦点面上に受光面を有し、
参照光と物体光により形成される干渉縞を観察するため
のＴＶカメラ15とが設置されている。
【００２０】上記ホログラム光学素子９は、ガラス基板
9b上に反射用のアルミニウム、クロム等をコーティング
した上にフォトレジストをコーティングし、電子ビーム
により２つのホログラムパターンを露光して現像した
後、エッチングを行い、参照光を得るための第１のパタ
ーンおよび測定光を得るための第２のパターンを同時に
形成してなる平板状の光学素子である。
9b上に反射用のアルミニウム、クロム等をコーティング
した上にフォトレジストをコーティングし、電子ビーム
により２つのホログラムパターンを露光して現像した
後、エッチングを行い、参照光を得るための第１のパタ
ーンおよび測定光を得るための第２のパターンを同時に
形成してなる平板状の光学素子である。
【００２１】すなわち、上記ホログラムパターン9aの第
１のパターンは、図２(A) に示すように、入射角αの平
行光８をそのまま入射方向に反射して参照光10を回折す
るための縞模様形状となっており、上記入射角α等に対
応した等間隔に直線を平行に配列した縞模様のパターン
となっている。また、第２のパターンは被検体12の測定
面12a の形状に応じた縞模様形状となっており、例え
ば、被検体12の測定面12a がシリンドリカル面（凸面ま
たは鎖線で示すような凹面）である場合には、図２(B)
に示すように、入射角αの平行光８を焦点距離ｆに収束
するために、上記入射角αと焦点距離ｆすなわち屈折角
等に応じた間隔（図の場合では右側になるほど屈折が大
きく間隔が小さくなる）を有する直線を平行に配列した
縞模様のパターンとなっている。
１のパターンは、図２(A) に示すように、入射角αの平
行光８をそのまま入射方向に反射して参照光10を回折す
るための縞模様形状となっており、上記入射角α等に対
応した等間隔に直線を平行に配列した縞模様のパターン
となっている。また、第２のパターンは被検体12の測定
面12a の形状に応じた縞模様形状となっており、例え
ば、被検体12の測定面12a がシリンドリカル面（凸面ま
たは鎖線で示すような凹面）である場合には、図２(B)
に示すように、入射角αの平行光８を焦点距離ｆに収束
するために、上記入射角αと焦点距離ｆすなわち屈折角
等に応じた間隔（図の場合では右側になるほど屈折が大
きく間隔が小さくなる）を有する直線を平行に配列した
縞模様のパターンとなっている。
【００２２】また、上記ビームスプリッタ６は入射光を
透過光と反射光に分ける光学素子であって、ピンホール
４の方向から入射された発散光の約半分をコリメータレ
ンズ７方向に反射させ、一方コリメータレンズ７方向か
ら入射された収束光の約半分をＴＶカメラ15方向に透過
せしめるように機能する。
透過光と反射光に分ける光学素子であって、ピンホール
４の方向から入射された発散光の約半分をコリメータレ
ンズ７方向に反射させ、一方コリメータレンズ７方向か
ら入射された収束光の約半分をＴＶカメラ15方向に透過
せしめるように機能する。
【００２３】次に、このホログラム干渉計の作用につい
て説明する。なお、被検体12がシリンドリカル凸面12a
を有する反射鏡である場合について説明する。
て説明する。なお、被検体12がシリンドリカル凸面12a
を有する反射鏡である場合について説明する。
【００２４】光源１から射出されたレーザー光２は、コ
ンデンサレンズ３からコリメータレンズ７による光学系
を経て平行光８に変換されてホログラム光学素子９に入
射され、このホログラム光学素子９によって入射方向に
反射する参照光10と、透過して収束する測定光11とに回
折される。
ンデンサレンズ３からコリメータレンズ７による光学系
を経て平行光８に変換されてホログラム光学素子９に入
射され、このホログラム光学素子９によって入射方向に
反射する参照光10と、透過して収束する測定光11とに回
折される。
【００２５】前述したようにこの被検体12がの測定面12
a がシリンドリカル面をなす反射鏡の場合には、上記パ
ターン9aは測定面12a の中心軸線方向（図１では紙面に
垂直な方向）に平行となる直線を配列した縞模様をな
す。このように直線の縞模様をなすホログラムパターン
9aに平行光８が照射されると、縞の延びる方向には収束
せず、このホログラム面内であって縞と直交する方向に
収束する測定光11が射出されることとなる。この場合、
測定光11は中心軸線上で収束する前に被検体12の凸面状
の測定面12a に照射される。
a がシリンドリカル面をなす反射鏡の場合には、上記パ
ターン9aは測定面12a の中心軸線方向（図１では紙面に
垂直な方向）に平行となる直線を配列した縞模様をな
す。このように直線の縞模様をなすホログラムパターン
9aに平行光８が照射されると、縞の延びる方向には収束
せず、このホログラム面内であって縞と直交する方向に
収束する測定光11が射出されることとなる。この場合、
測定光11は中心軸線上で収束する前に被検体12の凸面状
の測定面12a に照射される。
【００２６】上記被検体12の測定面12a から反射された
物体光は、上記測定光11の光路を戻るようにしてホログ
ラム光学素子９に入射する。物体光はこのホログラム光
学素子９の第２のパターンによって平行光となり、この
ホログラム光学素子９上で平行光として反射された参照
光10と重なり合って互いに干渉し、ＴＶカメラ15の受光
