JP3302406B2 - インターフェログラムの評価方法および干渉計 - Google Patents

インターフェログラムの評価方法および干渉計

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第１のインターフェロ
グラムまたは第１のインターフェログラム群を記録作成
し、計算機により当該インターフェログラムまたはイン
ターフェログラム群から第1の位相カードを作成する、
インターフェログラムの評価方法および空間的および時
間的にコヒーレントな光源と、被倹体の配置された測定
ビーム路と、インターフェログラムを記録するためのカ
メラと、記録されたインターフェログラムから位相カー
ドを作成するための計算機とを有し、前記インターフェ
ログラムは検査波と基準波の光のコヒーレントな重畳に
より形成される干渉計に関する。
【０００２】
【従来の技術】現代の２ビーム型干渉計、例えばＦｉｚ
ｅａｕ型、Ｔｗｙｍａｎ−Ｇｒｅｅｎ型またはＭａｃｈ
−Ｚｅｈｎｄｅｒ型では、実質的に専らレーザが照射源
として使用される。これには、高ビーム流が非常に小さ
な空間角度および同時に非常に小さな波長領域で達成さ
れ得るという利点がある。干渉計の構成および使用に対
してはそこから、検査波と基準波の光学路の長さが異な
っていても干渉のコントラストが強いという利点が得ら
れる。これは、この種のレーザ光は空間角が小さいため
空間的コヒーレンシーが高く、スペクトル帯域幅が小さ
いため時間的コヒーレンシーが高いという事実によるも
のである。
【０００３】レーザ光源の空間的および時間的コヒーレ
ンシーが高いため不所望な副作用として、干渉計のあら
ゆる偽光、例えばレンズおよび分光器の残留粗面状態に
よる分散光が、２つの重畳された主波（検査波と基準
波）に加えて付加的にカメラに達し、主干渉発生にコヒ
ーレントに重畳され、それによりインターフェログラム
が誤ったものになる。この重畳はコヒーレントなノイズ
として周知である。
【０００４】干渉計には、検査波と基準波との間の位相
差φ（ｘ，ｙ）を、高い空間的分解能および高い絶対分
解能で検出するという役割がある。位置座標の関数また
は位置座標としての位相差は位相関数と称される。コヒ
ーレントに重畳された偽光は位相関数φ（ｘ，ｙ）を粗
くする。第１に、位相関数φ（ｘ，ｙ）に対する高周波
および中周波の空間周波数成分δ（ｘ，ｙ）が発生す
る。検査面が滑らかな場合、これは滑らかな検査波を生
じさせ、関数φ（（ｘ，ｙ）も滑らかになる。この場合
測定された位相関数φｍ（ｘ，ｙ）は、例えば短周期の
ノイズδ（ｘ，ｙ）を示す。
【０００５】ＤＥ−ＯＳ３９３６１１８からＭｉｒｅａ
ｕ型干渉計が公知である。この干渉計ではレーザと干渉
計入口との間に回転するすりガラス板が配置される。そ
の際、光を別の空間方向へ分散させるすりガラス板の分
散素子が二次的光源として作用する。従い、すりガラス
板の後方でレンズにより平行にされた光は僅かな空間的
コヒーレンシーしか有しない。というのは、多数の二次
的光源の光のインコヒーレントな重畳から発生するから
でる。
【０００６】空間的コヒーレンシーが僅かであるため、
偽光は多少とも同型の光分布になる。この光分布は検査
波および基準波からなるインターフェログラムに重畳さ
れる。しかし空間的コヒーレンシーが僅かであるためイ
ンターフェログラムの干渉コントラストが減少すること
は欠点である。この干渉コントラストの減少は、検査波
と基準波との光学路差が大きければ大きいほど大きい。
干渉コントラストが小さいと、位相差φ（ｘ，ｙ）を検
出する精度も低くなる。従って干渉計におけるこのよう
な回転するすりガラス板は基準ビーム路と測定ビーム路
とに不均等な光学的路長を有しており、例えばＦｉｚｅ
ａｕ型干渉計において満足すべき解決手段ではない。
【０００７】ＵＳ−ＰＳ３８６７００９から、レーザの
後方に配置されたビーム偏光装置を有するホログラム顕
微鏡が公知である。写真フィルムの露光中、光ビームの
方向は基準ビーム路および測定ビーム路で変化される。
これによりホログラム面に、コヒーレントなノイズに起
因するスペクトルが対象物の像に対して相対的に運動さ
れる。干渉光は確かにいずれの時点においても高い空間
