JPH0466803A - フリンジスキャニング干渉測定方式における位相変調機構の校正法 - Google Patents
フリンジスキャニング干渉測定方式における位相変調機構の校正法Info
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- JPH0466803A JPH0466803A JP2178806A JP17880690A JPH0466803A JP H0466803 A JPH0466803 A JP H0466803A JP 2178806 A JP2178806 A JP 2178806A JP 17880690 A JP17880690 A JP 17880690A JP H0466803 A JPH0466803 A JP H0466803A
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、フリンジスキャニング干渉測定方式における
参照面の位相変調機構の校正法に関するものである。
参照面の位相変調機構の校正法に関するものである。
干渉測定法は、常に基準となる参照面とレンズ等の被験
面との差を、光の波長の目盛で、測定する相対的な測定
法であって古くから用いられて来たが、近年高感度測定
を可能となる縞走査干渉法とも呼ばれるフリンジスキャ
ニング干渉測定法が用いられるようになっｌ二。
面との差を、光の波長の目盛で、測定する相対的な測定
法であって古くから用いられて来たが、近年高感度測定
を可能となる縞走査干渉法とも呼ばれるフリンジスキャ
ニング干渉測定法が用いられるようになっｌ二。
フリンジスキャニング干渉測定法は、相対的な基準位相
の異なる何枚かの干渉縞をコンピュータに読み込み、そ
の参照用の基準位相をもとに、被験波面の位相分布を算
出する方法で、干渉縞の読取り精度はｌ／１００波長程
度と、従来の測定法とは格段に高精度の測定が可能とな
る。
の異なる何枚かの干渉縞をコンピュータに読み込み、そ
の参照用の基準位相をもとに、被験波面の位相分布を算
出する方法で、干渉縞の読取り精度はｌ／１００波長程
度と、従来の測定法とは格段に高精度の測定が可能とな
る。
相対的に基準位相の異なる何枚かの干渉縞を得るには、
参照光と被験光との光路長を変化させることによって行
われているが、実現する手段として参照面微動機構にＰ
ＺＴ （ピエゾ素子）を取り付け、ＰＺＴに適当な電圧
をかけて、参照面を１／１００から１／１０００波長の
精度で、■から数波長程度光軸に沿って移動することに
よって行われる。
参照光と被験光との光路長を変化させることによって行
われているが、実現する手段として参照面微動機構にＰ
ＺＴ （ピエゾ素子）を取り付け、ＰＺＴに適当な電圧
をかけて、参照面を１／１００から１／１０００波長の
精度で、■から数波長程度光軸に沿って移動することに
よって行われる。
参照面を高精度に変位させるＰＺＴを用いた位相変調機
構は、参照アダプタとして供給され、干渉計に取付ける
ことで、フリンジスキャニング干渉測定を行うことがで
きる。
構は、参照アダプタとして供給され、干渉計に取付ける
ことで、フリンジスキャニング干渉測定を行うことがで
きる。
参照アダプタの位相変調機構には複数のＰＺＴが用いら
れ、２等複数のＰＺＴにはそれぞれ電圧をかけて参照面
を光軸に沿って移動させる。しかし之等ＰＺＴは均一な
かつリニアな特性を有していることは困難で、参照面を
光軸に沿って移動させるにはそれぞれのＰＺＴに異なる
電圧をかけることが必要である。
れ、２等複数のＰＺＴにはそれぞれ電圧をかけて参照面
を光軸に沿って移動させる。しかし之等ＰＺＴは均一な
かつリニアな特性を有していることは困難で、参照面を
光軸に沿って移動させるにはそれぞれのＰＺＴに異なる
