JPH02259507A - 光学ヘッド移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光の直進性を利用した光学ヘッド、例えばフ
ィゾー干渉計の透過参照球面を持つ集光レンズを３次元
平行移動可能にした光学ヘッド移動装置に関する。

［従来の技術］ 従来、干渉測定装置において、い（つかの光学エレメン
トを含む光学ヘッドとこの光学ヘッドに光束を送出する
光源とを一体にして被検物に対して移動させたり、或は
光学ヘッドと光源は固定し被検物を移動させて被検物か
らの光波が充分な干渉測定を可能にする様な状態になる
様にしている。

【発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記従来例では、光学ヘッドと光源を含む
干渉計ないし干渉測定装置か被検物かのいずれかを移動
させるので、次の様な欠点がある。

即ち、被検物が重（、大きいものでありながら、高精度
な測定を行なう為には、駆動力が大きい機構を用いて被
検物を移動させる必要がある。

また、干渉計を移動させる場合は、熱源であるレーザ等
の光源を一緒に移動させるので、干渉計内部の温度変化
により測定精度の低下を招いたり、更には移動の際に生
じる振動で光源が劣化しやす（なったりする。

従って、本発明の目的は、上記の問題点を解決すべ（、
光源を含まない光学ヘッドを被検物などの対象物に対し
て３次元的に移動可能とした構成を有する光学ヘッド移
動装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 上記目的を達成する為の本発明においては、レーザーな
どの光源から射出され第１の方向から入射する光束を第
２の方向に折り曲げる反射鏡などの第１の折り曲げ手段
と、この第１の光束折り曲げ手段からの第２の方向の光
束を第３の方向に曲げる反射鏡などの第２の光束折り曲
げ手段と、この第２の光束折り曲げ手段からの第３の方
向の光束を対象物に照射する光学エレメントを含む光学
ヘッドと、この光学ヘッドを第３の方向に移動する第１
機構と、この第１機構と第２の光束折り曲げ手段を共に
第２の方向に移動する第２機構と、この第２機構と第１
の光束折り曲げ手段を共に第１の方向に移動する第３機
構を有する光学ヘッド移動装置となっている。

上記第１１第２及び第３の方向は典型的には相互に直角
であり、上記光学エレメントは干渉測定装置において被
検物に測定波面を照射するコリメータレンズなどである
。

［作用］ 上記の構成を持つ本発明においては、被検物などの対象
物を動かして位置調整する必要がな（、また３次元的に
移動される光学ヘッドも熱源となる光源などを含まない
ので、第１、第２及び第３の方向に光学ヘッドを移動さ
せる機構が軽量かつ比較的簡準に構成されると共に、光
学ヘッドも熱による影響を受けることなく高速且つ高精
度に移動され、容易に被検物などの対象物に光学ヘッド
を所望の態様で相い対させることができる。

［実施例］ 第１図は本発明をフィゾー干渉計へ適用したｌ実施例を
示す。第１図（ａ）には、各図の上に示すｘ−ｙ−ｚの
座標軸のＸ方向から見た様子を示す平面図が示され、第
１図（ｂ）にはＸ方向から見た様子を示す側面図が示さ
れている。

同図において、１はレーザ等の光源、２はＸ方向に光軸
を持つコリメータレンズＣの最終面に形成された半透過
面である参照球面、３はハーフミラ−１４は撮像素子で
ある。

光源１からＸ方向に放射された平行光束はハーフミラ−
３を通って第１の反射ｆｌｌＡに入射しここでＹ方向に
反射される。続いて第２の反射鏡Ｂに入射しここでＸ方
向に反射されコリメータレンズＣに入射する。

コリメータレンズＣに入射した光は、そのままコリメー
タレンズＣを通って被検物Ｓの′ｔＬ検面からの反射波
面となるものと、参照球面２からの反射波面となるもの
に別れ、両反射波面は再び同一光路において干渉し、干
渉した光束は上記の経路を逆行してハーフミラ−３によ
り下方に折り曲げられて撮像素子４に導かれここで干渉
図形として観測される。