的コヒーレンシーを有している。しかし一方では、光ビ
ームの入射方向の変動により、他方では写真フィルムで
行われる時間的積分により、ホログラムは変動する入射
方向の空間的にコヒーレントなビームの時間的にコヒー
レントでない和として記録される。なるほど時間的にコ
ヒーレントでない加算によりコヒーレントなノイズは抑
圧される。しかし同時に、この場合のように基準ビーム
路と測定ビーム路とが同じ光学的路長を有していない場
合、干渉コントラスト低減される。
【０００８】ＵＳ−ＰＳ４７６８８８１には、個々の多
縞インターフェログラムの位相関数をフーリエ変換で計
算する方法が記載されている。ここではさらに、評価の
際コヒーレントなノイズに起因する中周波または高周波
の空間周波数成分を抑圧するため、フーリエ変換の際に
適切なフィルタ関数を選択することが提案されている。
しかし空間周波数瀘波は、瀘波された空間周波数領域に
おいて被倹体に起因する信号成分も抑圧されるという欠
点を有する。
【０００９】共同発明者の論文、“Ｗｏｒｋｓｈｏｐ
ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎ
ｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ”、１９８６年１０月から、干渉計
鏡検査の際、複数回の測定を平均し、測定と被倹体との
間でその面垂線を中心に回転することが公知である。こ
れにより重力の影響が求められた測定結果から除外され
る。しかしこの論文ではコヒーレントな分散の問題は論
じられていない。また測定光の空間的コヒーレンシーに
関する示唆もない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、コヒ
ーレントなノイズが干渉計の検査波と基準波との間の位
相差に及ぼす影響を、干渉コントラストが高い場合でも
抑圧することである。同時に中周波および高周波の空間
周波数成分（これは被倹体に起因する）は位相関数に保
持されたままとなる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、被倹体に起因するインターフェログラム成分と、他
の光学的要素での反射または分散に起因するインターフ
ェログラム成分との間で相対運動を実行し、少なくとも
１つの第２の位相カードを相対運動の実行後に作成し、
インターフェログラムを空間的および時間的にコヒーレ
ントな光により記録するように構成して解決される。
【００１２】本発明によれば、カメラに干渉する光が高
い空間コヒーレントと時間コヒーレントを有する。空間
コヒーレントが高いため、各個別のインターフェログラ
ムにおいて干渉コントラストが大きい。同時に各個別の
インターフェログラムはコヒーレントなノイズに起因す
る障害を含む。各個別のインターフェログラムまたは各
個別のインターフェログラム群から位相カードが作成さ
れる。位相カードとは、インターフェログラムにおける
場所の関数としての位相値のカードである。この位相カ
ードにはコヒーレントなノイズに起因する障害が含まれ
ている。インターフェログラムの記録間で、被倹体に起
因するインターフェログラム成分と分散または反射、す
なわちコヒーレントなノイズに起因するインターフェロ
グラム成分との間で相対運動が形成される。この相対運
動に基づき、コヒーレントなノイズに起因する、位相カ
ード中の成分を計算機で除去計算することができる。
【００１３】従い重要なのは、空間的および時間的コヒ
ーレント高い光の干渉による（すなわちレーザ光によ
る）インターフェログラムが光のコヒーレントを低減す
る手段の中間回路なしで発生し、このようなインターフ
ェログラムから位相カードが計算され、引続きコヒーレ
ントなノイズに起因するインターフェログラム成分が複
数の位相カードを考慮することによって除去されること
である。
【００１４】位相カードを計算するための方法は既に多
数公知である。このような評価アルゴリズムに関する概
説は、Ｂ．Ｄｏｅｒｂａｎｄ著の論文“Analyse optisc
herSysteme mit Hilfe von automatischer Streifenaus