電圧をかけることが必要である。
従来、提供されている位相変調機構は、それぞれのＰＺ
Ｔに変位計を取付け、変位計の出力をモニタしなからＰ
ＺＴに電圧をかけて、参照面を光軸に沿って移動させた
り、ＰＺＴの移動量を別途干渉計で測定し、印加電圧を
補正することが行われて来ｌこ 。
Ｔに変位計を取付け、変位計の出力をモニタしなからＰ
ＺＴに電圧をかけて、参照面を光軸に沿って移動させた
り、ＰＺＴの移動量を別途干渉計で測定し、印加電圧を
補正することが行われて来ｌこ 。
本発明は、かかる変位計、別途の測定手段を介在させる
ことなく、参照面を光軸に沿って移動させることを可能
とするフリンジスキャニング干渉測定方式における位相
変調機構の校正法を提供することを目的とする。
ことなく、参照面を光軸に沿って移動させることを可能
とするフリンジスキャニング干渉測定方式における位相
変調機構の校正法を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するもので、本発明は、光軸方
向に平行移動可能な可動干渉計又は光軸方向に平行移動
可能な被験面を有した干渉計で、該可動干渉計又は被験
面の位置を高精度に検出する位置検出器を有した干渉計
に、干渉計の参照面を光軸方向に変位させる複数のＰＺ
Ｔを用いた位相変調機構を有する参照アダプタを取付け
、参照面の光軸方向の変位・傾きによって変化する干渉
縞パターンを受像して処理する解析手段を用い、可動干
渉計又は被験面の一方向への移動前の干渉縞パターンと
、移動後に前記参照面を光軸上に反対方向に変位して得
られた干渉縞パターンとを比較し、その差分が最も小さ
くなるように前記位相変調機構を変位させ、干渉計又は
被験面の移動量より前記位相変調機構を校正することを
特徴とするフリンジスキャニング干渉測定方式における
位相変調機構の校正法。
向に平行移動可能な可動干渉計又は光軸方向に平行移動
可能な被験面を有した干渉計で、該可動干渉計又は被験
面の位置を高精度に検出する位置検出器を有した干渉計
に、干渉計の参照面を光軸方向に変位させる複数のＰＺ
Ｔを用いた位相変調機構を有する参照アダプタを取付け
、参照面の光軸方向の変位・傾きによって変化する干渉
縞パターンを受像して処理する解析手段を用い、可動干
渉計又は被験面の一方向への移動前の干渉縞パターンと
、移動後に前記参照面を光軸上に反対方向に変位して得
られた干渉縞パターンとを比較し、その差分が最も小さ
くなるように前記位相変調機構を変位させ、干渉計又は
被験面の移動量より前記位相変調機構を校正することを
特徴とするフリンジスキャニング干渉測定方式における
位相変調機構の校正法。
を提供するものである。
本発明の校正法は、参照面を光軸方向に変位させる複数
のＰＺＴを用いた位相変調機構を有する参照アダプタを
、 ■光軸方向にエアスライド等の手段を用いて平行移動を
可能とした可動干渉計で、可動干渉計の位置をレーザ干
渉測長器等によって高精度に検出する位置検出器に有し
た可動干渉計 ■光軸方向にエアスライド等の手段を用いて被験面を光
軸方向に移動を可能とした干渉計で、被験面の位置をレ
ーザ干渉測長器等によって高精度に検出する位置検出器
を有した干渉計 ■■の何れかに取付け、参照面の変位・傾きによって変
化する干渉縞パターンを受像して処理する解析手段を用
いて、位相変調機構を校正する補正条件を求めるもので
、校正する補正条件を求める手順として、 ■可動干渉計では、干渉計を光軸上一方向に移動する前
に得られる干渉縞パターンＡと、一方向にある長さ移動
した後位相変調機構のＰＺＴに電圧を加えて移動前の位
置方向へ変位させて得られる干渉縞パターンＢとを比較
し、Ａ、Ｂの干渉縞パターンの差分か最も小さくなるよ
うＰＺＴへ加える電圧条件を求めて、位置検出器によっ
