JP3810027B2 - Object positioning device for optical wave interference device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波干渉装置の被検体ポジショニング装置に関し、特に、薄板状の被検体の被検面の表面形状を可干渉距離の短い光を用いて測定する場合において、該被検面を干渉可能範囲内に位置決めする際に用いられる光波干渉装置の被検体ポジショニング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、マイケルソン型の干渉計においては、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面および被検面で各々反射させて上記光分割手段で再度合成した後、観察面上に干渉縞を形成させるように構成されており、この干渉縞を観察することにより被検面の凹凸形状等の評価を行えるようになっている。
【0003】
ところで、上記干渉計として、レーザ干渉計を用いる場合には、レーザ光の干渉距離が長いことから、参照面に対して被検面の位置を正確に設定する必要はないものの、逆にガラス等の透明性薄板の場合、被検体の裏面からの反射光も、被検面からの反射光や参照面からの反射光と干渉を生じてしまい、本来の干渉縞上にノイズ成分の干渉縞を重畳させてしまう。
【0004】
このため、従来は、レーザ干渉計を用いて薄板ガラス等を測定する場合は、ゴーストを発生する裏面に屈折率マッチングオイルを塗るなどの対策が必要であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような対策を施すことは多大な手間を要し、被検体を汚染するなどの問題もあった。
また、特に被検体の厚さが極めて薄い場合には、この裏面にマッチングオイル等を塗布すると、その表面張力の影響で被検体が歪み被検面の正確な測定が行えないという問題も発生する。
【0006】
そこで、薄板ガラス等の表面形状を測定する場合には可干渉距離の短い光(被検体の厚みtの2倍よりも可干渉距離の短い光)を測定光として用い、被検面のみを干渉可能範囲に設定することが考えられる。
【0007】
しかしながら、上記従来技術において、光源からの光の可干渉距離をSCLとすると、被検面を配設すべき干渉可能範囲Lは、L<SCL/2となる。例えば、光源として赤色発光ダイオード(LED)のように可干渉距離が30μm程度のものを用いると干渉可能範囲Lは15μmよりも短いものとなってしまう。
【0008】
そして、このような狭い範囲の中に被検体の被検面をポジショニングしなければ、参照板との相対的形状を示す干渉縞を発生させることはできない。
さらにその際、被検体の被検面は、被検体あるいは被検体が組み込まれた被検体ユニットの厚みによって位置が変化するため、これに対応したポジショニングが必要となる。
【0009】
本発明は上記の事情に鑑み、可干渉距離の短い光を用いた光波干渉装置において、簡易な構成で、被検面を干渉可能範囲内に容易に位置設定し得る光波干渉装置の被検体ポジショニング装置を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置は、光源からの光を2系に分割し、一方を被検体の被検面上に、他方を参照面上に照射し、該被検面からの被検光と該参照面からの参照光の干渉により生じる干渉縞を観察し、該観察結果に基づき該被検面の表面形状を測定する光波干渉装置において、
干渉装置本体と前記被検体の支持手段とが、前記光の分割位置と前記被検面との間の光路長を調整し得るよう相対変位可能に設けられており、
前記光の可干渉距離が、前記被検体の厚みの2倍に比べて短い距離に設定されており、
前記光の分割位置と前記被検面の干渉可能範囲位置との間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する集光レンズが配設されており、
前記集光レンズが、前記干渉装置本体に支持されており、
前記干渉装置本体による前記集光レンズの支持が、前記光の分割位置と該集光レンズとの間の光路長を微調整可能な光路長微調整手段を介して行われていることを特徴とするものである。
【0012】
また、前記干渉装置本体による前記集光レンズの支持を、該集光レンズを前記光の分割位置と前記被検面との間の光路から外れた退避位置へ移動可能な集光レンズ退避手段を介して行うことも好ましい。
その際、前記集光レンズ退避手段を、該集光レンズを前記退避位置において保持する集光レンズ退避位置保持手段を備えた構成とすることが、さらに好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図1は、本発明の被検体ポジショニング装置が組み込まれる光波干渉装置を説明するための概略図であり、マイケルソンタイプとして構成されたものである。このマイケルソン型干渉計は、光源1と、コリメータレンズ2と、ビームスプリッタ3と、参照板4と、撮像レンズ7と、CCD素子8とを備えてなり、本発明に係る被検体ポジショニング装置(これについては後述する)が、被検体5を保持しつつ、その位置を移動調整することができるようになっている。