wertung und Strahldurchrechnung”，Ｓｔｕｔｔｇａ
ｒｔ，１９８６年に示されている。原則的にはこれらの
方法はすべて適用可能である。いわゆるダイナミック法
では、複数のインターフェログラム、すなわちインター
フェログラム群が、唯１つの位相カードを計算するため
に必要である。しかし特に有利には統計法を適用する。
統計法では位相カードを計算するのに唯１つの多縞イン
ターフェログラムが必要なだけである。これは例えば先
行出願ＤＥ４０１４０１９．９に記載されている。
【００１５】コヒーレントな分散に起因するインターフ
ェログラム成分を計算により除去することは有利には、
相対運動の実行後にそれぞれ作成される複数の位相カー
ドの平均によって行われる。ハードウェア的に特殊な評
価計算機によりビデオリアルタイムで平均が行われる。
【００１６】さらに有利には画像メモリを設け、この画
像メモリには被倹体ポイントに所属する位相値を、相対
運動に依存しないで常時同じメモリセルに記憶する。こ
のようにすれば引続き行う平均の際に、同じ被倹体ポイ
ントに対する測定値が常に加算されることが保証され
る。
【００１７】ＤＥ−ＰＳ３６３４７２４から既に、三角
法走査子が公知である。この三角法走査子では光ビーム
が走査され、コヒーレントなノイズ形状を抑圧するため
に、画像検出器により受信された信号が時間的に平均さ
れる。しかしこのような三角法走査子では時間平均が画
像検出器により行われる。一方本発明によれば、平均は
計算機で行われる。さらに三角法走査子では位相を評価
したり、位相カードを作成したりしない。
【００１８】有利な実施例では、被倹体が測定ビーム路
の光学軸に対して垂直に２方向で移動可能に配置され
る。被倹体波とコヒーレントなノイズ成分の波との相対
運動は被倹体の運動により行われる。被倹体を運動させ
るための相応の装置は有利には計算機（これは位相評価
も制御する）により制御される。インターフェログラム
を記録するためには市場流通しているＣＣＤカメラが適
している。カメラ平面における被倹体の結像のシフト
は、カメラのピクセル間隔の整数倍でなければならな
い。その場合、インターフェログラムにおいてカメラの
光感度領域上に結像される被倹体細部が、シフトした後
もカメラの光感度領域に再び結像されることが保証され
る。
【００１９】さらに有利には、被倹体のカメラに対する
相対的運動の仮想補償を行う。これはアドレスレジスタ
（アドレスレジスタは画像メモリのどの領域にカメラピ
クセルに所属する測定値が記憶されているかを示す）が
画像毎に被倹体のシフトに相応して切換られることによ
って行われる。このようにすれば引き続く平均化の際、
常に測定値が同じ被倹体ポイントに対して加算されるこ
とが同様に保証される。
【００２０】干渉計は有利には、基準面を有するＦｉｚ
ｅａｕ型干渉計である。基準面の面垂線は測定ビーム路
の光学軸に対して傾いている。従い多縞インターフェロ
グラムが発生する。被倹体波とコヒーレントなノイズ成
分の波との間の相対運動は、このようなＦｉｚｅａｕ型
干渉計の場合、基準ミラーと被倹体とを、測定ビーム路
の光学軸を中心に同期回転することによっても形成し得
る。この場合、基準ミラーと被倹体は有利には１つの共
通の回転可能な保持器に収容される。
【００２１】被倹体の回転またはシフトに対し選択的に
Ｆｉｚｅａｕ型干渉計の場合、測定ビーム路および基準
ビーム路の共通の領域に、光学軸に対して垂直な２つの
軸を中心に旋回可能な面平行なプレートを配置すること
もできる。この場合相対運動は面平行なプレートの旋回
により形成される。従い順次連続して記録されるインタ
ーフェログラムに被倹体および基準面が常に相互に同じ
に配置されることが保証される。
【００２２】本発明の非常に簡単な実施例では、ビーム
偏光装置が干渉計入口に設けられる。その際特に簡単な
ビーム偏光装置は、回転するくさびプリズムまたはこと
なる速度で回転する２つのくさびプリズムにより実現さ
れる。
【００２３】
【実施例】以下本発明を図面に示された実施例に基づき
詳細に説明する。
【００２４】図１では、レーザ１の時間的および空間的
にコヒーレントな光ビームがテレスコープ２を介して分
散される。ビーム分光器３の後方にはＦｉｚｅａｕ型プ
