JP3455264B2

JP3455264B2 - 干渉計

Info

Publication number: JP3455264B2
Application number: JP35043593A
Authority: JP
Inventors: 誠壹岐; 孝之伊藤; 政博大野
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 2003-10-14
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: JPH07198316A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は干渉計に関し、より詳し
くは、光源から射出された光波を２つの光波に分割し、
一方の光波から参照波を作り出し、他方の光波を被検面
で反射させて被検波を作り出し、観測面上において被検
波と参照波と干渉させるようにした干渉計に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズ等の光学素子の形状誤差の測定に
は、被検波と参照波とを干渉させるようにした、例えば
フィゾー干渉計やトワイマン・グリーン干渉計のような
干渉計が広く使用されている。

【０００３】この種の干渉計においては、光源から射出
された光波を２つの光波に分割し、一方の光波から参照
波を作り出し、他方の光波を被検面で反射させて被検波
を作り出し、観測面上において被検波と参照波と干渉さ
せるようにしている。また、前記干渉計においては、被
検面で光波を反射させるために集光レンズを用いるが、
被検面が球面（球面には凸面と凹面とが含まれる）であ
る場合には、、被検面への入射光と該被検面での反射光
とが同一の光路を通るように、その被検面の曲率中心を
集光レンズ系の焦点に一致させている（ただし被検面が
非球面である場合には、被検面の曲率中心が１箇所に定
まらないので、その被検面の有効径端で入射光が被検面
に垂直に入射されるように被検面を配置している）。

【０００４】被検面で反射した光波（被検波）は再び集
光レンズ系に入射し、集光レンズ系によって集光され集
光レンズ系によって集光された被検波は参照波と重ね合
わされ、それによって発生する干渉縞が観測面上におい
て観測される。このとき、図１９に示すように、被検面
Ｔがほぼ球面である場合には、集光レンズ系１から出射
された被検波はほぼ平行となり、観測面２が光軸上のど
の位置にあっても、その観測面２上の干渉縞は被検面Ｔ
の形状誤差とほぼ対応しており、従って、形状誤差の測
定は可能である。

【０００５】しかしながら、被検面が形状誤差の大きい
球面であったり非球面であった場合には、図２０に示す
ように、集光レンズ系１に関して被検面Ｔと共役関係に
ある共役位置Ｐ上に観測面２を設置しないと、被検波の
光線の入れ換わりが生じたり不均一となるため、被検面
Ｔの正確な形状誤差を観測することができない。また、
一般に、被検面が凸面であると、集光レンズ系によるそ
の被検面の共役位置は集光レンズ系の被検面側に位置す
るため、被検面とは反対側に位置する観測面をその共役
位置に配置することができない。反対に、被検面が凹面
であれば、その共役位置は集光レンズ系より観測面側に
位置することになるものの、その共役位置が常に観測面
を配置するのに好都合な位置にくるとは限らない。

【０００６】そこで、これまでは一般に、集光レンズ系
から観測面へ至る光路中に、集光レンズ系を通過した被
検波を更に通過させるリレー・レンズ系を備え、集光レ
ンズ系に関する被検面の共役位置と、観測面とが、この
リレー・レンズ系に関して互いに共役関係になるように
し、それによって結果的に、被検面と観測面とが共役関
係となるようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の干渉計において、曲率半径が互いに異なる様々な被検
面を測定しようとすると、それら被検面の配設位置が夫
々の曲率半径に応じて集光レンズ系から異なった距離に
くるため、被検面によっては、その共役位置が観測面か
ら大きくずれてしまうという問題があった。この問題を
克服するために、共役位置の移動に合わせて観測面を移
動させるようにしたならば、集光レンズ系及びリレー・
レンズ系による像倍率が変化して、干渉縞の観察に支障
が生じてしまう。そのため従来は、リレー・レンズ系を
光軸方向に移動させたり、焦点距離の異なるリレー・レ
ンズ系に交換したりする必要があった。

【０００８】本発明はこの問題を解決するものであり、
光源から射出された光波を２つの光波に分割し、一方の
光波から参照波を作り出し、他方の光波を被検面で反射
させて被検波を作り出し、前記被検波を集光レンズ系に
よって集光した後に観測面上において前記参照波と干渉
させるようにした干渉計において、形状の異なる、また
特に曲率半径の異なる様々な被検面の形状誤差を、リレ
ー・レンズ系や観測面の位置を移動させることなく好適
に観測できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、光源から射出された光波を２つの光波
に分割し、一方の光波から参照波を作り出し、他方の光
波を集光レンズ系によって集光させた後に被検面で反射
させて被検波を作り出し、前記参照波と前記被検波とを
干渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞を観測面
上で観測する干渉計において、前記集光レンズ系から前
記観測面へ至る光路中に、前記被検波を通過させるリレ
ー・レンズ系を備え、該リレー・レンズ系をアフォーカ
ル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波の入射側
から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈
折力を有する第２レンズ群とで構成し、前記第１レンズ
群の後側焦点と前記第２レンズ群の前側焦点とをほぼ一
致させて配設し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群
との少なくとも一方を交換可能に構成したことを特徴と
する。