【0014】
上記光源1は可干渉距離の短い光を射出する光源であり、該光源1から射出された光1aは、コリメータレンズ2で平行光にされた後、ビームスプリッタ3で参照光と被検光とに分割されるようになっている。そして、これら参照光および被検光は、参照板4の参照面4aおよび被検体ポジショニング装置に支持された被検体5の被検面5aで各々反射した後ビームスプリッタ3で再度合成され、撮像レンズ7によりCCD8の結像面上に干渉縞を形成するように構成されている。
【0015】
ところで、この干渉装置においては被検体5の被検面5aからの反射光と参照板4の参照面4aからの反射光とにより形成される干渉縞上に、被検体5の裏面5bからの反射光に基づく干渉縞ノイズが重畳しないように光源1として干渉距離の極めて短い光1aが射出される光源を選択している。
このように干渉装置において可干渉距離の短い光を射出する光源を用いた場合には、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよう被検面5aの光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせを行う必要がある。
【0016】
図1に示される、被検面5aの干渉可能範囲Lは、光1aの可干渉距離をSCLとすると、 L<SCL/2となる。しかも、可干渉距離SCLは被検体5の厚みtに比べて極めて小さくなるように設定されている。例えば、光源1を可干渉距離SCL≒30μmの赤色のLEDとした場合、上記干渉可能範囲Lは15μmよりも小さい値となる。これにより、干渉縞測定時において被検体5の被検面5aに基づく干渉縞が観察されているときは、被検体5の裏面5bに基づく干渉縞は観察されない。
【0017】
そして、被検体5は、上記被検体ポジショニング装置によって矢印A方向に移動され、被検面5aがこの干渉可能範囲内に位置決めされることになるが、このように極めて短い範囲6内に被検体5の被検面5aをポジショニングするのは容易ではない。特にCCD8上に結像される干渉縞をモニタ上で観察し、干渉縞が出現した瞬間に被検体の移動を停止することで上記ポジショニングを行おうとすると、干渉縞がモニタ上に出現した際には、被検面5aの移動に応じて干渉縞も高速で移動することになるので干渉縞の出現を確認すること自体が極めて困難な作業となる。
【0018】
そこで、本発明に係る被検体ポジショニング装置においては、図示する如く、光路内に、上記干渉可能範囲6内に焦点位置Fを有する、被検体のポジショニングを行うための集光レンズ9を配設している。
【0019】
以下、図2および図3を用いてこの集光レンズ9による被検体ポジショニング装置の作用効果を説明する。
まず、図2(a)は、被検体5の被検面5aが干渉可能範囲6内に到達せず、集光レンズ9からの光が発散状態で被検面5aに照射され、反射される場合を示す。
【0020】
この集光レンズ9は、図1に示すビームスプリッタ3から射出された平行光束中に配されており、この集光レンズ9の焦点位置Fより遠い位置に被検面5aが存在すると、この集光レンズ9を通過した光束は被検面5aに照射され、反射されることになるが、この反射された光束は被検面5aを挟んでFと対称な位置F′に発光点があたかも存在するように進む。
【0021】
この光束が再び集光レンズ9を通過すると、図2(a)に示されるように、平行光にはならず集束光として上記ビームスプリッタ3に戻ることになる。
図2(b)は、被検面5aが集光レンズ9の焦点位置Fにちょうど到達した場合を示す。この場合は被検面5aで反射された光束は焦点位置Fを発光点とする光束となり、この光束が再び集光レンズ9において平行光束とされて上記ビームスプリッタ3に戻ることになる。
【0022】
図2(c)は、被検面5aが集光レンズ9の焦点位置Fを通り過ぎてしまった場合を示す。この場合には、被検面5aを挟んで焦点位置Fと対称な位置F′が実際の点光源となり、この点光源からの発散光束が集光レンズ9に再入射することになる。この位置F′は集光レンズ9の焦点位置Fの内側にあたるためこの集光レンズ9から射出され、逆行する光束は発散光となって、上記ビームスプリッタ3に戻る。
【0023】
また、図2(a)、(b)、(c)に示された各場合における、CCD8上に形成されたパターンは、モニタ上において各々視野20内に図3(a)、(b)、(c)の如く表示される。
すなわち、図2(a)に示される状態では、図3(a)に示されるように集光レンズ9の径のサイズ21部分に暗いスポット22bが形成され、そのスポット22bの中に、それよりサイズの小さい明るいスポット22aが形成される。
【0024】