レート４と被倹体５が配置されている。Ｆｉｚｅａｕ型
プレート４の被倹体５に向いた側の面（基準面）４ａは
測定ビーム路の光学軸８に対して傾いている。基準面４
ａおよび被倹体８で反射された光はビーム分光器３によ
り照射ビーム路から回折され、ＣＣＤカメラ７のセンサ
上に干渉される。ビーム分光器３とカメラ７との間には
光学系６が配置されている。光学系は被倹体５をカメラ
７の光感度面に結像する。
【００２５】光の空間的および時間的コヒーレントが高
いため、インターフェログラムは高い干渉コントラスト
を有する。しかしインターフェログラムは被倹体波と基
準波の重畳からのみ発生するのではない。ビーム分光器
３または光学系６における分散および反射により、いわ
ゆるコヒーレントノイズが発生する。この分散または反
射された波は被倹体波および反射波と干渉する。
【００２６】測定ビーム路と基準ビーム路の共通領域に
は面平行なプレート９が配置されている。このプレート
はカルダン型に支承されている。カルダン型支承によ
り、プレート９は光学軸８に対して垂直な２つの軸１
６、１７を中心に旋回できる。この平面プレート９の旋
回は、基準波と被倹体波との、コヒーレントノイズの波
に対する相対運動をインターフェログラムないで形成す
る。
【００２７】カメラ７により平面プレート９の種々異な
る旋回の際に一連のインターフェログラムが記録され
る。平面プレート９の旋回は２つのステップモータ１
４、１５を介して行われる。ステップモータは計算機１
０により制御される。平面プレート９のすべての旋回の
和は、平面プレート９の非中心点が長方形の面を通るよ
うに行われる。個々の旋回は、被倹体５の結像がＣＣＤ
カメラ７の面においてピクセル間隔の整数倍だけシフト
されるような大きさで行われる。
【００２８】各インターフェログラムかっら計算機１０
は、静的多縞像の評価法を用いて、位相カードを作成す
る。位相カードは画像メモリ１１にファイルされる。そ
の際計算機１０は、画像メモリ１１のアドレスレジスタ
を次のように制御する。すなわち、平面プレート９の旋
回位置に依存しないで、被倹体ポイントに所属する位相
値が画像メモリ１１の同じメモリセルにファイルされる
ように制御する。
【００２９】繰返し接続される非周期的計算ユニット１
２により、画像メモリ１１にファイルされた位相カード
はビデオリアルタイムで、すなわちカメラ７の読出し周
波数で平均化される。ビデオ速度の平均に対しては図６
を参照。位相カードの平均により、コヒーレントノイズ
の成分δ（ｘ，ｙ）が長方形の面を有する平均された位
相カードに対してたたみ込まれる。このたたみ込みは強
力な低域通過瀘波作用を有しているが、しかしコヒーレ
ントノイズの成分だけが作用を受ける。これによりコヒ
ーレントノイズの中周波および高周波成分は非常に強く
抑圧される。一方、被倹体波および基準波の高周波およ
び中周波成分は平均化された位相カードに完全に含まれ
たままとなる。
【００３０】平面プレート９の旋回位置が所望の数であ
る際に位相カードが平均化された後、計算機１０は画像
メモリ１１を読出し、平均された位相カードを評価し、
結果をモニタ１３に表示する。
【００３１】図２の実施例では、被倹体２５のインター
フェログラム成分と通常の光学要素（Ｆｉｚｅａｕ型プ
レート２４、ブーム分光器２３、結像光学系２６）のイ
ンターフェログラム成分との間で相対運動を形成するた
めに、被倹体２５は保持器２９に収容される。この保持
器は降雨学っ軸２８に対して垂直の２方向に旋回可能で
ある。被倹体２５をシフトするために２つのステップモ
ータ３４、３５とねじスピンドル３６、３７が設けられ
ている。ステップモータ３４、３５は同様に計算機３０
により制御される。
【００３２】ＣＣＤカメラ２７によるインターフェログ
ラムの記録間でこの場合被倹体は、カメラ平面のシフト
の結像がカメラセンサのピクセル間隔の整数倍であるよ
うな大きさだけシフトされる。インターフェログラムの
評価、例えば計算機３０による仮想シフト補償および位
相カードの平均化は図１の実施例と同様に行われる。し
かしここでは被倹体はＦｉｚｅａｕ型プレート２４に対
して相対的にずらされるから、位相カードの平均化はＦ