て得られる先の可動干渉計の移動量とを対比する。
のＰＺＴを用いた位相変調機構を有する参照アダプタを
、 ■光軸方向にエアスライド等の手段を用いて平行移動を
可能とした可動干渉計で、可動干渉計の位置をレーザ干
渉測長器等によって高精度に検出する位置検出器に有し
た可動干渉計 ■光軸方向にエアスライド等の手段を用いて被験面を光
軸方向に移動を可能とした干渉計で、被験面の位置をレ
ーザ干渉測長器等によって高精度に検出する位置検出器
を有した干渉計 ■■の何れかに取付け、参照面の変位・傾きによって変
化する干渉縞パターンを受像して処理する解析手段を用
いて、位相変調機構を校正する補正条件を求めるもので
、校正する補正条件を求める手順として、 ■可動干渉計では、干渉計を光軸上一方向に移動する前
に得られる干渉縞パターンＡと、一方向にある長さ移動
した後位相変調機構のＰＺＴに電圧を加えて移動前の位
置方向へ変位させて得られる干渉縞パターンＢとを比較
し、Ａ、Ｂの干渉縞パターンの差分か最も小さくなるよ
うＰＺＴへ加える電圧条件を求めて、位置検出器によっ
て得られる先の可動干渉計の移動量とを対比する。
■被験面を可動とした干渉計では、被験面を光軸上一方
向に移動する前に得られる干渉縞パターンＡと、一方向
にある長さ移動した後位相変調機構のＰＺＴに電圧を加
えて移動前の位置方向へ変位させて得られる干渉縞パタ
ーンＢとを比較し、Ａ。
向に移動する前に得られる干渉縞パターンＡと、一方向
にある長さ移動した後位相変調機構のＰＺＴに電圧を加
えて移動前の位置方向へ変位させて得られる干渉縞パタ
ーンＢとを比較し、Ａ。
Ｂの干渉縞パターンの差分が最も小さくなるようＰＺＴ
に加える電圧条件を求めて、位置検出器によって得られ
る先の被験面の移動量とを対比する。
に加える電圧条件を求めて、位置検出器によって得られ
る先の被験面の移動量とを対比する。
かかる手順・方法によって、干渉計に取付けた参照アダ
プタの位相変調機構の固有特性を校正することができる
。
プタの位相変調機構の固有特性を校正することができる
。
かかる校正法によって
（ｉ）複数のＰＺＴの印加電圧による変位差（干渉縞パ
ターン上にはティルトとして表れる）の補正（ｉ ）Ｐ
ＺＴの非直線性、ヒステリシスの補正がなされる。
ターン上にはティルトとして表れる）の補正（ｉ ）Ｐ
ＺＴの非直線性、ヒステリシスの補正がなされる。
第１図は、本発明の位相変調機構の校正を行う、装置の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
図示した干渉計は可動のフィゾー型干渉計であるが、本
発明に用いられる干渉計は他の型式の干渉計であっても
差支えない。例えばトワイマングリーン型干渉計の場合
は参照面が反射面であるだけで、本発明の位相変調機構
の校正に関しては全く同じである。
発明に用いられる干渉計は他の型式の干渉計であっても
差支えない。例えばトワイマングリーン型干渉計の場合
は参照面が反射面であるだけで、本発明の位相変調機構
の校正に関しては全く同じである。
ベンチ６０上には光軸方向に平行移動を可能とするエア
スライド５０かあって、エアスライド５０を介して可動
干渉計ユニットｌＯか設けられている。同じくベンチ６
０上には固定した架台３０かあって、架台３０には被験
面３１が光軸に正対して取付けられている。また参照面
取り付は部と位相変調機構２２とからなる参照アダプタ
２０は、参照面２１と共に可動干渉計ユニント１０に取
付けられている。可動干渉ユニット１０内にはレーザ光
源１１があって、レーザ光源１１から発、したレーザ光
はハーフミラ−４１によって分割され、一方は干渉観察
用に他方は干渉測長用に用いられる。
スライド５０かあって、エアスライド５０を介して可動
干渉計ユニットｌＯか設けられている。同じくベンチ６