【００１０】また、本発明は、光源から射出された光波
を２つの光波に分割し、一方の光波から参照波を作り出
し、他方の光波を集光レンズ系によって集光させた後に
被検面で反射させて被検波を作り出し、前記参照波と前
記被検波とを干渉させて干渉縞を発生させ、得られた干
渉縞を観測面上で観測する干渉計において、前記集光レ
ンズ系から前記観測面へ至る光路中に、前記被検波を通
過させるリレー・レンズ系を備え、該リレー・レンズ系
をアフォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被
検波の入射側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ
群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とで構成し、前
記第１レンズ群の後側焦点と前記第２レンズ群の前側焦
点とをほぼ一致させて配設し、前記第１レンズ群と前記
第２レンズ群との少なくとも一方を変倍レンズ群として
構成したことを特徴とする。さらに、本発明は、光源か
ら射出された光波を２つの光波に分割し、一方の光波か
ら参照波を作り出し、他方の光波を集光レンズ系によっ
て集光させた後に被検面で反射させて被検波を作り出
し、前記参照波と前記被検波とを干渉させて干渉縞を発
生させ、得られた干渉縞を観測面上で観測する干渉計に
おいて、前記集光レンズ系から前記観測面へ至る光路中
に、前記被検波を通過させるリレー・レンズ系を備え、
該リレー・レンズ系をアフォーカル系とし、前記アフォ
ーカル系を、前記被検波の入射側から順に、正の屈折力
を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レン
ズ群とで構成し、前記第１レンズ群の後側焦点と前記第
２レンズ群の前側焦点とをほぼ一致させて配設し、前記
第１レンズ群と前記第２レンズ群との両方を交換可能に
構成し、かつ、前記第１レンズ群の焦点距離と前記第２
レンズ群の焦点距離との比を一定に維持したことを特徴
とする。また、本発明は、光源から射出された光波を２
つの光波に分割し、一方の光波から参照波を作り出し、
他方の光波を集光レンズ系によって集光させた後に被検
面で反射させて被検波を作り出し、前記参照波と前記被
検波とを干渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞
を観測面上で観測する干渉計において、前記集光レンズ
系から前記観測面へ至る光路中に、前記被検波を通過さ
せるリレー・レンズ系を備え、該リレー・レンズ系をア
フォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波
の入射側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ群
と、正の屈折力を有する第２レンズ群とで構成し、前記
第１レンズ群の後側焦点と前記第２レンズ群の前側焦点
とをほぼ一致させて配設し、前記第１レンズ群と前記第
２レンズ群との両方を変倍レンズ系で構成し、さらに、
前記第１レンズ群の焦点距離と前記第２レンズ群の焦点
距離との比を一定に維持しつつそれら第１レンズ群と第
２レンズ群とを変倍させる手段を有することを特徴とす
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例に係る干渉計の光学的
構成を示した模式図であり、この第１実施例は本発明を
フィゾー干渉計に適用したものである。図中、引用符号
１５ａ，１５ｂを付したレンズ群を始めとして、凸レン
ズの横断面の形状で模式的に示したレンズ群は、いずれ
も正の屈折力を有するレンズ群を表わしており、１つの
レンズ群は１枚のレンズで構成することもできれば、複
数枚のレンズを組合せて構成することもでき、これは当
業界において周知のとおりである。

【００１２】この第１実施例に係る干渉計は、レーザ光
源１０、ビームエキスパンダ１１、ハーフミラー１２、
集光レンズ系１３、リレー・レンズ系１５、観測面１６
を有しており、ハーフミラー１２は集光レンズ系１３の
光軸に対し４５度の角度をもって配置してある。尚、Ｔ
１〜Ｔ３は被検面を例示したものである。

【００１３】集光レンズ系１３は正の屈折力を有するレ
ンズ群であるが、ただしその最終面（図中の最も下方に
位置する面）は凹面であり、この凹面は高精度に加工さ
れた球面であって、参照面１３ａを構成している。参照
面１３ａの曲率中心は集光レンズ系１３の焦点と一致さ
せてある。被検面Ｔ１ないしＴ３は、その面形状が球面
である場合はその曲率中心が集光レンズ系１３の焦点と
一致するように位置設定され、面形状が非球面の場合
は、任意の高さの曲率中心が集光レンズ系１３の焦点と
一致するように位置設定される。図中、被検面Ｔ１は曲
率の大きい凹面、被検面Ｔ２は曲率の小さい凹面、被検
面Ｔ３は曲率の大きい凸面が、夫々被検面となっている
場合を例示している。

【００１４】リレー・レンズ系１５は、２組の正の屈折
力を有するレンズ群１５ａ及び１５ｂで構成してあり、
以下の説明では入射側（集光レンズ系１３に近い側）の
正レンズ群１５ａを第１レンズ群、出射側（観測面１６
に近い側）の正レンズ群１５ｂを第２レンズ群と呼ぶこ
とにする。これら２つのレンズ群は、第１レンズ群１５
ａの後側焦点と第２レンズ群１５ｂの前側焦点とが一致
するように配置してあり、従ってこのリレー・レンズ系
１５は、ケプラー形のアフォーカル系を構成している。
アフォーカル系であることから、このリレー・レンズ系
１５へ入射した平行光束は平行光束の形で出射し、ただ
し、入射する光束の径と出射する光束の径との比の値
は、第１レンズ群１５ａの焦点距離と第２レンズ群１５
ｂの焦点距離との比の値に左右される。

【００１５】また、前記観測面１６は、被検面Ｔ１ない
しＴ３と観測面１６との間に位置する全ての光学系（即
ち、集光レンズ系１３及びリレー・レンズ系１５）によ
る、被検面Ｔ１ないしＴ３の夫々の共役位置の範囲内の
適宜な位置に配置するようにしている。尚、この観測面
１６上には、ＣＣＤセンサを配設して干渉縞を電気信号
に変換するようにすることもあり、或いは、そこにスク
リーンを配設して干渉縞を直接観察するようにすること
もある。

【００１６】レーザ光源１０から出射した光束はビーム
エキスパンダ１１により所定の光束径を有する平行光束
とされ、その平行光束の一部がハーフミラー１２を透過
して集光レンズ系１３に入射する。集光レンズ系１３に
入射した光束の一部は参照面１３ａで反射して戻され、
再び集光レンズ系１３を透過し、集光レンズ系１３から
出射したときには平行光束となっており、更にハーフミ
ラー１２でリレー・レンズ系１５に向かう方向へ反射
し、リレー・レンズ系１５を透過して観測面１６に入射
する。この光束が参照波である。

【００１７】ハーフミラー１２から集光レンズ系１３へ
入射した光束のうち、参照面１３ａを透過した光束は、
被検面Ｔ１ないしＴ３で反射して戻され、再び集光レン
ズ系１３を透過する。その際に、被検面が球面であった
なら光束は平行光束となる。更に、光束はハーフミラー
１２でリレー・レンズ系１５に向かう方向に反射し、リ
レー・レンズ系１５を透過して観測面１６に入射する。
この光束が被検波である。被検波は参照波と干渉して観
測面１６上に干渉縞を生じさせる。

【００１８】以下に、図２ないし図４を参照しつつ、図
１の構成によって得られる効果について説明する。ま
た、図６及び図７には、本発明の効果と対比させるため
に、図１の構成のリレー・レンズ系１５を単一の正レン
ズ群１５′からなるリレー・レンズ系に交換した構成
（図５参照）から得られる結果を示した（この図５の構
成は、本発明に係るものではなく、在来の構成であ
る）。

【００１９】図２は、図１のフィゾー干渉計に、様々な
半径の球面（凸球面及び凹球面）を被検面として有する
被検体を装着したときに、その被検面の共役位置が、リ
レー・レンズ系１５の後方のどの位置にくるかを示した
グラフである。図２のグラフに示した値は、図１の構成
における各部の寸法を、図３に示したように、集光レン
ズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mm、第１レンズ群１５ａの
焦点距離ｆ₁ ＝２００mm、第２レンズ群１５ｂの焦点距
離ｆ₂ ＝１００mm、そして、集光レンズ１３から第１レ
ンズ群１５ａまでの光路距離Ｌ₀₁＝１７０mm（集光レン
ズ１３からハーフミラー１２の中心までの距離の７０mm
と、ハーフミラー１２の中心から第１レンズ群１５ａま
での距離の１００mmとの和）として求めた値である。