ｉｚｅａｕ型プレートに起因するインターフェログラム
成分の低域通過瀘波にも作用する。
【００３３】計算機によるシフトの仮想補償を説明する
ために、図３のａからｃにはそれぞれ１つのカメラセン
サ４０が点線で示されている。わかりやすくするために
ここでは単に１２×１２のピクセルが破線の正方形によ
り示されている。計算機ではカメラの各ピクセル毎に、
ピクセルの近隣での強度測定値から位相値が計算され
る。計算された位相値の二次元関数、位相カードは画像
メモリ４２に記憶される。画像メモリはここでは１０×
１０メモリセルの二次元フィールドにより示されてい
る。
【００３４】ハッチングした正方形４１は特徴的被倹体
領域を表す。第１のカメラ像（図３）ではこの被倹体領
域４１がカメラピクセルに結像される。このカメラピク
セルは（左上側から数えて）第７列第７段にある。この
被倹体領域４１に所属する位相値は、画像メモリ４２の
第５列第５段（やはり左上側から数えて）のメモリセル
に記憶される。
【００３５】第２のインターフェログラムの記録前に、
被倹体のシフトに基づき、カメラセンサ４０上の被倹体
の結像は２つのピクセルだけ左にシフトされる（図２
ｂ）。従って特徴的被倹体領域４１は今度、第７列第５
段のピクセルに結像される。しかし今度は、所属の位相
値を画像メモリ４２に記憶する際に被倹体シフトが補償
される。それにより被倹体領域４１に所属する位相値は
再び、画像メモリ４２の第５列第５段のメモリセルに記
憶される。同様のことが、第３のインターフェログラム
の記録の際に被倹体像を２ピクセルだけ上側にシフトす
る場合にも（図２ｃ）あてはまる。
【００３６】図４の実施例では、Ｆｉｚｅａｕ型プレー
ト５４と被倹体５８が１つの共通の保持器５９に収容さ
れる。保持器５９は測定ビーム路の光学軸５８を中心に
ステップモータ６０と伝動装置６１により回転される。
被倹体波および基準波と、ビーム分光器５３またはテレ
スコープ５２から発する分散波または反射波との相対運
動はこの場合、回転運動により形成される。ビーム分光
器５３とカメラ５７との間でも同様に、光学軸を中心に
回転可能な反転画像プリズム、Ｄｏｖｅ型プリズム６２
が配置されている。Ｄｏｖｅ型プリズムの回転は別のス
テップモータ６４および伝動装置６３により、保持器５
９の回転と同じ角度量で行われる。そのために２つのス
テップモータ６４、６０が同期ユニット６５を介して共
通に制御される。この同期によって、レンズ５６が保持
器５９の角度位置に依存しないで、被倹体５５の同じポ
イントをカメラ５７の同じポイントに常に結象すること
が保証される。カメラ像の評価は図６に示した評価計算
機により行う。選択的にカメラ像の回転もＤｏｖｅ型プ
リズムなしに、電子的手段により画像メモリでの位相値
のファイルの際に補償することができる。
【００３７】もちろん図１および図２の実施例でも、被
倹体のカメラに対する相対運動を機械的に補償すること
ができる。この場合カメラは同様に被倹体シフトに相応
してシフトされるか、またはカメラとビーム分光器との
間のビーム路に旋回可能な２つの面平行なプレートを配
置する。
【００３８】図５の干渉計は２つのヘリウム−ネオン−
レーザを有している。このレーザは空間的および時間的
にコヒーレントな光を２つのことなる波長で放射する。
シャッター７３を介して選択的に２つのビームの一方
を、どちらの波長で作動さすべきかに応じて遮断するこ
とができる。位相シフトされた２つのチョッパ７４ａ，
７４ｂ（これらは同期回転する）を介して２つのカメラ
７５、７６の露光時間を調整することができる。第１の
テレスコープ７７はレーザビームを有する。テレスコー
プ７７の後方には楔形プリズム９０が配置されている。
この楔形プリズムは光学軸に対して平行な軸を中心に回
転可能である。楔形プリズム９０の回転により平行なレ
ーザビーム７８が軌道に移動する。
【００３９】偏光ビーム分光器８１の後方では第２のテ
レスコープ７９、８０が回転部に配置されている。回転
部の回転により種々異なるレンズ組み合わせ７９、８０
がビーム路に挿入可能であり、従い種々異なる倍率が調
整できる。ビーム路の別の経路では、２つの焦点ミラー
８２、８３および別の焦点レンズ系８４が配置されてい