面上に干渉縞を形成する。すなわち、上記実施例ではホ
ログラム光学素子９によって、平行光とシリンドリカル
面に対応する非球面光との変換を行なわせることにな
る。
物体光は、上記測定光11の光路を戻るようにしてホログ
ラム光学素子９に入射する。物体光はこのホログラム光
学素子９の第２のパターンによって平行光となり、この
ホログラム光学素子９上で平行光として反射された参照
光10と重なり合って互いに干渉し、ＴＶカメラ15の受光
面上に干渉縞を形成する。すなわち、上記実施例ではホ
ログラム光学素子９によって、平行光とシリンドリカル
面に対応する非球面光との変換を行なわせることにな
る。
【００２７】前記干渉縞は、平行光同志の干渉の結果生
成されたものであるから粗い縞模様となっており、検出
が可能となる。その検出された縞模様は、被検体12の測
定面12a の理想的なシリンドリカル面からの歪みを表わ
したものとなっており、この縞模様を測定することによ
って被検体12の測定面12a の形状を検出することが可能
となる。
成されたものであるから粗い縞模様となっており、検出
が可能となる。その検出された縞模様は、被検体12の測
定面12a の理想的なシリンドリカル面からの歪みを表わ
したものとなっており、この縞模様を測定することによ
って被検体12の測定面12a の形状を検出することが可能
となる。
【００２８】また、参照光と物体光の光量が同程度の場
合に効率よく干渉縞を得ることができることから、被検
体12の反射率に応じた回折率を有するホログラムパター
ンを形成することが望ましい。
合に効率よく干渉縞を得ることができることから、被検
体12の反射率に応じた回折率を有するホログラムパター
ンを形成することが望ましい。
【００２９】上記実施例では、測定光11はホログラム光
学素子９を透過して形成され、測定面12a が凸面であっ
ても光路が確保される点で、特に凸面に対して有効であ
るが、鎖線で示すように被検体13の測定面13a が凹面の
場合についても、測定光11がシリンドリカル面の中心軸
線上で一旦収束した後発散して被検体13の凹面状の測定
面13a に照射されることで、同様に反射した物体光が入
射光路を戻るものであって同様に測定できる。
学素子９を透過して形成され、測定面12a が凸面であっ
ても光路が確保される点で、特に凸面に対して有効であ
るが、鎖線で示すように被検体13の測定面13a が凹面の
場合についても、測定光11がシリンドリカル面の中心軸
線上で一旦収束した後発散して被検体13の凹面状の測定
面13a に照射されることで、同様に反射した物体光が入
射光路を戻るものであって同様に測定できる。
【００３０】＜実施例２＞図３に本実施例に係る反射型
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計は前例と同様のレーザ光源１と、コンデンサレン
ズ３、ピンホール４、ビームスプリッタ６、コリメータ
レンズ７による光学系を有し、平行光８をホログラム光
学素子19に入射する。
のホログラム干渉計の概略構成を示す。このホログラム
干渉計は前例と同様のレーザ光源１と、コンデンサレン
ズ３、ピンホール４、ビームスプリッタ６、コリメータ
レンズ７による光学系を有し、平行光８をホログラム光
学素子19に入射する。
【００３１】このホログラム光学素子19のホログラムパ
ターン19a は、第１のパターンによって平行光８を入射
方向に反射回折した平行光による参照光10を形成すると
ともに、第２のパターンによって平行光８を反射回折し
た収束光による測定光11を形成するものであって、反射
した測定光11が被検体13の測定面13a （凹面）に照射さ
れる。
ターン19a は、第１のパターンによって平行光８を入射
方向に反射回折した平行光による参照光10を形成すると
ともに、第２のパターンによって平行光８を反射回折し
た収束光による測定光11を形成するものであって、反射
した測定光11が被検体13の測定面13a （凹面）に照射さ
れる。
【００３２】上記被検体13の測定面13a から反射された
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子19で
反射して平行光に変換され、前記参照光10とともにコリ
メータレンズ７を透過してビームスプリッタ６を透過
し、参照光と物体光との干渉が行われ、結像レンズ14を
経てＴＶカメラ15で観察される。そして、上記ホログラ
ム光学素子19の基本的なホログラムパターン19a は前例
と同様であり、測定光11を得るための第２のパターンも
反射膜で形成されている。
物体光は、入射光路を逆行してホログラム光学素子19で
反射して平行光に変換され、前記参照光10とともにコリ
メータレンズ７を透過してビームスプリッタ６を透過
し、参照光と物体光との干渉が行われ、結像レンズ14を
経てＴＶカメラ15で観察される。そして、上記ホログラ
ム光学素子19の基本的なホログラムパターン19a は前例
と同様であり、測定光11を得るための第２のパターンも
反射膜で形成されている。
【００３３】本例の反射型のものでは、前例のような凸
面状の測定面12a を有する被検体12を測定光の収束点ｆ
より前側に位置させると、この被検体12が入射もしくは
反射の平行光の光路を遮る可能性があり、測定可能な凸
面形状が限られ、凸面の測定では前例の透過型のものが
適している。
面状の測定面12a を有する被検体12を測定光の収束点ｆ