【００２０】ここでは、被検面の半径をｒで表わし、凸
面の半径ｒは正の値、凹面の半径ｒは負の値を取るもの
と定めた。従ってｒは、集光レンズ１３の被検面側焦点
の位置を原点として、被検面が集光レンズ１３の光軸と
交わる点の位置を表わすものといえる。尚、被検面が非
球面の場合にはその半径が一義的に定まらないが、その
場合であっても、集光レンズ１３の被検面側焦点の位置
を原点として、被検面が集光レンズ１３の光軸と交わる
点の位置をｒで表わすものとすれば、以下の説明は非球
面の被検面にも当てはまることになる。

【００２１】また、ここでは被検面の共役位置を表わす
のに、その半径が２０mmの凹面（ｒ＝−２０mm）の被検
面の共役位置を原点とし、この原点からのズレ量Δで表
わすようにした。そして、原点から後方（図中右側）へ
のズレ量Δは正の値、原点から前方へのズレ量Δは負の
値を取るものと定めた。

【００２２】図２のグラフから明らかなように、図１の
実施例の構成では、凹面では半径が２０mm以上（ｒ＜−
２０mm）、凸面では半径が３０mm以上（ｒ＞＋３０mm）
の範囲において、共役位置のズレ量が５０mmの幅（−５
０mm＜Δ＜０mm）の中に納まっている。そこで、観測面
１６の位置をΔ＝−２５mmの位置に定める（Δの原点は
第２レンズ群１５ｂの後方約１５１mmにあるため、これ
によって観測面１６の位置は、第２レンズ群１５ｂの後
方約１２６mmの位置にくる）ことによって、被検面が非
球面の場合であっても、ｒの値が上記範囲内にある被検
面であれば観測面１６の位置を固定したまま、様々なｒ
を有する被検面の干渉縞を良好に観察することができ
る。

【００２３】図４は、以上の構成において、観測面１６
の位置をΔ＝−２５mmの位置に定めたときの、集光レン
ズ１３による被検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レ
ンズ系１５によるその共役位置Ｐ₁ の（従って被検面
の）共役位置Ｐ₀ とを示した図である。この図は、実際
にはハーフミラー１２で折曲されている光路を直線に直
して、ハーフミラー１２を抜いて示した模式図である。
図中の（ａ）は、被検面をｒ＝−５４mm（半径５４mmの
凹面）とした場合の図であり、このとき共役位置Ｐ₀ は
殆ど観測面１６に一致している。また、図中の（ｂ）
は、被検面をｒ＝＋４５mm（半径４５mmの凸面）とした
場合の図である。

【００２４】本願と対比するための在来の構成例である
前述の図５においては、各部の寸法を、図中に示したよ
うに、集光レンズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mm、凸レン
ズ群１５′の焦点距離ｆ₁ ＝５０mm、そして、集光レン
ズ１３から凸レンズ群１５′までの光路距離Ｌ₀₁＝１７
０mm（集光レンズ１３からハーフミラー１２の中心まで
の距離の７０mmと、ハーフミラー１２の中心から凸レン
ズ群１５′までの距離の１００mmとの和）とした。この
図５の構成及び寸法に基づいて求めた、被検面の半径ｒ
と、その被検面の共役位置のズレ量Δとの関係を示した
のが図６のグラフである。この図６のグラフにおいて、
ｒ及びΔは、図２のグラフと全く同じように定めてあ
る。

【００２５】図６のグラフから分かるように、図５の構
成では、半径の小さな凹面から凸面にかけてのｒの範囲
において、ズレ量Δが大きく変動している。そのため、
図５の構成及び寸法を採用した場合には、測定する被検
面を、半径の大きな凹面（ｒ＜−１００mm）に限らざる
を得ず、また、この範囲の被検面の測定に適するように
観測面１６の位置を例えばΔ＝＋９０mmの位置に定める
ことになる（Δの原点は凸レンズ群１５′の後方約５mm
にあるため、これによって観測面１６の位置は、凸レン
ズ群１５′の後方約９５mmの位置に定められることにな
る）。

【００２６】図７は、以上の構成において、観測面１６
の位置をΔ＝＋９０mmの位置に定めたときの、集光レン
ズ１３による被検面の共役位置Ｐ₁ と、更に単一の凸レ
ンズ群１５′からなるリレー・レンズ系によるその共役
位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを示した
図である。この図は、実際にはハーフミラー１２で折曲
されている光路を直線に直して、ハーフミラー１２を抜
いて示した模式図である。図中の（ａ）は、被検面をｒ
＝−２２５mm（半径２２５mmの凹面）とした場合の図で
あり、このとき共役位置Ｐ₀ は殆ど観測面１６に一致し
ている。また、図中の（ｂ）は、被検面をｒ＝−５０mm
（半径５０mmの凹面）とした場合の図であり、このとき
共役位置Ｐ₁ は凸レンズ群１５′の前方（図中左方）約
７０mmの位置にあり、また、共役位置Ｐ₀ は凸レンズ群
１５′の後方（図中右方）約１７５mm（観測面１６の右
方８０mm）という、観測面１６から大きく離れた位置に
ある。

【００２７】次に図８及び図９を参照して、本発明の第
２実施例に係る干渉計について説明する。この第２実施
例に係る干渉計は、図１に示した第１実施例に係る干渉
計と同一構成の部分を多く含むため、その全体図及び全
体説明は省略して、第１実施例と異なる構成の部分だけ
を図示して説明することにする。

【００２８】第１実施例と第２実施例とで相違する部分
はリレー・レンズ系の構成だけである。第１実施例のリ
レー・レンズ系１５を構成していた第１レンズ群１５ａ
及び第２レンズ群１５ｂは共に固定レンズ群（交換しな
いレンズ群）であったが、第２実施例のリレー・レンズ
系１１５では、図９から分かるように、第２レンズ群１
１５ｂを交換可能にしてある。その他の点では双方のリ
レー・レンズ系は同一である。従って第２実施例のリレ
ー・レンズ系１１５も、２組の正の屈折力を有するレン
ズ群である第１レンズ群１１５ａと第２レンズ群１１５
ｂとで構成してあり、第１レンズ群１１５ａの後側焦点
と第２レンズ群１１５ｂの前側焦点とが一致するように
配置してあり、それによって、ケプラー形のアフォーカ
ル系を構成している。