る。部分的に透明なミラー８６、コリメータ対物レンズ
８５およびλ／４プレート８７の後方では、平行な光ビ
ーム中にＦｉｚｅａｕ型プレート８８および被倹体８９
が配置されている。被倹体８９およびＦｉｚｅａｕ型プ
レート８８の被倹体側の面８８ｂで反射された波は実質
的に自然に戻り反射され、偏光ビーム分光器８１からカ
メラ７５へ反映され、カメラセンサの面で多縞インター
フェログラムを形成する。この多縞インターフェログラ
ムを形成するために、Ｆｉｚｅａｕ型プレート８８の被
倹体８９側の面８８ａは、被倹体８９の面垂線８９ａに
対して傾いている。
【００４０】しかし検査波および基準波にはさらに、ビ
ーム路中の多数の光学的要素で発生した反射および分散
による波が重畳されている。焦点ミラー８２、８３を介
して干渉計の光学的路長は、被倹体８９が鮮明にカメラ
７５に結象されるように調整される。従い、被倹体８９
のカメラ７５上の像は到来する光ビーム７８の瞬時の方
向に依存しないで固定される。これとは反対に、ビーム
路中に配置された要素は不鮮明にカメラ７５に結象され
る。従い、これらの要素から発したコヒーレントなノイ
ズ成分は到来する光ビームの方向に依存してカメラ上を
移動する。図６の評価計算機による後続処理でこのノイ
ズ成分の影響が抑圧される。
【００４１】図６の評価計算機は既に先行出願ＤＥ４０
１３３０９．５に記載されている。この評価計算機はイ
ンターフェログラムを記録するＣＣＤカメラＫを有す
る。カメラＫは全部で５１２の線と５１２の列を有し、
それらのうちここでは４つの線と列のみが示されてい
る。データ点Ｐ（ｉ，ｊ）で測定された強度値はＡ／Ｄ
変換器でそれぞれ８ビットのデータ幅にディジタル化さ
れる。ディジタル化された強度値から４段階アルゴリズ
ム（上に引用した論文に記載されている）に従い、また
は先行出願ＤＥ４０１４０１９に記載された方法に従
い、計算ユニット１０１で所属の位相値が計算される。
この位相値はすべて間隔−πと＋πの間（１〜１／１２
８）にある。つまり位相カードはまだいわゆる跳躍個所
を含んでいる。
【００４２】計算ユニット１０１で計算された位相値は
画像メモリ１０２に記憶される。画像メモリ１０２は同
期ユニット１０３により設定される固定周波数でシリア
ルに読み出される。読出し周波数はＣＣＤカメラＫを読
み出す周波数に相応する。
【００４３】バッファメモリ１０２に記憶された位相値
は第１の減算器１０４の２つの入力側に供給される。減
算器１０４の２つの入力側の一方には遅延線路１０５が
設けられており、その遅延作用は同期ユニット１０３に
より設定された周波数のちょうど１周期に相当する。従
いこの第１の減算器１０４は、カメラＫの同じ線の２つ
の隣接するデータ点の位相値を減算する。この第１の減
算器１０４の出力信号は入力信号と同様、８ビットの同
じデータ幅で表される。これは数学的な意味で、この減
算器１０４により計算された差のモジューロ２π表示に
相応する。第１の加算段１０６の入力側で初めてこの差
は１６ビットのデータ幅に変換される。加算段１０６の
第２の入力側には第２の画像メモリ１０７の出力信号が
供給される。この信号は既に１６ビットのデータ幅を有
している。第２の画像メモリ１０７は第１の画像メモリ
１０２と同期してシリアルに読み出される。加算段１０
６の出力信号は画像メモリ１０７で再び１６ビットのデ
ータ幅で記憶される。
【００４４】第１の減算器１０４に並列に第２の減算器
１０８が接続されている。それの入力側には同様に第１
の画像メモリ１０２の出力が供給される。しかしこの第
２の減算器１０８の入力側の一方には遅延線路１０９が
設けられており、この遅延線路の遅延作用は同期ユニッ
ト１０３により設定される周波数の周期のちょうどａ倍
に相当する。ここでａはカメラＫの線のデータ点の数で
ある。従い第２の減算器１０８はカメラＫの同じ列の２
つの隣接する点の位相値の差を形成する。この第２の減
算器の出力信号も、入力信号と同様に８ビットの同じデ
ータ幅で表され、第２の加算器１１０の入力側で初めて
１６ビットデータ幅に変換される。第２の加算段１１０
の第２の入力側には第３の画像メモリ１１１の出力信号
が供給される。この信号は既に１６ビットのデータ幅を
有している。第３の画像メモリ１１１もバッファメモリ