また、図2(b)に示される状態では、図3(b)に示されるように集光レンズ9の径のサイズ部分21の全体が、均一の明るさのスポット23となり、その明るさはこの部分21の周囲と同等程度となる。
さらに、図2(c)に示される状態では、図3(c)に示されるように集光レンズ9の径のサイズ部分21より大きい範囲にやや明るいスポット25が形成される。集光レンズ9の径のサイズ部分321と一致して暗いスポット24が形成される。
【0025】
このように、集光レンズ9を逆行した光束は、CCD8上に所定のサイズあるいは所定の明るさのスポットを形成し、図3(b)に示すように、このスポット23と視野20内の他の領域との明るさの区別がほとんどない状態となったときに、被検面5aが干渉可能範囲6の近傍にポジショニングされていることが検出できる。
【0026】
このポジショニングをより正確なものとするためには、上記明るさの変化あるいはスポットの大きさの変化に対する感度を敏感にすればよい。そのためには、図2からも明らかなように、ビームスプリッタ3から射出された光束の集光レンズ9による集光角が大きいほど望ましい。すなわち、集光レンズ9の径のサイズに対して焦点位置Fまでの距離が小さいレンズ、換言すれば、集光レンズ9の径のサイズをDとし、焦点位置Fまでの距離(焦点距離)をfとしたとき、f/Dがなるべく小さい程感度がよく望ましい。ここで、f/Dはレンズの開口数(Fナンバ)であり、Fナンバが小さい程明るいレンズである。
【0027】
次に、上記被検体ポジショニング装置の具体的構成について説明する。
図4および5は、被検体ポジショニング装置31が組み込まれたマイケルソン型干渉計30を示す全体図であり、図4(a)が正面図、図4(b)が右側面図、図5(a)が背面図、図5(b)が上面図である。
【0028】
これらの図に示すように、上記マイケルソン型干渉計30は、基体32と、干渉装置本体33と、被検体支持機構34と、集光レンズ保持機構35とを備えてなり、上記被検体支持機構34と上記集光レンズ保持機構35とにより、被検体ポジショニング装置31が構成されるようになっている。
【0029】
上記基体32は、台座36と、この台座36に固設されて上方へ延びるピラー37とからなっている。上記ピラー37は、その略上半部が円柱部37aとして形成されている。
【0030】
上記干渉装置本体33は、その後部コーナ部に、上記円柱部37aと上下方向に摺動可能に係合する上下1対の挟持部材38が設けられており、さらに、これら各挟持部材38は、レバー39により上記円柱部37aに対する固定および固定解除がなされるようになっている。そして、これにより、上記干渉装置本体33は図示の位置から所定量上方位置まで移動し得るようになっている。
【0031】
図6は、図4(a)の要部拡大図である。
図示のように、上記被検体支持機構34は、上記台座36にボルト固定された基台40と、この基台40上にボルト固定された固定機枠41と、この固定機枠41内に収納されたZ軸調整ステージ42および2軸あおり調整ステージ43と、被検体5を載設する被検体載設台44とを備えている。
【0032】
上記2軸あおり調整ステージ43は、上記Z軸調整ステージ42上に載設されており、さらに、上記被検体載設台44は、上記2軸あおり調整ステージ43上に載設されている。
【0033】
上記固定機枠41の上端部には、上方へ延びる突出ピン45が3箇所に固設されており、これら突出ピン45は、上記被検体載設台44の外周縁部3箇所に形成された貫通孔44aに挿通されるようになっている。また、上記固定機枠41の側壁部には、互いに直交する方向に、上記Z軸調整ステージ42の調整用マイクロメータ46と、上記2軸あおり調整ステージ43の調整用マイクロメータ47、48が突設されている。
【0034】
一方、上記集光レンズ保持機構35は、固定部35Aと可動部35Bとからなり、上記固定部35Aにおいて、上記干渉装置本体33の下部フレーム49に固定支持されている。
【0035】
図7は、上記集光レンズ保持機構35を単品で示す詳細断面図である。
図示のように、この集光レンズ保持機構35の上記固定部35Aは、上記下部フレーム49に下方から当接して該下部フレーム49にボルト固定される前後1対のフランジ51aを有するハウジング51と、このハウジング51に形成された上下方向に延びる貫通孔51bに装着されたリニアボールベアリング52と、このリニアボールベアリング52の抜け止めを図るべく上記ハウジング51に固着された上下1対の抜け止めプレート53、54と、上記ハウジング51の下端部に固着された前後1対のL字フック55、56とからなっている。
【0036】
一方、上記可動部35Bは、上記ハウジング51に上記リニアボールベアリング52を介して上下動可能に支持されたロッド57と、このロッド57の下端部に螺合固定されて水平方向にアーム状に延びるとともに、先端部近傍において上記集光レンズ9を保持するレンズホルダ58と、上記ロッド57の上端部に形成されたネジ部57aと螺合する突き当て板59およびナット60とからなっている。