【００２９】図８は、第１実施例の効果を示した図２の
グラフに対応した、第２実施例の効果を示すためのグラ
フである。この図１２のグラフに示した値を求めるに際
しては、集光レンズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mm、第１
レンズ群１１５ａの焦点距離ｆ₁ ＝２００mm、それに、
集光レンズ１３から第１レンズ群１１５ａまでの光路距
離Ｌ₀₁＝１７０mmとした。これらの値は、第１実施例の
ものと同一である。交換可能な第２レンズ群１１５ｂと
して用いるレンズ群としては、その焦点距離の値がｆ₂
＝１００mm、１１０mm、１２５mm、及び１４５mmの、４
つのレンズ群を、図８のグラフに示したようにｒの値の
範囲に合わせて使い分けた。尚、図８のグラフにおいて
も、ｒの値の取り方及びΔの値の取り方は図２のグラフ
と同じであるが、ただしΔの原点は、第２レンズ群１１
５ｂとして、焦点距離ｆ₂ ＝１００mmのレンズ群を用い
たときのｒ＝−２０mmの被検面の共役位置をもってその
原点と定めた。

【００３０】図８のグラフから明らかなように、この第
２実施例によれば、−３００mm＜ｒ＜−３０mmの範囲で
はｆ₂ ＝１１０mmとし、−３０mm＜ｒ＜−１０mmの範囲
ではｆ₂ ＝１００mmとし、ｒ＝＋２０mm付近ではｆ₂ ＝
１４５mmとし、＋２５mm＜ｒ＜＋５０mmの範囲ではｆ₂
＝１２５mmとすることによって、様々な半径の被検面の
共役位置を第１実施例の場合よりも更に狭い範囲内に収
めることができる。そしてこの場合、観測面１６の位置
をΔ＝０の位置に定める（これは、焦点距離ｆ₂ ＝１０
０mmの第２レンズ群１１５ｂの後方約１５１mmの位置で
ある）ことによって、被検面が非球面の場合であって
も、−∞＜ｒ＜約−１０mm、及び、約＋１０＜ｒ＜＋５
０mmという広い範囲において、観測面１６の位置を固定
したままで、様々なｒを有する被検面の干渉縞を良好に
観察することができる。

【００３１】また、観測面１６と共役位置との間のズレ
量Δを第１実施例の場合よりも小さく抑えることができ
るため、第１実施例よりも更に良好に干渉縞を観察する
ことができる。ただし、この第２実施例では、第２レン
ズ群１１５ｂとして焦点距離ｆ₂ の異なったレンズ群を
使用することによって観測面１６上の像の大きさが変化
する。第１実施例では被検面のｒが異なっても観測面１
６上の像の大きさは一定である。

【００３２】図９は、以上の構成において、観測面１６
の位置を△＝０の位置に定めたときの、集光レンズ１３
による被検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系
１１５によるその共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共
役位置Ｐ₀ とを示した図である。この図は、実際にはハ
ーフミラー１２で折曲されている光路を直線に直し、ハ
ーフミラー１２を抜いて示した模式図である。図中の
（ａ）は、被検面の半径ｒ＝−２０mm（ｆ₂ ＝１００m
m）の場合を示しており、（ｂ）は、被検面の半径ｒ＝
−１００mm（ｆ₂ ＝１１０mm）の場合を示している。

【００３３】次に図１０及び図１１を参照して、本発明
の第３実施例に係る干渉計について説明する。第２実施
例に係る干渉計と同様、この第３実施例に係る干渉計
も、図１に示した第１実施例に係る干渉計と同一構成の
部分を多く含むため、その全体図及び全体説明は省略し
て、第１実施例と異なる構成の部分だけを図示して説明
することにする。

【００３４】第１実施例と第３実施例とで相違する部分
は、リレー・レンズ系の構成だけである。第１実施例の
リレー・レンズ系１５を構成していた第１レンズ群１５
ａ及び第２レンズ群１５ｂは共に固定焦点のレンズ群で
あったが、第３実施例のリレー・レンズ系２１５では、
図１１に示したように、第２レンズ群２１５ｂを変倍レ
ンズ群（焦点距離可変のレンズ群）としてある。その他
の点では双方のリレー・レンズ系は同一である。即ち、
この第３実施例のリレー・レンズ系２１５も、２組の正
の屈折力を有するレンズ群である第１レンズ群２１５ａ
と第２レンズ群２１５ｂとで構成してあり、第１レンズ
群２１５ａの後側焦点と第２レンズ群２１５ｂの前側焦
点とが一致するように、変倍系である第２レンズ群２１
５ｂの焦点距離の操作を行なうようにしており、それに
よって、ケプラー形のアフォーカル系を構成している。

【００３５】第２レンズ群２１５ｂは、図示例では、い
ずれも光軸方向に移動自在な２つの正レンズ群からな
り、それら正レンズ群の間の距離を拡大すると第２レン
ズ群２１５ｂの焦点距離が長くなり、逆にその距離を縮
小すると第２レンズ群２１５ｂの焦点距離が短くなるよ
うにしてある。ただし、第２レンズ群２１５ｂとして用
いる変倍レンズ群の構成はこれに限られるものではな
く、その他の任意の構成を利用することができ、例えば
正レンズ群と負レンズ群とを組み合わせたものとしても
良く、３群以上の構成としても良い。

【００３６】図１０は、第１実施例の効果を示した図２
のグラフに対応した、第３実施例の効果を示すためのグ
ラフである。この図１０のグラフに示した値を求めるに
際しては、集光レンズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mm、第
１レンズ群２１５ａの焦点距離ｆ₁ ＝２００mm、それ
に、集光レンズ１３から第１レンズ群２１５ａまでの光
路距離Ｌ₀₁＝１７０mmとした。これらの値は、第１実施
例と同一である。第２レンズ群２１５ｂの焦点距離の値
ｆ₂ は無論可変である。尚、図１０のグラフにおいて
も、ｒの値の取り方及びΔの値の取り方は図２のグラフ
と同じであるが、ただしΔの原点は、第２レンズ群２１
５ｂの焦点距離をｆ₂ ＝１００mmに合わせたときのｒ＝
−２０mmの被検面の共役位置をもってその原点と定め
た。従って、被検面がｒ＝−１００mmである場合には、
第２レンズ群２１５ｂの焦点距離をｆ₂ ＝１０９．８０
１mmに合わせることで、被検面の共役位置をΔ＝０の点
に合わせることができる。