ここにおいて、コリメータレンズＣはＸ方向に移動する
機構りに固定され、この移動機構りと第２の反射鏡Ｂは
Ｙ方向に移動する機構Ｍに取り付けられ、更に移動機構
Ｍと第１の反Ｉｔ鏡ＡはＸ方向に移動する機構Ｎに取り
付けられている。

従って、参照球面２による反射球面と被検物Ｓからの反
射波面とが重ならないか又は干渉縞が細かすぎて撮像素
子４では観測できず被検物Ｓの面精度などが測定できな
い場合に、上記移動機構り、Ｍ、Ｎをｘ、ｙ、ｚ方向に
適当に移動させて、例えば被検物Ｓの被検面が凹面の場
合、この凹面の曲率中心とコリメータレンズＣの焦点位
置（参照球面２の曲率中心は予めこの焦点位置と合致さ
せである）を合致させる。この様にして、被検物Ｓの形
状等が正確に測定されることになる。

上記の移動調整において、第１の反射鏡ＡのＹ、Ｚ方向
、第２の反射鏡針Ｚ方向に関する位置は不変などで、光
源ｌからの光束は支障なく被検面と参照球面２に導かれ
ると共に撮像素子４上に導光される。

上記実施例では、光学ヘッドとしてフィゾー干渉計のコ
リメータレンズを用いたが、光学ヘッドとしてｘ、ｙ、
ｚ方向に移動可能とされるものは、例えば、トワイマン
−グリーン干渉計の測定波面形成用のコリメータレンズ
としたり、シアリング干渉計の測定波面形成用のレンズ
とすることができる。

前者の場合、ハーフミラ−３の位置に偏光ビームスプリ
ッタ−を置き、この偏光ビームスプリッタ−の上方に？
　、ｌ［ミラーを配置するなどすればよい、また、後者
の場合、ハーフミラ−３はそのままにし、これと撮像素
子４との間の光路中に、被検面からの光波を例えば横方
向にシアリングさせる平行平面板などを配置する等すれ
ばよい。

また、被検面の形状は種々でありえて、光学ヘッドとし
てコンパクトディスクに使用されるピックアップレンズ
を用い、被検面の平面度を測定することも可能である。

更に、本発明は縞走査型干渉測定装置にも適用できるこ
とは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の構成によれば、光源、被
検物を移動せずに光学ニレメン４゜ トを含む光学ヘッドと反射鏡のみを移動させているので
、熱源となる光源などが干渉光学系から分離されると共
に軽量の移動機構で済み、小・型で高速かつ高精度の光
ヘツド移動装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の１実施例の平面図であり、第１
図（ｂ）は同実施例の側面図である。 ｌ・・・・・光源、２・・・・・参照球面、３・・・・
・ハーフミラ−１４・・・・・撮像素子、Ａ、Ｂ・・・
・・反射鏡、Ｃ・・・・・コリメータレンズ、Ｓ・・・
・・被検物、Ｌ・・・・・Ｚ方向移動機構、Ｍ・・・・
・Ｙ方向移動機構、Ｎ・・・・・Ｘ方向移動機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象物に光波を照射する光学エレメントを含む光学
   ヘッドを３次元に移動する装置において、 第１の方向から入射する光束を第２の方向 に曲げる第１の光束折り曲げ手段と、該第１の光束折り
   曲げ手段からの第２の方向の光束を第３の方向に曲げる
   第２の光束折り曲げ手段と、該第２の光束折り曲げ手段
   からの第３の方向の光束を対象物に照射する光学エレメ
   ントを含む光学ヘッドと、該光学ヘッドを第３の方向に
   移動する第１機構と、該第１機構と前記第２の光束折り
   曲げ手段を共に第２の方向に移動する第２機構と、該第
   ２機構と前記第１の光束折り曲げ手段を共に第１の方向
   に移動する第３機構を有することを特徴とする光学ヘッ
   ド移動装置。 ２、前記第１、第２及び第３の方向は相互に直角である
   請求項１記載の光学ヘッド移動装置。 ３、前記光学エレメントは干渉測定装置において被検物
   に測定波面を照射する為のレンズである請求項１記載の
   光学ヘッド移動装置。