【0037】
そして、この可動部35Bは、上記ロッド57を手で保持しながら上記突き当て板59を回転させて、該突き当て板59の上記ロッド57に対する螺合位置を該ロッド57の軸方向に変化させることにより、上記レンズホルダ58に保持された上記集光レンズ9を上下方向に変位させることができるようになっている。その際、上記ナット60を上記突き当て板59に圧接させるように締め付けることにより、上記突き当て板59の上記ロッド57に対する位置決め固定を行うようになっている。なお、このような位置決め固定がなされた状態においても、上記可動部35Bは、上記固定部35Aに対して上記ロッド57の軸まわりに回動可能である。
【0038】
上記1対のL字フック55、56は、上記ロッド57を中心とする点対称配置で上記ハウジング51のフランジ51aの下面にボルト固定されている。これら各L字フック55、56の先端部と上記フランジ51aの下面との間には、上記レンズホルダ58の厚さよりもやや大きな上下間隙が形成されるようになっている。
【0039】
上記集光レンズ保持機構35は、図6に示す状態では、上記集光レンズ9を、上記ビームスプリッタ3と被検体5との間の光路内に位置せしめるようになっているが、図8に示すように、上記突き当て板59を手で掴んで上記レンズホルダ58が上記ハウジング51の下面に当接する位置まで上方へ持ち上げた後、該突き当て板59を時計回りに90°回転させて、上記レンズホルダ58を上記1対のL字フック55、56に係合載置せしめることにより、上記集光レンズ9を、上記ビームスプリッタ3と被検体5との間の光路から外れた退避位置へ移動させることができるようになっている。図9は、上記レンズホルダ58の上記1対のL字フック55、56に対する係合載置の様子を詳細に示す斜視図である。
【0040】
以上説明したように、本実施形態に係る被検体ポジショニング装置31は、干渉装置本体33が、上記ビームスプリッタ3(光の分割位置)と被検面との間の光路長を調整し得るよう上下方向に変位可能に設けられているとともに、上記ビームスプリッタ3と被検面の干渉可能範囲位置との間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する集光レンズ9が配設されるようになっているが、該集光レンズ9は、上記被検体支持機構34ではなく上記干渉装置本体33に支持されているので、被検体5の厚みに応じて上記干渉装置本体33を上下方向へ変位させたような場合においても、該集光レンズ9は上記干渉装置本体33の光学系と共に変位することとなり、これにより該集光レンズ9の焦点位置を被検面が位置すべき点に常に一致させることができ、このため被検体5の被検面のポジショニングを容易に行うことができる。
【0041】
このように本実施形態によれば、可干渉距離の短い光を用いたマイケルソン型干渉計において、簡易な構成で、被検面を干渉可能範囲内に容易に位置設定し得る被検体ポジショニング装置を得ることができる。
しかも、本実施形態においては、上記干渉装置本体33による上記集光レンズ9に対する支持が、上記集光レンズ保持機構35を介してなされているので、次のような効果を得ることができる。
【0042】
すなわち、上記集光レンズ保持機構35は、上記突き当て板59の上記ロッド57に対する螺合位置を該ロッド57の軸方向に変化させることにより、上記レンズホルダ58に保持された上記集光レンズ9を上下方向に変位させ得るように構成されており、これにより上記ビームスプリッタ3と上記集光レンズ9との間の光路長を微調整することができるようになっているので、上記集光レンズ9の焦点位置を上記干渉可能範囲内に容易に設定することができ、かつ、一旦この設定を行えば、上記干渉装置本体33の光学系における一定位置に上記焦点位置を常に保持することができ、後の調整が不要となる。
【0043】
また、上記集光レンズ保持機構35は、その可動部35Bを操作することにより、上記集光レンズ9を、上記ビームスプリッタ3と上記被検体5との間の光路内の位置と、該光路から外れた退避位置との間を移動させ得るように構成されているので、被検面のポジショニングを行った後は、上記集光レンズ9を上記退避位置へ移動させておくことにより、干渉縞測定の際に、上記集光レンズ9により形成されるスポットパターンおよび上記レンズホルダ58の影が観察画面上に形成されてしまうのを防止することができる。しかも、本実施形態においては、上記退避位置への移動を、上記突き当て板59を上方へ持ち上げて回転させるだけの簡単な操作で行うことができる。
【0044】
さらに、上記集光レンズ保持機構35は、上記退避位置において上記レンズホルダ58を固定部35Aの1対のL字フック55、56に係合載置せしめるように構成されているので、干渉縞測定の際に上記集光レンズ9を上記退避位置に確実に保持しておくことができる。
【0045】