より前側に位置させると、この被検体12が入射もしくは
反射の平行光の光路を遮る可能性があり、測定可能な凸
面形状が限られ、凸面の測定では前例の透過型のものが
適している。
【００３４】＜実施例３＞図４は応用例を示すものであ
り、アライメント機構17a を備えた水平試料台17上に被
検体12が載置されている。また、光源と、平行光を得る
ための光学系、および、干渉縞の観測部が内蔵された干
渉計本体部16が設置され、垂直方向に配設された本体部
16からの平行光８を水平に置かれたホログラム光学素子
20に対して斜め方向から入射角αで入射するために、２
枚の反射ミラー18a,18b が設置されている。
り、アライメント機構17a を備えた水平試料台17上に被
検体12が載置されている。また、光源と、平行光を得る
ための光学系、および、干渉縞の観測部が内蔵された干
渉計本体部16が設置され、垂直方向に配設された本体部
16からの平行光８を水平に置かれたホログラム光学素子
20に対して斜め方向から入射角αで入射するために、２
枚の反射ミラー18a,18b が設置されている。
【００３５】さらに、本例では、被検体12の測定面12a
（シリンドリカル面）の軸方向が平行光８の入射方向に
対して実施例１と90°異なり、これに応じてホログラム
光学素子20による測定光11の収束方向が異なり、そのた
めのホログラムパターンが図５のように形成されてい
る。
（シリンドリカル面）の軸方向が平行光８の入射方向に
対して実施例１と90°異なり、これに応じてホログラム
光学素子20による測定光11の収束方向が異なり、そのた
めのホログラムパターンが図５のように形成されてい
る。
【００３６】すなわち、平行光による参照光10を入射方
向に反射する第１のパターン20a は、図５(A) に示すよ
うに、実施例１と同様に等間隔の直線状の縞模様に形成
されているが、収束する測定光11を透過する第２のパタ
ーン20b は、図５(B) に示すように、曲線が等間隔に配
設されてなり、このような測定によって長い被検体12に
ついても測定が可能となる。
向に反射する第１のパターン20a は、図５(A) に示すよ
うに、実施例１と同様に等間隔の直線状の縞模様に形成
されているが、収束する測定光11を透過する第２のパタ
ーン20b は、図５(B) に示すように、曲線が等間隔に配
設されてなり、このような測定によって長い被検体12に
ついても測定が可能となる。
【００３７】なお、上記実施例のほか、被検体の測定面
が球面あるいはその他の非球面形状を有する反射板であ
っても、前記ホログラム光学素子のパターンを所定の曲
線形状の縞模様とすれば上述した如きホログラム干渉計
によってその形状を測定することが可能である。
が球面あるいはその他の非球面形状を有する反射板であ
っても、前記ホログラム光学素子のパターンを所定の曲
線形状の縞模様とすれば上述した如きホログラム干渉計
によってその形状を測定することが可能である。
【００３８】また、本発明のホログラム干渉計としては
上述した実施例のものに限られず、その他、種々の態様
の変更が可能である。
上述した実施例のものに限られず、その他、種々の態様
の変更が可能である。
【００３９】例えば上記ビームスプリッタとしてはハー
フミラーを用いてもよいし、このビームスプリッタをコ
リメータレンズとホログラム光学素子の中間に配設する
ことも可能である。
フミラーを用いてもよいし、このビームスプリッタをコ
リメータレンズとホログラム光学素子の中間に配設する
ことも可能である。
【００４０】また上記ＴＶカメラの代わりに、その位置
に記録媒体を置いて干渉縞を記録するようにしてもよい
し、その位置において目で直接干渉縞を観察するように
してもよい。
に記録媒体を置いて干渉縞を記録するようにしてもよい
し、その位置において目で直接干渉縞を観察するように
してもよい。
【００４１】
【発明の効果】本発明のホログラム干渉計によれば、２
つのパターンを有するホログラム光学素子の一方のパタ
ーンで回折した光をそのまま参照光として使用し、他方
のパターンで回折した光を被検体の測定面に照射する測
定光として使用することから、参照光を生成するための
基準平面鏡、球状参照面等の基準光学素子が不要とな
り、部品点数の低減による構造の簡素化、組み立て精度
の確保が容易になる。
つのパターンを有するホログラム光学素子の一方のパタ
ーンで回折した光をそのまま参照光として使用し、他方
のパターンで回折した光を被検体の測定面に照射する測
定光として使用することから、参照光を生成するための
基準平面鏡、球状参照面等の基準光学素子が不要とな
り、部品点数の低減による構造の簡素化、組み立て精度
の確保が容易になる。
【００４２】また、ホログラム光学素子のパターンは同
一面に形成されていることから、参照光とこれと干渉す
る物体光とはホログラム光学素子の同一部分を同一回数
だけ透過することになり、この光学素子の材質の均一
性、平面精度等の影響を同様に受けて干渉結果への影響
が排除され、測定精度が高まるものである。
一面に形成されていることから、参照光とこれと干渉す
る物体光とはホログラム光学素子の同一部分を同一回数
だけ透過することになり、この光学素子の材質の均一
性、平面精度等の影響を同様に受けて干渉結果への影響
が排除され、測定精度が高まるものである。
【図１】本発明の第１の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
