JPH04264205A - 干渉計 - Google Patents
干渉計Info
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- JPH04264205A JPH04264205A JP10992291A JP10992291A JPH04264205A JP H04264205 A JPH04264205 A JP H04264205A JP 10992291 A JP10992291 A JP 10992291A JP 10992291 A JP10992291 A JP 10992291A JP H04264205 A JPH04264205 A JP H04264205A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フリンジスキャン法
によって波面を解析する干渉計に関し、特に、参照ミラ
ーの移動量を正確に検出することができる干渉計の改良
に関するものである。
によって波面を解析する干渉計に関し、特に、参照ミラ
ーの移動量を正確に検出することができる干渉計の改良
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光の波長以下のオーダで物体の形状を測
定する方法の一つとして、干渉計を利用したフリンジス
キャン法がある。フリンジスキャン法は、単一光源から
の光束２分して被測定面と参照面とで反射させ、これら
の反射光を合成してテレビカメラの撮像面上に干渉縞を
発生させる。そして、被測定面と参照面との一方を光軸
方向に移動させてカメラの各画素毎の光量変化を解析し
、被測定面の面形状を測定する。
定する方法の一つとして、干渉計を利用したフリンジス
キャン法がある。フリンジスキャン法は、単一光源から
の光束２分して被測定面と参照面とで反射させ、これら
の反射光を合成してテレビカメラの撮像面上に干渉縞を
発生させる。そして、被測定面と参照面との一方を光軸
方向に移動させてカメラの各画素毎の光量変化を解析し
、被測定面の面形状を測定する。
【０００３】光軸方向への移動には、ピエゾ素子等の位
相シフトデバイスが用いられるが、移動の精度によって
測定の精度が決定されるため、正確な制御が要求される
。
相シフトデバイスが用いられるが、移動の精度によって
測定の精度が決定されるため、正確な制御が要求される
。
【０００４】従来の干渉計システムでは、ピエゾ素子の
作動量を印加電圧の関数として考え、印加電圧から参照
面の移動量を算出している。
作動量を印加電圧の関数として考え、印加電圧から参照
面の移動量を算出している。
【０００５】しかしながら、ピエゾ素子の作動量は、印
加電圧のみでなく、温度変化や振動等の外乱によっても
変化するため、上記のように印加電圧のみに基づいて参
照面の移動量を算出する場合には、外乱の混入によって
測定精度が低下するという問題がある。
加電圧のみでなく、温度変化や振動等の外乱によっても
変化するため、上記のように印加電圧のみに基づいて参
照面の移動量を算出する場合には、外乱の混入によって
測定精度が低下するという問題がある。
【０００６】なお、位相のシフトが正確に行えない場合
であっても、実時間の位相シフト量の設定値からの誤差
が判明すれば、誤差をキャンセルすることができる。１
９８９年秋の応用物理学会予稿集７７７ページ２９ａ−
ＺＥ−３では、実時間で位相シフト量を測定するために
、干渉面の一部分にシフター較正用のヤング縞を形成し
、その位相を計算する方法に言及している。
であっても、実時間の位相シフト量の設定値からの誤差
が判明すれば、誤差をキャンセルすることができる。１
９８９年秋の応用物理学会予稿集７７７ページ２９ａ−
ＺＥ−３では、実時間で位相シフト量を測定するために
、干渉面の一部分にシフター較正用のヤング縞を形成し
、その位相を計算する方法に言及している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
予稿集に記載された方法では、干渉計を構成する部材の
ほかに、モニターミラー等の位相シフト検出用の特別の
部材が必要となり、また、モニタ部とサンプル部とを含
ませるために光学系の径が大きくなり、更に、モニタ部
とサンプル部とが離れているため、特に位相シフトデバ
イスが複数設けられている場合には、両部の位相シフト
量が異なる場合もある。
予稿集に記載された方法では、干渉計を構成する部材の
ほかに、モニターミラー等の位相シフト検出用の特別の
部材が必要となり、また、モニタ部とサンプル部とを含
ませるために光学系の径が大きくなり、更に、モニタ部
とサンプル部とが離れているため、特に位相シフトデバ
イスが複数設けられている場合には、両部の位相シフト
量が異なる場合もある。
【０００８】
【発明の目的】この発明は、上述した従来の課題に鑑み
てなされたものであり、特別の部材を用いることなく、
位相シフトデバイスによる移動量を正確に検出すること
ができる干渉計の提供を目的とする。
てなされたものであり、特別の部材を用いることなく、
位相シフトデバイスによる移動量を正確に検出すること
ができる干渉計の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる干渉計
は、上記の目的を達成させるため、参照面と被測定面と
からの波面をティルトさせて重ね合わせて測定する光学
系と、参照面と被測定面との少なくともいずれか一方を
光軸方向に移動させる位相シフトデバイスと、ティルト