【００３７】図１０のグラフから明らかなように、この
第３実施例によれば、ｒの全範囲において、共役位置の
ズレ量Δ＝０とすることができる。従って、観測面１６
の位置をΔ＝０の位置に定めることによって、被検面が
非球面の場合であっても、ｒの全範囲において、観測面
１６の位置を固定したままで、様々なｒを有する被検面
の干渉縞を良好に観察することができる。そして、この
第３実施例では、観測面１６と共役位置との間のズレ量
Δを完全になくすことができるため、第１実施例及び第
２実施例よりも更に良好に干渉縞を観察することができ
る。ただし、この第３実施例では、第２レンズ群２１５
ｂの焦点距離ｆ₂ を変化させることによって観測面１６
上の像の大きさが変化する。第１実施例では被検面のｒ
が異なっても観測面１６上の像の大きさは一定である。

【００３８】図１１は、以上の構成において、観測面１
６の位置を△＝０の位置に定めたときの、集光レンズ１
３による被検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ
系２１５によるその共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）
共役位置Ｐ₀ とを示した図である。この図は、実際には
ハーフミラー１２で折曲されている光路を直線に直し
て、ハーフミラー１２を抜いて示した模式図である。図
中の（ａ）は、被検面の半径ｒ＝−２０mmの場合を示し
ており、このとき、変倍レンズ群である第２レンズ群２
１５ｂの焦点距離ｆ₂ ＝１００．０００mmである。ま
た、図中の（ｂ）は、被検面の半径ｒ＝−１００mmの場
合を示しており、このとき、変倍レンズ群である第２レ
ンズ群２１５ｂの焦点距離ｆ₂ ＝１０９．８０１mmであ
る。この図から明らかなように、被検面のｒに応じて第
２レンズ群２１５ｂの焦点距離を変化させることによっ
て、被検面の共役位置が常に観測面１６上にくるように
することができる。

【００３９】次に、図１２及び１３を参照して、本発明
の第４実施例に係る干渉計について説明する。この第４
実施例に係る干渉計は、図１に示した第１実施例に係る
干渉計と同一構成の部分を多く含むため、その全体図及
び全体説明は省略して、第１実施例と異なる構成の部分
だけを図示して説明することにする。

【００４０】第１実施例と第４実施例とで相違する部分
はリレー・レンズ系の構成だけである。第１実施例のリ
レー・レンズ系１５を構成していた第１レンズ群１５ａ
及び第２レンズ群１５ｂは共に固定レンズ群（交換しな
いレンズ群）であったが、第４実施例のリレー・レンズ
系３１５では、図１３から分かるように、第１レンズ群
３１５ａ及び第２レンズ群３１５ｂを共に交換可能にし
てある。また、それらレンズ群を交換する際には、第１
レンズ群３１５ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群３１５
ｂの焦点距離ｆ₂ との比が、常に一定（図示例ではｆ₁
／ｆ₂ ＝２）となるようにしている。その他の点では、
第１実施例と第４実施例の双方のリレー・レンズ系は同
一である。従って、この第４実施例のリレー・レンズ系
３１５も、２組の正の屈折力を有するレンズ群である第
１レンズ群３１５ａと第２レンズ群３１５ｂとで構成さ
れ、第１レンズ群３１５ｂの後側焦点と第２レンズ群３
１５ｂの前側焦点とが常に一致するように配置され、そ
にれよって、ケプラー形のアフォーカル系が構成され
る。

【００４１】図１２は、第１実施例の効果を示した図２
のグラフに対応した、第４実施例の効果を示すためのグ
ラフである。この図１２のグラフに示した値を求めるに
際しては、集光レンズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mmと
し、集光レンズ１３から第１レンズ群１１５ａまでの光
路距離Ｌ₀₁＝１７０mmとした。これらの値は、第１実施
例のものと同一である。第１レンズ群１１５ａと第２レ
ンズ群１１５ｂとを共に交換する際のそれらレンズ群の
焦点距離の値の組合せ（ｆ₁ 、ｆ₂ ）として用いたの
は、図１２に示したように、（２００．０００、１０
０．０００）、（２１６．２０４、１０８．１０２）、
（２１８．７５０、１０９．３７５）、それに（２３
１．２５０、１１５．６２５）という組合せである（単
位はいずれもmmである）。これらの組合せを、図１２の
グラフに示したようにｒの値の範囲に合わせて使い分け
ている。

【００４２】尚、図１２のグラフにおいてもｒの値の取
り方及び△の値の取り方は図２のグラフと同じである
が、ただし△の原点は、第１レンズ群３１５ａに焦点距
離ｆ₁＝２００mmのレンズ群を使用し、第２レンズ群１
１５ｂに焦点距離ｆ₂ ＝１００mmのレンズ群を用いたと
きのｒ＝−２０mmの被検面の共役位置をもってその原点
と定めた。

【００４３】図１２のグラフから明らかなように、この
第４実施例によれば、ｒの値の夫々の範囲においてそれ
に合った第１レンズ群及び第２レンズ群を使用すること
によって、様々な半径の被検面の共役位置を第１実施例
の場合よりも更に狭い範囲内に収めることができる。そ
して、観測面１６の位置を△＝０の位置に定める（これ
は、焦点距離ｆ₂ ＝１００mmの第２レンズ群３１５ｂの
後方約１５１mmの位置である）ことによって、被検面が
非球面の場合であっても、広いｒの範囲において、観測
面１６の位置を固定したままで、様々なｒを有する被検
面の干渉縞を良好に観察することができる。また特に、
この第４実施例では、前述のように第１レンズ群３１５
ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群３１５ｂの焦点距離ｆ
₂ との比が常に一定となるようにしているため、共役位
置を観測面１６に近付けるためにレンズ群を交換した場
合でも、観測面１６上の像の大きさが一定に保たれると
いう利点がある。

【００４４】図１３は、以上の構成において、観測面１
６の位置を△＝０の位置に定めたときの、集光レンズ１
３による被検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ
系３１５によるその共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）
共役位置Ｐ₀ とを示した図である。この図は、実際には
ハーフミラー１２で折曲されている光路を直線に直し
て、ハーフミラー１２を抜いて示した模式図である。図
中の（ａ）は、被検面の半径ｒ＝−２０mm、第１レンズ
群３１５ａの焦点距離ｆ₁ ＝２００．０００mm、第２レ
ンズ群３１５ｂの焦点距離ｆ₂ ＝１００．０００mmの場
合を示しており、（ｂ）は、被検面の半径ｒ＝−１００
mm、第１レンズ群３１５ａの焦点距離ｆ₁ ＝２１６．２
０４mm、第２レンズ群３１５ｂの焦点距離ｆ₂ ＝１０
８．１０２mmの場合を示している。

【００４５】次に、図１４及び１５を参照して、本発明
の第５実施例に係る干渉計について説明する。第４実施
例に係る干渉計と同様に、この第５実施例に係る干渉計
は、図１に示した第１実施例に係る干渉計と同一構成の
部分を多く含むため、その全体説明は省略し、第１実施
例と異なる構成の部分だけを、図１４の全体図に基づい
て説明することにする。