上記実施形態においては、上記集光レンズ9の上記退避位置へ移動を手動で行うように構成されているが、ポジショニング時と干渉縞測定時の別を認識し得る信号に基づき上記移動を自動的に行うように構成してもよい。
【0046】
また、上記実施形態において、図1に示すように、遮蔽板10を矢印B方向に移動させ、参照光の光路中に挿入、退避可能とし、上記ポジショニング時には参照光が参照板4に入射するのを遮断するようにすれば、観察視野320内におけるスポットパターンのS/Nが向上し、より正確なポジショニング操作を行うことができる。
さらに、受光素子としては、上記CCD等の面センサのみならず、ラインセンサや単一素子センサを用いることもできる。
【0047】
また、上記実施形態においては、上記退避位置が、上記ビームスプリッタ3と上記被検体5との間の光路から外れた位置に設定されているが、上記光路内であっても、上記集光レンズ9により形成されるスポットパターンおよびレンズホルダ58の影が、さほど干渉縞測定の邪魔にならない観察画面の端部位置等に上記退避位置を設定するようにしてもよい。
【0048】
なお、本発明の装置はマイケルソン型干渉装置にのみ適合されるものではなく、被検光と参照光の光路長を略等しい距離とし得る干渉装置、例えばマッハツェンダ干渉装置に適用することも可能である。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光波干渉装置の被検体ポジショニング装置は、干渉装置本体と被検体の支持手段とが、光の分割位置と被検面との間の光路長を調整し得るよう相対変位可能に設けられているとともに、光の分割位置と被検面の干渉可能範囲位置との間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する集光レンズが配設されているが、該集光レンズは、上記被検体支持手段ではなく上記干渉装置本体に支持されているので、被検体あるいは被検体が組み込まれた被検体ユニットの厚み等に応じて上記干渉装置本体を上記被検体支持手段に対して変位させたような場合においても、該集光レンズは上記干渉装置本体の光学系と共に変位することとなり、これにより該集光レンズの焦点位置を被検面が位置すべき点に常に一致させることができ、このため被検体の被検面のポジショニングを容易に行うことができる。
このように本発明によれば、可干渉距離の短い光を用いた光波干渉装置において、簡易な構成で、被検面を干渉可能範囲内に容易に位置設定し得る被検体ポジショニング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る被検体ポジショニング装置が組み込まれる光波干渉装置を説明するための概略図
【図2】上記光波干渉装置の作用を示す図
【図3】上記光波干渉装置の作用を示す図
【図4】上記光波干渉装置の具体的構成を示す全体図((a)は正面図、(b)は右側面図)
【図5】上記光波干渉装置の具体的構成を示す全体図((a)は背面図、(b)は上面図)
【図6】図4(a)の要部拡大図
【図7】上記被検体ポジショニング装置の集光レンズ保持機構を単品で示す詳細断面図
【図8】上記被検体ポジショニング装置の作用を示す、図6と同様の図
【図9】上記集光レンズ保持機構におけるレンズホルダの1対のL字フックに対する係合載置の様子を詳細に示す斜視図
【符号の説明】
1 光源
2 コリメータレンズ
3 ビームスプリッタ
4 参照板
4a 参照面
5 被検体
5a 被検面
6 干渉可能範囲
7 撮影レンズ
8 CCD
9 集光レンズ
30 マイケルソン型干渉計(光波干渉装置)
31 被検体ポジショニング装置
32 基体
33 干渉装置本体
34 被検体支持機構(支持手段)
35 集光レンズ保持機構(光路長微調整手段)(集光レンズ退避手段)
35A 固定部
35B 可動部
36 台座
37 ピラー
37a 円柱部
38 挟持部材
39 レバー
44 被検体載設台
49 下部フレーム
51a フランジ
51b 貫通孔
51 ハウジング
52 リニアボールベアリング
53、54 抜け止めプレート
55、56 L字フック(集光レンズ退避位置保持手段)
57 ロッド
57a ネジ部
58 レンズホルダ
59 突き当て板
60 ナット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a subject positioning device for a light wave interference device, and in particular, when measuring the surface shape of a thin plate-like subject surface using light having a short coherence distance, the subject surface can be interfered with. The present invention relates to a subject positioning device of a light wave interference device used for positioning within a range.