による空間キャリアを含む干渉縞を複数回測定し、各測
定結果に空間フリンジスキャン法を適用して位相シフト
デバイスによる移動量を検出する移動量検出手段と、移
動量と測定干渉縞とに基づいて時間フリンジスキャン法
により空間キャリアを含む波面を解析する第１の解析手
段と、第１の解析手段のデータからティルトによる空間
キャリアを差し引き、被測定面の形状を解析する第２の
解析手段とを備えることを特徴とする。
は、上記の目的を達成させるため、参照面と被測定面と
からの波面をティルトさせて重ね合わせて測定する光学
系と、参照面と被測定面との少なくともいずれか一方を
光軸方向に移動させる位相シフトデバイスと、ティルト
による空間キャリアを含む干渉縞を複数回測定し、各測
定結果に空間フリンジスキャン法を適用して位相シフト
デバイスによる移動量を検出する移動量検出手段と、移
動量と測定干渉縞とに基づいて時間フリンジスキャン法
により空間キャリアを含む波面を解析する第１の解析手
段と、第１の解析手段のデータからティルトによる空間
キャリアを差し引き、被測定面の形状を解析する第２の
解析手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は、この発明にかかる干渉計の一実施例を
示したものである。図１の光学系において、光源１から
発する発散光は、コリメータレンズ２で平行光束にされ
、ハーフミラー３により被測定面である平面ミラー４と
参照ミラー５とに向けて分割される。各ミラーで反射さ
れた光束は、ハーフミラー３で重ね合わされ、結像レン
ズ６を介して瞳と共役な瞳面に配置されたＣＣＤカメラ
７の撮像面に結像する。
示したものである。図１の光学系において、光源１から
発する発散光は、コリメータレンズ２で平行光束にされ
、ハーフミラー３により被測定面である平面ミラー４と
参照ミラー５とに向けて分割される。各ミラーで反射さ
れた光束は、ハーフミラー３で重ね合わされ、結像レン
ズ６を介して瞳と共役な瞳面に配置されたＣＣＤカメラ
７の撮像面に結像する。
【００１１】参照ミラー５は、予め光軸に対してティル
トして設けられており、位相シフトデバイスとしてのピ
エゾ素子（ＰＺＴ）８により光軸方向に移動自在に支持
されている。したがって、ＣＣＤカメラ７の撮像面上に
は、ティルトによる空間キャリアを含む細かい干渉縞が
形成される。
トして設けられており、位相シフトデバイスとしてのピ
エゾ素子（ＰＺＴ）８により光軸方向に移動自在に支持
されている。したがって、ＣＣＤカメラ７の撮像面上に
は、ティルトによる空間キャリアを含む細かい干渉縞が
形成される。
【００１２】なお、参照ミラー５は、角度を調整できる
よう傾斜自在に設けられている。また、波面をティルト
させるためには、参照ミラー５をティルト代わりに、ハ
ーフミラー３と参照ミラー５との間の光路中にくさび形
のプリズムを挿入してもよい。
よう傾斜自在に設けられている。また、波面をティルト
させるためには、参照ミラー５をティルト代わりに、ハ
ーフミラー３と参照ミラー５との間の光路中にくさび形
のプリズムを挿入してもよい。
【００１３】ＣＣＤカメラ７のアナログ画像出力は、Ａ
／Ｄコンバータ９によりデジタルデータに変換され、イ
ンターフェース１０を介して画像バッファ１１に記憶さ
れる。ＣＰＵ１２は、画像データを読み込んで処理する
機能と、Ｄ／Ａコンバータ１３、ドライバ１４を介して
ＰＺＴ８を制御する機能とを有している。
／Ｄコンバータ９によりデジタルデータに変換され、イ
ンターフェース１０を介して画像バッファ１１に記憶さ
れる。ＣＰＵ１２は、画像データを読み込んで処理する
機能と、Ｄ／Ａコンバータ１３、ドライバ１４を介して
ＰＺＴ８を制御する機能とを有している。
【００１４】また、ＣＰＵ１２の画像処理機能は、画像
データを１枚づつ読み込んで空間フリンジスキャン法を
適用し、各画像データを取り込んだ時のＰＺＴ８による
参照ミラー５の移動量を検出する移動量検出手段として
の機能と、その移動量と画像データとの組み合せを複数
取り込んで時間フリンジスキャン法を適用し、空間キャ
リアを含む干渉縞を解析する第１の解析手段としての機
能と、解析された干渉縞からティルトによる空間キャリ
アを差し引き、被測定面の形状を解析する第２の解析手
段としての機能に分けることができる。
データを１枚づつ読み込んで空間フリンジスキャン法を
適用し、各画像データを取り込んだ時のＰＺＴ８による
参照ミラー５の移動量を検出する移動量検出手段として
の機能と、その移動量と画像データとの組み合せを複数
取り込んで時間フリンジスキャン法を適用し、空間キャ
リアを含む干渉縞を解析する第１の解析手段としての機
能と、解析された干渉縞からティルトによる空間キャリ
アを差し引き、被測定面の形状を解析する第２の解析手
段としての機能に分けることができる。
【００１５】次に、図２に基づいて上述した干渉計の作
用を説明する。ステップ（図中「Ｓ．」で示す）１にお
いて、被測定物である平面ミラー４をセットして干渉計
をアライメントし、Ｓ．２で参照ミラー５をティルトさ
せてＣＣＤカメラ７上に細かい干渉縞を発生させる。
用を説明する。ステップ（図中「Ｓ．」で示す）１にお
いて、被測定物である平面ミラー４をセットして干渉計
をアライメントし、Ｓ．２で参照ミラー５をティルトさ
せてＣＣＤカメラ７上に細かい干渉縞を発生させる。
【００１６】Ｓ．３では、ＰＺＴ８への印加電圧を変化
させて参照ミラー５を光軸方向に移動させ、Ｓ．４で干
渉縞画像をサンプリングする。そして、サンプリングさ