を示す概略構成図
【図２】図１の例におけるホログラム光学素子の回折状
態を示す説明図
態を示す説明図
【図３】本発明の第２の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
を示す概略構成図
【図４】本発明の第２の実施例に係るホログラム干渉計
を示す概略構成図
を示す概略構成図
【図５】図４の例におけるホログラムパターンの形成例
を示す説明図
を示す説明図
【図６】従来技術に係るホログラム干渉計を示す概略図
【符号の説明】 １ レーザ光源 ２ レーザビーム ３ コンデンサレンズ ４ ピンホール ５ 発散光 ６ ビームスプリッタ ７ コリメータレンズ ８ 平行光 ９,19,20 ホログラム光学素子 9a,19a,20a,20b ホログラムパターン 10 参照光 11 測定光 12,13 被検体 12a,13a 測定面 15 ＴＶカメラ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−123305（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62405（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−308294（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157532（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−1970（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−159223（ＪＰ，Ｕ) 特許3010088（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 G02B 5/32
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザー光源からの光学系を介したレー
ザー光の射出により、参照光と被検体の測定面からの反
射光とをホログラム光学素子を介して干渉させて測定面
の面精度等を測定するホログラム干渉計であって、 前記ホログラム光学素子は、レーザー光を測定面とは異
なる方向に参照光として回折する第１のパターンと、レ
ーザー光を測定面に照射する測定光に回折する第２のパ
ターンとが形成されてなり、 前記被検体から反射された反射光が前記ホログラム光学
素子を経て前記参照光と干渉するように構成されたこと
を特徴とするホログラム干渉計。 - 【請求項２】 前記ホログラム光学素子は、パターンが
透過型に形成されていることを特徴とする請求項１記載
のホログラム干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17046492A JP3164127B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ホログラム干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17046492A JP3164127B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ホログラム干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611308A JPH0611308A (ja) | 1994-01-21 |
| JP3164127B2 true JP3164127B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=15905428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17046492A Expired - Fee Related JP3164127B2 (ja) | 1992-06-29 | 1992-06-29 | ホログラム干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164127B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016110362A1 (de) * | 2016-06-06 | 2017-12-07 | Martin Berz | Verfahren zur Bestimmung einer Phase eines Eingangsstrahlenbündels |
| DE102017217369A1 (de) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Kompensationsoptik für ein interferometrisches Messsystem |
-
1992
- 1992-06-29 JP JP17046492A patent/JP3164127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611308A (ja) | 1994-01-21 |
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