[0002]
[Prior art]
For example, in a Michelson type interferometer, coherent parallel light is divided into reference light and test light by a light splitting means, and these reference light and test light are respectively divided into a reference surface and a test surface. After reflecting and recombining with the light splitting means, an interference fringe is formed on the observation surface. By observing the interference fringe, the uneven shape of the test surface can be evaluated. It has become.
[0003]
By the way, when a laser interferometer is used as the interferometer, it is not necessary to accurately set the position of the test surface with respect to the reference surface because the interference distance of the laser light is long. In the case of a transparent thin plate, the reflected light from the back surface of the subject also interferes with the reflected light from the test surface and the reflected light from the reference surface, and interference fringes of noise components are formed on the original interference fringes. It will be superimposed.
[0004]
For this reason, conventionally, when measuring thin glass using a laser interferometer, it has been necessary to take measures such as applying a refractive index matching oil to the back surface that generates ghosts.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, taking such measures requires a great deal of labor, and there is a problem of contaminating the subject.
In addition, when the thickness of the specimen is extremely thin, if the matching oil or the like is applied to the back surface, the specimen may be distorted due to the effect of the surface tension, and an accurate measurement of the specimen surface may occur. .
[0006]
Therefore, when measuring the surface shape of thin glass or the like, light having a short coherence distance (light having a coherence distance shorter than twice the thickness t of the subject) is used as measurement light, and only the test surface is interfered. It is conceivable to set it within a possible range.