【００４６】第１実施例と第５実施例とで相違する部分
はリレー・レンズ系の構成だけである。第１実施例のリ
レー・レンズ系１５を構成していた第１レンズ群１５ａ
及び第２レンズ群１５ｂは共に固定焦点のレンズ群であ
ったが、第５実施例のリレー・レンズ系５１５では、図
１４から分かるように、第１レンズ群５１５ａ及び第２
レンズ群５１５ｂを共に、正の屈折力を有する変倍レン
ズ群（焦点距離可変のレンズ群）としてある。

【００４７】それら第１レンズ群５１５ａと第２レンズ
群５１５ｂとの変倍操作（焦点距離を変化させる操作）
は、第１レンズ群５１５ａの後側焦点と第２レンズ群５
１５ｂの前側焦点とが、常に互いに一致して、常に一定
の位置にあるようにするようにして行なわれる。また更
に、それらレンズ群の変倍操作は、第１レンズ群５１５
ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群５１５ｂの焦点距離ｆ
₂ との比を一定に維持するようにして行なわれる。

【００４８】それら変倍レンズ群の変倍操作を、これら
の条件を満たすようにして行なわせるための手段は、図
には示していないが、様々な公知の構成を用いることが
できる。例えば、それら２つのレンズ群を連動させるリ
ンク機構を用いても良く、また、それら夫々のレンズ群
を駆動するための個別のサーボ機構と、それらサーボ機
構を連動させるように制御する制御装置とを組み合わせ
て用いても良い。更にその他の構成を用いることも可能
である。

【００４９】このようにリレー・レンズ系５１５は、互
いの焦点位置を一致させた２組の正レンズ群からなるも
のであるため、ケプラー形のアフォーカル系を構成して
いる。アフォーカル系であることから、このリレー・レ
ンズ系５１５へ入射した平行光束は平行光束の形で出射
し、入射する光束の径と出射する光束の径との比は、第
１レンズ群５１５ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群５１
５ｂの焦点距離ｆ₂ との比に等しく、ここでは後者の比
の値を一定にするようにしているため、前者の比の値も
一定である。

【００５０】第１レンズ群５１５ａ及び第２レンズ群５
１５ｂは、図示例では、いずれも光軸方向に移動自在な
２つの正レンズ群からなり、それら正レンズ群の間の距
離を拡大すると第１レンズ群５１５ａ及び第２レンズ群
５１５ｂの焦点距離ｆ₁ 、ｆ₂ が長くなり、逆にその距
離を縮小すると第１レンズ群５１５ａ及び第２レンズ群
５１５ｂの焦点距離ｆ₁ 、ｆ₂ が短くなるようにしてあ
る。ただし、第１レンズ群５１５ａ及び第２レンズ群５
１５ｂとして用いる変倍レンズ群の構成はこれに限られ
るものではなく、その他の任意の構成を利用することが
でき、例えば正レンズ群と負レンズ群とを組み合わせた
ものとしても良く、３群以上の構成としても良い。

【００５１】図１５は、第１実施例の効果を示した図２
のグラフに対応した、第５実施例の効果を示すためのグ
ラフである。この図１７のグラフに示した値を求めるに
際しては、集光レンズ１３の焦点距離ｆ₀ ＝５０mm、集
光レンズ１３から第１レンズ群５１５ａまでの光路距離
Ｌ₀₁＝１７０mmとした。これらの値は、第１実施例と同
一である。そして、第１レンズ群５１５ａの焦点距離ｆ
₁ と第２レンズ群５１５ｂの焦点距離ｆ₂ は、焦点距離
ｆ₁ と焦点距離ｆ₂ との比の値ｆ₁ ／ｆ₂ ＝２となるよ
うに設定した。尚、図１５のグラフにおいても、ｒの値
の取り方及びΔの値の取り方は図２のグラフと同じであ
るが、ただしΔの原点は、第１レンズ群５１５ａの焦点
距離ｆ₁ ＝１００mm、第２レンズ群５１５ｂの焦点距離
ｆ₂ ＝２００mmに合わせたときのｒ＝−２０mmの被検面
の共役位置をもってその原点と定めた。

【００５２】図１５のグラフから明らかなように、第１
レンズ群５１５ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群５１５
ｂの焦点距離ｆ₂ との比の値ｆ₁ ／ｆ₂ ＝２とする上述
の条件を満たすように、第１レンズ群５１５ａの焦点距
離ｆ₁ と第２レンズ群５１５ｂの焦点距離ｆ₂ とを操作
することによって、被検面のｒの値に関わらず、その被
検面の共役位置が観測面１６上にくるようにすることが
できる。即ち、図１５のグラフ中に書き込んだ数値によ
って例示したように、例えば被検面のｒ＝＋２０mmであ
る場合には、ｆ₁ ＝２４１．７、ｆ₂ ＝１２０．８と
し、ｒ＝−２０mmである場合には、ｆ₁ ＝２００．０、
ｆ₂ ＝１００．０とし、また、ｒ＝−１００mmである場
合には、ｆ₁ ＝２１６．７、ｆ₂ ＝１０８．３とすれば
良い。また特に、この第５実施例では、前述のように第
１レンズ群５１５ａの焦点距離ｆ₁ と第２レンズ群５１
５ｂの焦点距離ｆ₂ との比が常に一定となるようにして
いるため、曲率半径の異なる被検面であっても、集光レ
ンズ１３の焦点位置からその被検面を見込んだ角度が常
に等しければ、観測面１６上における被検面の像の大き
さも一定に保たれる。そのため、ある半径の被検面に関
して、その像の大きさが観測に適したある大きさとなる
ようにしておけば、それと異なった半径の被検面の測定
をする際にも、その像の大きさが観測に適したその大き
さになるという利点がある。

【００５３】図１６は、観測面１６の位置を以上のよう
に定めたときの、集光レンズ１３による被検面の共役位
置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系５１５によるその共役
位置Ｐ₁ の共役位置（従って被検面の最終的な共役位
置）Ｐ₀ とを示した図である。この図は、実際にはハー
フミラー１２で折曲されている光路を直線に直して、ハ
ーフミラー１２を抜いて示した模式図である。図中の
（ａ）は、被検面をｒ＝−２０mm（半径２０mmの凹面）
とした場合の図であり、このとき第１レンズ群５１５ａ
の焦点距離ｆ₁ ＝２００．０mm、第２レンズ群５１５ｂ
の焦点距離ｆ₂ ＝１００．０mmである。また、図中の
（ｂ）は、被検面をｒ＝−１００mm（半径１００mmの凹
面）とした場合の図であり、このとき第１レンズ群５１
５ａの焦点距離ｆ₁ ＝２１６．７mm、第２レンズ群５１
５ｂの焦点距離ｆ₂ ＝１０８．３mmである。