１０２に同期して読み出され、第２の加算段１１０の出
力信号は再び第３の画像メモリ１１１に１６ビットのデ
ータ幅で記憶される。
【００４５】第２画像メモリ１０７のデータ点Ｐ（ｉ，
ｊ）に所属するメモリセルには、カメラＫの複数の画像
にわたって加算された、データ点Ｐ（ｉ，ｊ）と同じ線
で隣接するデータ点Ｐ（ｉ＋１，ｊ）での位相値の差が
記憶される。第３画像メモリ１１１のデータ点Ｐ（ｉ，
ｊ）に所属するメモリセルには、カメラＫの同数の画像
にわたって加算された、データ点Ｐ（ｉ，ｊ）と同じ列
で隣接するデータ点Ｐ（ｉ，ｊ＋１）での位相値の差が
記憶される。この評価計算機により、計算ユニット１０
１により計算された跳躍個所のある位相カードをビデオ
リアルタイムで平均化することができる。カウンタ１１
２は平均化された位相カードの数を計数する。計算機１
１３では、画像メモリ１０７と１１１のメモリ内容から
位置座標の関数としての位相関数が高精度で検出され、
いわゆる跳躍個所処理が実行される。評価結果は引続き
モニタ１１４に表示される。
【００４６】図１および図２の装置により記録されたイ
ンターフェログラムの平均化のために、図６と同様に構
成された計算機を使用することができる。第１の画像メ
モリ１０２への位相カードの書き込みの際だけは、運動
補償に対するアドレッシングを、被倹体または平面プレ
ートの運動も制御する計算機によって行わなければなら
ない。
【００４７】実施例では相対運動に対し、シフトと回転
のみを説明した。しかし２つの運動形式を組み合わせる
こと、例えば被倹体をシフトし、同時に被倹体面に対し
て垂直な軸を中心に回転することも可能である。
【００４８】さらに本発明はＦｉｚｅａｕ型干渉計にの
み適用されるものではなく、Ｔｗｙｍａｎ−Ｇｒｅｅｎ
型またはＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ型干渉計にも有利に
適用される。
【００４９】
【発明の効果】本発明により、コヒーレントなノイズが
干渉計の検査波と基準波との間の位相差に及ぼす影響
を、干渉コントラストが高い場合でも抑圧することで
き、同時に中周波および高周波の空間周波数成分（これ
は被倹体に起因する）は位相関数に保持されたままとな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のブロック回路図である。
【図２】本発明の第２実施例のブロック回路図である。
【図３】本発明の仮想シフト補償を説明するための模式
図である。
【図４】本発明の第３実施例のブロック回路図である。
【図５】本発明の第４実施例のブロック回路図である。
【図６】評価計算機のブロック回路図である。
【符号の説明】
１ レーザ ２ テレスコープ ３ ビーム分光器 ４ Ｆｉｚｅａｕ型プレート ５ 被倹体 ６ 光学系 ７ カメラ ８ 光学軸 １０ 計算機 １１ 画像メモリ １３ モニタ １４、１５ ステップモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス フライシュラート ドイツ連邦共和国 アーレン−ウンター コッヘン ブラントヴェーク ４ (56)参考文献 特開 平２−243910（ＪＰ，Ａ) 米国特許3867009（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102 G01J 9/00 - 9/04

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１のインターフェログラムまたは第１
    のインターフェログラム群を記録作成し、 計算機（１０）により当該インターフェログラムまたは
    インターフェログラム群から第１の位相カードを作成す
    る、インターフェログラムの評価方法において、 被倹体（５；２５；５５；８９）に起因するインターフ
    ェログラム成分と、他の光学的要素での反射または分散
    に起因するインターフェログラム成分との間で相対運動
    を実行し、 少なくとも１つの第２の位相カードを相対運動の実行後
    に作成し、 インターフェログラムを空間的および時間的にコヒーレ