[0007]
However, in the above prior art, if the coherence distance of light from the light source is SCL, the possible interference range L in which the test surface is to be disposed is L <SCL / 2. For example, when a light source such as a red light emitting diode (LED) having a coherence distance of about 30 μm is used, the possible interference range L is shorter than 15 μm.
[0008]
If the test surface of the subject is not positioned within such a narrow range, interference fringes indicating the relative shape with the reference plate cannot be generated.
Further, at that time, the position of the test surface of the subject changes depending on the thickness of the subject or the subject unit in which the subject is incorporated, and positioning corresponding to this is necessary.
[0009]
In view of the above circumstances, the present invention is a light wave interferometer using light with a short coherence distance, and the object positioning of the light wave interferometer that can easily position the test surface within the interference possible range with a simple configuration. The object is to provide an apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the subject positioning device of the light wave interference device of the present invention divides the light from the light source into two systems, one on the subject's subject surface and the other on the reference surface. In the light wave interference device for irradiating, observing interference fringes caused by interference between the test light from the test surface and the reference light from the reference surface, and measuring the surface shape of the test surface based on the observation result,
The interference device main body and the subject support means are provided so as to be capable of relative displacement so that the optical path length between the light split position and the test surface can be adjusted.
The coherence distance of the light is set to a short distance compared to twice the thickness of the subject,
A condensing lens having a focal position within the interference possible range is disposed in an optical path between the light division position and the interference possible range position of the test surface,
The condenser lens is supported by the interference device body ;
The condensing lens is supported by the interference device main body through an optical path length fine adjustment means capable of finely adjusting an optical path length between the light splitting position and the condensing lens. To do.
[0012]
Further, the condenser lens is supported by the interference device main body, and a condenser lens retracting means capable of moving the condenser lens to a retracted position deviating from an optical path between the light splitting position and the test surface. It is also preferable to carry out via.
In that case, it is more preferable that the condensing lens retracting unit includes a condensing lens retracting position retaining unit that retains the condensing lens at the retracted position.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a light wave interference device in which the subject positioning device of the present invention is incorporated, and is configured as a Michelson type. This Michelson interferometer includes a light source 1, a
[0014]
The light source 1 emits light having a short coherence distance. The light 1a emitted from the light source 1 is converted into parallel light by a
[0015]
By the way, in this interference device, the reflection from the
When the light source that emits light having a short coherence distance is used in the interference device in this way, the position of the
[0016]
The interference possible range L of the
[0017]
Then, the
[0018]
Therefore, in the subject positioning apparatus according to the present invention, as shown in the drawing, a condensing
[0019]
Hereinafter, the function and effect of the subject positioning apparatus using the
First, in FIG. 2A, the
[0020]
The condensing
[0021]
When this light beam passes through the
FIG. 2B shows a case where the
[0022]
FIG. 2 (c) shows a case where the
[0023]
2A, 2B, and 2C, the pattern formed on the
That is, in the state shown in FIG. 2A, as shown in FIG. 3A, a
[0024]
In the state shown in FIG. 2B, the
Further, in the state shown in FIG. 2C, a slightly
[0025]
In this way, the light beam that has passed through the
[0026]
In order to make this positioning more accurate, the sensitivity to the change in brightness or the change in spot size may be made sensitive. For this purpose, as is clear from FIG. 2, it is desirable that the condensing angle of the light beam emitted from the
[0027]
Next, a specific configuration of the subject positioning apparatus will be described.
4 and 5 are general views showing a
[0028]
As shown in these drawings, the
[0029]
The
[0030]
The interference device
[0031]
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG.
As shown in the figure, the
[0032]
The two-axis
[0033]
At the upper end of the fixed
[0034]
On the other hand, the condenser
[0035]
FIG. 7 is a detailed sectional view showing the condenser
As shown in the figure, the fixing
[0036]
On the other hand, the movable portion 35B is fixed to the
[0037]
The movable portion 35B rotates the abutting
[0038]
The pair of L-shaped
[0039]
In the state shown in FIG. 6, the condenser
[0040]
As described above, the
[0041]
As described above, according to the present embodiment, in the Michelson interferometer using light with a short coherence distance, the subject positioning apparatus can easily position the test surface within the interference possible range with a simple configuration. Can be obtained.