０上には固定した架台３０かあって、架台３０には被験
面３１が光軸に正対して取付けられている。また参照面
取り付は部と位相変調機構２２とからなる参照アダプタ
２０は、参照面２１と共に可動干渉計ユニント１０に取
付けられている。可動干渉ユニット１０内にはレーザ光
源１１があって、レーザ光源１１から発、したレーザ光
はハーフミラ−４１によって分割され、一方は干渉観察
用に他方は干渉測長用に用いられる。
干渉観察用にハーフミラ−４１を透過したレーザ光ハ、
コリメータレンズ１３によって平行光となり、光軸に正
対した被験面２１で一部反射し他は透過して、同じく正
対した被験面３１で反射する。被験面３１で反射した被
験光と、参照面２１で反射した参照光とはハーフミラ−
１２で反射し、カメラ１４によって干渉縞パターンとし
て読取られる。この場合、可動干渉ユニット１０を移動
させると、被験光の光路長が変動し、読取られる干渉縞
パターンも変動することとなる。
コリメータレンズ１３によって平行光となり、光軸に正
対した被験面２１で一部反射し他は透過して、同じく正
対した被験面３１で反射する。被験面３１で反射した被
験光と、参照面２１で反射した参照光とはハーフミラ−
１２で反射し、カメラ１４によって干渉縞パターンとし
て読取られる。この場合、可動干渉ユニット１０を移動
させると、被験光の光路長が変動し、読取られる干渉縞
パターンも変動することとなる。
一方、干渉測長用にハーフミラ−４１で反射したレーザ
光は反射ミラー４２で反射して、干渉観察用のレーザ光
と平行となるよう調整されたのち固定され、同じく可動
干渉ユニット１０内に固定された測長用レンーバ４３、
測長用干渉プリズム４４から出光する。この出光したレ
ーザ光は架台３０に固設した測長ミラー４５で反射する
。測長用レシーバ４３は可動干渉計ユニット１０が移動
したときの移動長を高精度に検出することができる。
光は反射ミラー４２で反射して、干渉観察用のレーザ光
と平行となるよう調整されたのち固定され、同じく可動
干渉ユニット１０内に固定された測長用レンーバ４３、
測長用干渉プリズム４４から出光する。この出光したレ
ーザ光は架台３０に固設した測長ミラー４５で反射する
。測長用レシーバ４３は可動干渉計ユニット１０が移動
したときの移動長を高精度に検出することができる。
以上説明した装置を用いて、位相変調機構の校正法につ
いて説明する。第２図はこのフローチャート図である。
いて説明する。第２図はこのフローチャート図である。
（ａ）レーザ測長器により干渉計本体の位置検出を行う
。即ち、コンピュータ１００は測長用レシーバ４３によ
って検出された可動干渉計ユニットｌＯの位置情報を入
力する。
。即ち、コンピュータ１００は測長用レシーバ４３によ
って検出された可動干渉計ユニットｌＯの位置情報を入
力する。
（ｂ）（ａ）の状態における干渉縞パターンＡをカメラ
Ｉ４によって読取り、之をフレームメモリ１０１にスト
アする。
Ｉ４によって読取り、之をフレームメモリ１０１にスト
アする。
（ｃ）干渉計本体を光軸方向へ移動する。即ちエアスラ
イド５０によって可動干渉計ユニットｌＯを光軸方向に
移動する。
イド５０によって可動干渉計ユニットｌＯを光軸方向に
移動する。
（ｄ）測長用レンーバ４３によって移動後の可動干渉計
ユニット１０の位置情報を読取りコンピュータ１００に
入力する。コンピュータ＋００は可動干渉計ユニットｌ
Ｏの移動前と移動後の位置情報から、可動干渉計ユニッ
トＩＯの移動量（変位量）Ｄを算出する。
ユニット１０の位置情報を読取りコンピュータ１００に
入力する。コンピュータ＋００は可動干渉計ユニットｌ
Ｏの移動前と移動後の位置情報から、可動干渉計ユニッ
トＩＯの移動量（変位量）Ｄを算出する。
以上によって位相変調機構の校正における初期データか