【００５４】本発明は、以上に説明したフィゾー干渉計
に限られず、それ以外の様々な干渉計にも適用可能であ
り、それについて以下に説明する。図１７は、図１の第
１実施例に用いたリレー・レンズ系１５の構成をトワイ
マン・グリーン干渉計に適用した、本発明の更に別の実
施例を示した図である。図示のトワイマン・グリーン干
渉計は、レーザ光源１０、ビームエキスパンダ１１、ハ
ーフミラー１２、集光レンズ系１１３、リレー・レンズ
系１５、観測面１６、参照面１７を含んでいる。リレー
・レンズ系１５の構成、作用、及び効果は図１〜図４に
示して説明した第１実施例のリレー・レンズ系１５にお
けるものと同一である。また、リレー・レンズ系１５以
外の部分は当業者には自明の周知の構成であるため説明
を省略する。

【００５５】更に、この図１７のトワイマン・グリーン
干渉計のリレー・レンズ系１５を、図８及び図９に示し
て説明した第２実施例のリレー・レンズ系１１５と同様
に構成することも可能であり、そうすれば第２実施例の
作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。また、
この図１７のトワイマン・グリーン干渉計のリレー・レ
ンズ系１５を、図１０及び図１１に示して説明した第３
実施例のリレー・レンズ系２１５と同様に構成すること
も可能であり、そうすれば第３実施例の作用及び効果と
同様の作用及び効果が得られる。更に、この図１７のト
ワイマン・グリーン干渉計のリレー・レンズ系１５を、
図１３に示して説明した第４実施例のリレー・レンズ系
３１５と同様に構成することも可能であり、そうすれば
第４実施例の作用及び効果と同様の作用及び効果が得ら
れる。また、この図１７のトワイマン・グリーン干渉計
のリレー・レンズ系１５を、図１４に示して説明した第
５実施例のリレー・レンズ系５１５と同様に構成するこ
とも可能であり、そうすれば第５実施例の作用及び効果
と同様の作用及び効果が得られる。

【００５６】図１８は、図１の第１実施例に用いたリレ
ー・レンズ系１５の構成をホログラム干渉計に適用し
た、本発明の更に別の実施例を示した図である。図示の
ホログラム干渉計は、レーザ光源１０、ビームエキスパ
ンダ１１、ハーフミラー１２、集光レンズ系４１３、リ
レー・レンズ系４１５、ホログラム面４１６、それに、
反射鏡１７ａ、１７ｂ、１７ｃを含んでいる。ホログラ
ム面４１６は、図１及び図１７の干渉計の観測面１６と
同様に、そこに干渉縞を発生させるための面であり、こ
のホログラム面４１６上に載置したホログラム乾板等に
その干渉縞を記録するか、あるいは、記録後のホログラ
ム乾板をホログラム面４１６上に載置して波面を再生す
る。本発明に関しては、このホログラム面４１６は図１
及び図１７の観測面１６に相当するものである。

【００５７】リレー・レンズ系４１５は、その構成、作
用、及び効果が図１〜図４に示して説明した第１実施例
のリレー・レンズ系１５におけるものと同一である。ま
た、リレー・レンズ系４１５以外の部分は当業者には自
明の周知の構成であるため説明を省略する。

【００５８】更に、この図１８のホログラム干渉計のリ
レー・レンズ系４１５を、図８及び図９に示して説明し
た第２実施例のリレー・レンズ系１１５と同様に構成す
ることも可能であり、そうすれば第２実施例の作用及び
効果と同様の作用及び効果が得られる。また、この図１
８のホログラム干渉計のリレー・レンズ系４１５を、図
１０及び図１１に示して説明した第３実施例のリレー・
レンズ系２１５と同様に構成することも可能であり、そ
うすれば第３実施例の作用及び効果と同様の作用及び効
果が得られる。更に、この図１８のホログラム干渉計の
リレー・レンズ系４１５を、図１３に示して説明した第
４実施例のリレー・レンズ系３１５と同様に構成するこ
とも可能であり、そうすれば第４実施例の作用及び効果
と同様の作用及び効果が得られる。また、この図１８の
ホログラム干渉計のリレー・レンズ系４１５を、図１４
に示して説明した第５実施例のリレー・レンズ系５１５
と同様に構成することも可能であり、そうすれば第５実
施例の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

【００５９】本発明は更に別の構成の干渉計にも応用し
得るものである。また、以上に開示した実施例ではアフ
ォーカル系として構成したリレー・レンズ系１５、１１
５、２１５、３１５、４１５、５１５はいずれもケプラ
ー形のアフォーカル系であったが、凸レンズ群と凹レン
ズ群とを組合せたガリレオ形のアフォーカル系を用いる
ことも可能である。ただしその場合には、集光レンズ系
１３、１１３による被検面の共役位置Ｐ₁が、ガリレオ
形アフォーカル系に対して適当な相対位置にくるように
して、そのアフォーカル系が、共役位置Ｐ₁ の共役位置
Ｐ₀ を、そのアフォーカル系の後方に発生するようにす
る必要がある。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非球面であってしかも曲率が互いに異なる様々な被検面
を測定する場合であっても、それら被検面の共役位置を
狭い範囲内に収めることができるため、その範囲内の適
当な位置に観測面を設置しておけば、その観測面を移動
させることなく、それら様々な被検面の共役位置の近傍
において干渉縞を観測することができるという優れた利
点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る干渉計であるフィゾ
ー干渉計の光学的構成を示した模式図である。

【図２】図１のフィゾー干渉計に、様々な半径の球面
（凸球面及び凹球面）を被検面として有する被検体を装
着したときに、その被検面の共役位置が基準位置からど
れだけずれるかを示したグラフである。

【図３】図２のグラフに示した値を求める際に用いた、
図１の構成における各部の寸法を示した図である。

【図４】図１の干渉計において、観測面の位置をΔ＝−
２５mmの位置に定めたときの、集光レンズによる被検面
の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるその共
役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを示し
た図である。

【図５】図１の構成のリレー・レンズ系を単一のレンズ
群からなるリレー・レンズ系に交換した、在来の構成に
係る干渉計の、そのリレー・レンズ系の部分を示した図
である。

【図６】図５の在来の構成に関する図２と同様のグラフ
である。

【図７】図５の在来の構成において、観測面の位置をΔ
＝＋９０mmに定めたときの、集光レンズによる被検面の
共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるその共役
位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを示した
図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る干渉計に、様々な半
径の球面（凸球面及び凹球面）を被検面として有する被
検体を装着したときに、その被検面の共役位置が基準位
置からどれだけずれるかを示したグラフである。