In addition, in the present embodiment, the support for the
[0042]
That is, the condenser
[0043]
The condenser
[0044]
Further, the condensing
[0045]
In the embodiment described above, the
[0046]
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 1, the shielding
Further, as the light receiving element, not only the surface sensor such as the CCD but also a line sensor or a single element sensor can be used.
[0047]
In the embodiment, the retracted position is set at a position deviating from the optical path between the
[0048]
The apparatus of the present invention is not only adapted to the Michelson type interference apparatus, but can also be applied to an interference apparatus that can make the optical path lengths of the test light and the reference light approximately equal distances, for example, a Mach-Zehnder interference apparatus. is there.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, in the subject positioning device of the light wave interference device of the present invention, the interference device main body and the subject support means can adjust the optical path length between the light division position and the test surface. A condensing lens that is provided so as to be relatively displaceable and that has a focal position within the interference possible range is disposed in the optical path between the light dividing position and the interference possible range position of the test surface. However, since the condensing lens is supported not on the subject support means but on the interference device body, the interference device body is placed on the subject according to the thickness of the subject or the subject unit in which the subject is incorporated. Even when it is displaced with respect to the subject support means, the condensing lens is displaced together with the optical system of the interference device main body, so that the test surface is located at the focal position of the condensing lens. Always match the power point It is possible, the positioning of the test surface of the for subject can be easily performed.
As described above, according to the present invention, in a light wave interference device using light having a short coherence distance, a subject positioning device that can easily position a test surface within a possible interference range with a simple configuration is obtained. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a light wave interference device in which a subject positioning device according to an embodiment of the present invention is incorporated. FIG. 2 is a diagram showing an operation of the light wave interference device. FIG. 4 is an overall view showing a specific configuration of the light wave interference device ((a) is a front view, (b) is a right side view).
FIG. 5 is an overall view showing a specific configuration of the light wave interference device ((a) is a rear view, and (b) is a top view).
FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. 4A. FIG. 7 is a detailed sectional view showing a condensing lens holding mechanism of the subject positioning device as a single item. FIG. 8 shows the operation of the subject positioning device. FIG. 9 is a perspective view showing in detail how the lens holder is placed on a pair of L-shaped hooks in the condenser lens holding mechanism.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
9 Condensing
31
35 Condensing lens holding mechanism (light path length fine adjustment means) (condensing lens retracting means)
35A Fixed portion 35B
57 Rod
Claims (3)
干渉装置本体と前記被検体の支持手段とが、前記光の分割位置と前記被検面との間の光路長を調整し得るよう相対変位可能に設けられており、
前記光の可干渉距離が、前記被検体の厚みの2倍に比べて短い距離に設定されており、
前記光の分割位置と前記被検面の干渉可能範囲位置との間の光路内に、該干渉可能範囲内に焦点位置を有する集光レンズが配設されており、
前記集光レンズが、前記干渉装置本体に支持されており、
前記干渉装置本体による前記集光レンズの支持が、前記光の分割位置と該集光レンズとの間の光路長を微調整可能な光路長微調整手段を介して行われていることを特徴とする光波干渉装置の被検体ポジショニング装置。The light from the light source is divided into two systems, one is irradiated on the test surface of the subject and the other is irradiated on the reference surface, and interference between the test light from the test surface and the reference light from the reference surface In the light wave interference device for observing the interference fringes generated by the above and measuring the surface shape of the test surface based on the observation result
The interference device main body and the subject support means are provided so as to be capable of relative displacement so that the optical path length between the light split position and the test surface can be adjusted.
The coherence distance of the light is set to a short distance compared to twice the thickness of the subject,
A condensing lens having a focal position within the interference possible range is disposed in an optical path between the light split position and the interference possible range position of the test surface,
The condenser lens is supported by the interference device body ;
The condensing lens is supported by the interference device main body through an optical path length fine adjustment means capable of finely adjusting an optical path length between the light splitting position and the condensing lens. An object positioning device for a light wave interference device.
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