    ントな光により記録することを特徴とする、インターフ
    ェログラムの評価方法。
  2. 【請求項２】 複数の相対運動を実行し、各相対運動の
    後毎に１つの位相カードを作成し、位相カードを引続き
    平均化する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 空間的および時間的にコヒーレントな光
    はレーザ光であり、光のコヒーレンシーを低減する手段
    を介在せずにインターフェログラムを記録する請求項１
    または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 被倹体（８９）をカメラ平面に結像し、
    相対運動を形成するために干渉光ビームのビーム方向を
    変化させる請求項１から３までのいずれか１記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 空間的および時間的にコヒーレントな光
    源（１；５１；７１；７２）と、被倹体（５；２５；５
    ５；８９）の配置された測定ビーム路と、インターフェ
    ログラムを記録するためのカメラ（７；２７；５７；７
    ５；Ｋ）と、記録されたインターフェログラムから位相
    カードを作成するための計算機（１０；３０；１０１）
    とを有し、前記インターフェログラムは検査波と基準波
    の光のコヒーレントな重畳により形成される干渉計にお
    いて、 被倹体（５；２５；５５；８９）に起因するインターフ
    ェログラム成分と、ビーム路中の他の光学的要素（３、
    ６；２３；５３；７９／８８）での分散または反射に起
    因するインターフェログラム成分との間の相対運度を形
    成するための手段（９；２９；５９；９０）が設けられ
    ており、 計算機（１０；３０；１０１）では、相対運動の前と後
    で記録されたインターフェログラムから位相カードが作
    成されることを特徴とする干渉計。
  6. 【請求項６】 空間的および時間的にコヒーレントな光
    源（１；５１；７１、７２）はレーザであり、レーザ光
    は、レーザ光のコヒーレンシーを低減するための手段を
    前置回路せずに干渉計に入力結合される請求項５記載の
    干渉計。
  7. 【請求項７】 画像メモリ（１１；１０２）が設けられ
    ており、固定の被倹体ポイントに所属する位相値は相対
    運動に依存せず常に、画像メモリ（１１；１０２）の同
    じメモリセルに記憶される請求項５または６記載の干渉
    計。
  8. 【請求項８】 位相カードを平均化するための装置（１
    ２；１０３〜１１１）が設けられている請求項５から７
    までのいずれか１記載の干渉計。
  9. 【請求項９】 光学軸（２８）に対して垂直方向におよ
    び／または測定ビーム路の光学軸を中心に被倹体（２
    ５）を運動させるための装置が設けられている請求項５
    から８までのいずれか１記載の干渉計。
  10. 【請求項１０】 干渉計はＦｉｚｅａｕ型干渉計であ
    り、被倹体（５５）および基準ミラー（５４）は、測定
    ビーム路の光学軸（５８）を中心に回転可能な共通の保
    持器（５９）に収容されている請求項５から９までのい
    ずれか１記載の干渉計。
  11. 【請求項１１】 干渉計はＦｉｚｅａｕ型干渉計であ
    り、測定ビーム路および基準ビーム路の共通領域に、光
    学軸に対して垂直な２つの軸（１６、１７）を中心に旋
    回可能な面平行なプレート（９）が設けられている請求
    項５から１０までのいずれか１記載の干渉計。
  12. 【請求項１２】 相対運動を形成するための手段はビー
    ム偏光装置（９０）である請求項５から１１までのいず
    れか１記載の干渉計。
  13. 【請求項１３】 ビーム偏光装置は回転する楔形プリズ
    ム（９０）または種々異なる速度を有する一対の楔形プ
    リズムである請求項１２記載の干渉計。
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