【図９】本発明の第２実施例に係る干渉計のリレー・レ
ンズ系の部分だけを示した模式図であり、観測面の位置
をΔ＝０の位置に定めたときの、集光レンズによる被検
面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるその
共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを示
した図である。

【図１０】本発明の第３実施例に係る干渉計に、様々な
半径の球面（凸球面及び凹球面）を被検面として有する
被検体を装着したときに、その被検面の共役位置が基準
位置からどれだけずれるかを示したグラフである。

【図１１】本発明の第３実施例に係る干渉計のリレー・
レンズ系の部分だけを示した模式図であり、観測面の位
置をΔ＝０の位置に定めたときの、集光レンズによる被
検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるそ
の共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを
示した図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係る干渉計に、様々な
半径の球面（凸球面及び凹球面）を被検面として有する
被検体を装着したときに、その被検面の共役位置が基準
位置からどれだけずれるかを示したグラフである。

【図１３】本発明の第３実施例に係る干渉計のリレー・
レンズ系の部分だけを示した模式図であり、観測面の位
置をΔ＝０の位置に定めたときの、集光レンズによる被
検面の共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるそ
の共役位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを
示した図である。

【図１４】本発明の第５実施例に係る干渉計であるフィ
ゾー干渉計の光学的構成を示した模式図である。

【図１５】本発明の第５実施例に係る干渉計に、様々に
異なる半径の球面（凸球面及び凹球面）を被検面として
有する夫々の被検体を装着したときに、リレー・レンズ
系の第１レンズ群及び第２レンズ群の焦点距離を変化さ
せることにより、それら被検面の共役位置を観測面に一
致させることができることを示したグラフである。

【図１６】本発明の第５実施例に係る干渉計のリレー・
レンズ系の部分だけを示した模式図であり、ｒの値が異
なる２つの被検面に関して、集光レンズによる被検面の
共役位置Ｐ₁ と、更にリレー・レンズ系によるその共役
位置Ｐ₁ の（従って被検面の）共役位置Ｐ₀ とを示した
図である。

【図１７】図１の第１実施例に用いたリレー・レンズ系
の構成をトワイマン・グリーン干渉計に適用した、本発
明の更に別の実施例を示した図である。

【図１８】図１の第１実施例に用いたリレー・レンズ系
の構成をホログラム干渉計に適用した、本発明の更に別
の実施例を示した図である。

【図１９】被検面が球面である場合に、干渉縞の観測面
が被検波の光軸上のどの位置にあっても干渉縞を良好に
観測できる理由を説明する図である。

【図２０】被検面が形状誤差の大きい球面や非球面であ
る場合に、干渉縞の観測面を被検面の共役面上の位置に
しなければならない理由を説明する図である。

【符号の説明】

１０レーザ光源１３，１１３，４１３集光レンズ系１５，１１５，２１５，３１５，４１５リレー・レン
ズ系１５ａ，１１５ａ，２１５ａ，３１５ａ，４１５ａ第
１レンズ群１５ｂ，１１５ｂ，２１５ｂ，３１５ｂ，４１５ｂ第
２レンズ群１６観測面４１６ホログラム面ｆ₁ 第１レンズ群の焦点距離ｆ₂ 第２レンズ群の焦点距離Ｔ１〜Ｔ３被検面

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−196418（ＪＰ，Ａ) 特開平５−333269（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 9/02 G01B 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源から射出された光波を２つの光波に
分割し、一方の光波から参照波を作り出し、他方の光波
を集光レンズ系によって集光させた後に被検面で反射さ
せて被検波を作り出し、前記参照波と前記被検波とを干
渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞を観測面上
で観測する干渉計において、前記集光レンズ系から前記観測面へ至る光路中に、前記
被検波を通過させるリレー・レンズ系を備え、該リレー
・レンズ系をアフォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波の入射側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有す
る第２レンズ群とで構成し、前記第１レンズ群の後側焦
点と前記第２レンズ群の前側焦点とをほぼ一致させて配
設し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との少なくとも一
方を交換可能に構成した、ことを特徴とする干渉計。
【請求項２】光源から射出された光波を２つの光波に
分割し、一方の光波から参照波を作り出し、他方の光波
を集光レンズ系によって集光させた後に被検面で反射さ
せて被検波を作り出し、前記参照波と前記被検波とを干
渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞を観測面上
で観測する干渉計において、前記集光レンズ系から前記観測面へ至る光路中に、前記
被検波を通過させるリレー・レンズ系を備え、該リレー
・レンズ系をアフォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波の入射側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有す
る第２レンズ群とで構成し、前記第１レンズ群の後側焦
点と前記第２レンズ群の前側焦点とをほぼ一致させて配
設し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との少なくとも一
方を変倍レンズ群として構成した、ことを特徴とする干渉計。
【請求項３】光源から射出された光波を２つの光波に
分割し、一方の光波から参照波を作り出し、他方の光波
を集光レンズ系によって集光させた後に被検面で反射さ
せて被検波を作り出し、前記参照波と前記被検波とを干
渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞を観測面上
で観測する干渉計において、前記集光レンズ系から前記観測面へ至る光路中に、前記
被検波を通過させるリレー・レンズ系を備え、該リレー
・レンズ系をアフォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波の入射側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有す
る第２レンズ群とで構成し、前記第１レンズ群の後側焦
点と前記第２レンズ群の前側焦点とをほぼ一致させて配
設し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との両方を交換可
能に構成し、かつ、前記第１レンズ群の焦点距離と前記
第２レンズ群の焦点距離との比を一定に維持した、ことを特徴とする干渉計。
【請求項４】光源から射出された光波を２つの光波に
分割し、一方の光波から参照波を作り出し、他方の光波
を集光レンズ系によって集光させた後に被検面で反射さ
せて被検波を作り出し、前記参照波と前記被検波とを干
渉させて干渉縞を発生させ、得られた干渉縞を観測面上
で観測する干渉計において、前記集光レンズ系から前記観測面へ至る光路中に、前記
被検波を通過させるリレー・レンズ系を備え、該リレー
・レンズ系をアフォーカル系とし、前記アフォーカル系を、前記被検波の入射側から順に、
正の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有す
る第２レンズ群とで構成し、前記第１レンズ群の後側焦
点と前記第２レンズ群の前側焦点とをほぼ一致させて配
設し、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との両方を変倍レ
ンズ系で構成し、さらに、前記第１レンズ群の焦点距離
と前記第２レンズ群の焦点距離との比を一定に維持しつ
つそれら第１レンズ群と第２レンズ群とを変倍させる手
段を有する、ことを特徴とする干渉計。