れた干渉縞画像に空間フリンジスキャン法を適用し、参
照ミラー５の正確な移動量を求める。
させて参照ミラー５を光軸方向に移動させ、Ｓ．４で干
渉縞画像をサンプリングする。そして、サンプリングさ
れた干渉縞画像に空間フリンジスキャン法を適用し、参
照ミラー５の正確な移動量を求める。
【００１７】Ｓ．５では、画像データを所定枚数サンプ
リングしたか否かを判断し、所定の枚数に達するまでＳ
．３，Ｓ．４の動作を繰り返す。所定枚数の画像データ
がサンプリングされると、これらの画像データと、サン
プリング時の参照ミラー５の移動位置とに基づいて、時
間フリンジスキャン法の処理によりティルトによる空間
キャリアを含む波面の位相を求める。そして、Ｓ．７で
ティルトによるキャリアを差し引くことにより、平面ミ
ラー４の面形状を決定する。
リングしたか否かを判断し、所定の枚数に達するまでＳ
．３，Ｓ．４の動作を繰り返す。所定枚数の画像データ
がサンプリングされると、これらの画像データと、サン
プリング時の参照ミラー５の移動位置とに基づいて、時
間フリンジスキャン法の処理によりティルトによる空間
キャリアを含む波面の位相を求める。そして、Ｓ．７で
ティルトによるキャリアを差し引くことにより、平面ミ
ラー４の面形状を決定する。
【００１８】上記のように画像サンプリング時の参照ミ
ラー５の移動位置を正確に求めることができるため、実
際の移動量がサンプリング時の振動等により目的とする
移動量からずれた場合にも、この誤差の量を知ることが
でき、これに基づいて解析を校正することができる。校
正方法は、例えば、ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳＶ
ｏｌ．２２，Ｎｏ．２１の３４２２ページ右欄の（７）
式に表されている。
ラー５の移動位置を正確に求めることができるため、実
際の移動量がサンプリング時の振動等により目的とする
移動量からずれた場合にも、この誤差の量を知ることが
でき、これに基づいて解析を校正することができる。校
正方法は、例えば、ＡＰＰＬＩＥＤ ＯＰＴＩＣＳＶ
ｏｌ．２２，Ｎｏ．２１の３４２２ページ右欄の（７）
式に表されている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、特別の素子、装置を設けることなく、位相シフトデバ
イスによる参照ミラーの移動量を正確に測定することが
でき、フリンジスキャン法により高精度の測定を行なう
ことができる。
、特別の素子、装置を設けることなく、位相シフトデバ
イスによる参照ミラーの移動量を正確に測定することが
でき、フリンジスキャン法により高精度の測定を行なう
ことができる。
【図１】 この発明にかかる干渉計の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】 図１の干渉計の作用を示すフローチャート
である。
である。
１…光源
４…平面ミラー（被測定面）
５…参照ミラー（参照面）
７…ＣＣＤカメラ
８…ＰＺＴ（位相シフトデバイス）
Claims (1)
- 【請求項１】参照面と被測定面とからの波面をティルト
させて重ね合わせて測定する光学系と、前記参照面と前
記被測定面との少なくともいずれか一方を光軸方向に移
動させる位相シフトデバイスと、ティルトによる空間キ
ャリアを含む干渉縞を複数回測定し、各測定結果に空間
フリンジスキャン法を適用して前記位相シフトデバイス
による移動量を検出する移動量検出手段と、前記移動量
と前記測定干渉縞とに基づいて時間フリンジスキャン法
により空間キャリアを含む波面を解析する第１の解析手
段と前記第１の解析手段のデータからティルトによる空
間キャリアを差し引き、被測定面の形状を解析する第２
の解析手段とを備えることを特徴とする干渉計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10992291A JP2966568B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 干渉計 |
| DE4204857A DE4204857C2 (de) | 1991-02-18 | 1992-02-18 | Verfahren zur Untersuchung einer Oberflächenform mit einem Interferometer |
| US08/180,818 US5432606A (en) | 1991-02-18 | 1994-01-10 | Interferometer for the measurement of surface profile which introduces a spatial carrier by tilting the reference mirror |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10992291A JP2966568B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04264205A true JPH04264205A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2966568B2 JP2966568B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=14522529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10992291A Expired - Fee Related JP2966568B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966568B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162205A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-06-07 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 縞画像解析誤差検出方法および縞画像解析誤差補正方法 |
| JP2008116293A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Olympus Corp | フリンジスキャン干渉縞計測方法および干渉計 |
| KR20150045523A (ko) * | 2012-10-05 | 2015-04-28 | 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠 | 분광 측정 장치 |
| US9482576B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-11-01 | National University Corporation Kagawa University | Spectroscopic measurement device having transmissive optical member with a sloped face |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP10992291A patent/JP2966568B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002162205A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-06-07 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 縞画像解析誤差検出方法および縞画像解析誤差補正方法 |
| JP4583619B2 (ja) * | 2000-09-13 | 2010-11-17 | 富士フイルム株式会社 | 縞画像解析誤差検出方法および縞画像解析誤差補正方法 |
| JP2008116293A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Olympus Corp | フリンジスキャン干渉縞計測方法および干渉計 |
| KR20150045523A (ko) * | 2012-10-05 | 2015-04-28 | 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠 | 분광 측정 장치 |
| KR20150047613A (ko) * | 2012-10-05 | 2015-05-04 | 고쿠리츠다이가쿠호우징 카가와다이가쿠 | 분광 측정 장치 |
| EP2982949A1 (en) * | 2012-10-05 | 2016-02-10 | National University Corporation Kagawa University | Spectroscopic measurement device |
| EP2908107A4 (en) * | 2012-10-05 | 2016-04-13 | Univ Kagawa Nat Univ Corp | DEVICE FOR MEASURING SPECTRAL CHARACTERISTICS |
| US9482576B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-11-01 | National University Corporation Kagawa University | Spectroscopic measurement device having transmissive optical member with a sloped face |
| US9488524B2 (en) | 2012-10-05 | 2016-11-08 | National University Corporation Kagawa University | Spectroscopic measurement device having diffraction grating at conjugate plane of relay lens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2966568B2 (ja) | 1999-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813 Year of fee payment: 9 |
|
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|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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