得られたこととなる。
得られたこととなる。
（ｅ）位相変′ｉＪＲ機構２２の複数のＰＺＴのそれぞ
れにコンピュータ１００からＤ／Ａコンバータ１０３、
ＤＣアンプ１０４を介して電圧ＶＡ＋Ｖ１１・・・・・
・を印加し、参照面２１を（ｃ）における可動干渉計ユ
ニットｌＯの移動方向と反対方向に移動させる。
れにコンピュータ１００からＤ／Ａコンバータ１０３、
ＤＣアンプ１０４を介して電圧ＶＡ＋Ｖ１１・・・・・
・を印加し、参照面２１を（ｃ）における可動干渉計ユ
ニットｌＯの移動方向と反対方向に移動させる。
（ｆ）（ｅ）の状態における干渉縞パターンＢをカメラ
１４によって読取り、之をフレームメモリ１０１にスト
アする。
１４によって読取り、之をフレームメモリ１０１にスト
アする。
（ｇ）コンピュータ１００は干渉縞パターンＡと干渉縞
パターンＢとの差異を求める。そして差異は当然認めら
れるので、このときは先の複数のＰＺＴに印加する電圧
ＶＡ、Ｖ、・・・・・・を僅かにふらせ、（ｅ）、干渉
縞パターンＢ′を読込み（ｆ）、干渉縞パターンＡと干
渉縞パターンＢ′との差異を求める（ｇ）。
パターンＢとの差異を求める。そして差異は当然認めら
れるので、このときは先の複数のＰＺＴに印加する電圧
ＶＡ、Ｖ、・・・・・・を僅かにふらせ、（ｅ）、干渉
縞パターンＢ′を読込み（ｆ）、干渉縞パターンＡと干
渉縞パターンＢ′との差異を求める（ｇ）。
（ｅ）（ｆ）（ｇ）のサイクルを繰返し、干渉縞パター
ンの差異が減る方向に電圧ＶＡ、ＶＢをふらせる量を増
やして行く。ふる量がある値を超すと、干渉縞パターン
の差異は再び増える方向に転じる。
ンの差異が減る方向に電圧ＶＡ、ＶＢをふらせる量を増
やして行く。ふる量がある値を超すと、干渉縞パターン
の差異は再び増える方向に転じる。
この干渉縞パターンの差異が増える方向に転じる直前の
印加電圧ＶＡ、ＶＢ・・・・・・から変位量ＣＤＩ）：
印加電圧［：ＶＡ、、 ＶＢ、・・・・・・〕の関係が
得られる。
印加電圧ＶＡ、ＶＢ・・・・・・から変位量ＣＤＩ）：
印加電圧［：ＶＡ、、 ＶＢ、・・・・・・〕の関係が
得られる。
以上述べた７０−を繰返し、可動干渉計ユニットｌＯの
移動Ｊｉ ＤＩｎ Ｄｘ・・・・・・について干渉縞パ
ターンの差異の最小値を求めることにより、ＣＤＩ）：
（ＶＡ＋、Ｖ、、・・・・・・〕ＣＤ２） ：
ＣＶＡ２． ＶＢ２・・・・・・〕で示す位相変調機
構の校正データが得られる。ここで得られた校正データ
は、ＰＺＴ印加電圧での変位量差によるティルトや、
ＰＺＴのヒステリンスを補正したものとなっている。
移動Ｊｉ ＤＩｎ Ｄｘ・・・・・・について干渉縞パ
ターンの差異の最小値を求めることにより、ＣＤＩ）：
（ＶＡ＋、Ｖ、、・・・・・・〕ＣＤ２） ：
ＣＶＡ２． ＶＢ２・・・・・・〕で示す位相変調機
構の校正データが得られる。ここで得られた校正データ
は、ＰＺＴ印加電圧での変位量差によるティルトや、
ＰＺＴのヒステリンスを補正したものとなっている。
この校正データは測定時の位相変調に用いるため、ディ
スク、 ＲＯＭ等のメモリに記録され、参照アダプタ２
０と対をなして提供される。
スク、 ＲＯＭ等のメモリに記録され、参照アダプタ２
０と対をなして提供される。
本発明によるときは、フリンジスキャニング干渉測定に
おいて、位相変調機構のＰＺＴに変位計等を付加して介
在させることなく、参照面を光軸に沿って変位させるこ
とが可能となった。
おいて、位相変調機構のＰＺＴに変位計等を付加して介
在させることなく、参照面を光軸に沿って変位させるこ
とが可能となった。
第１図は、本発明の位相変調機構の校正を行う装置の実
施例を示す構成図。 第２図は本発明の校正法のフローチャート図。 １０・・・可動干渉計ユニット １１・・・レーザ光源 １２・・・ハーフミラ−
１３・・・コリメータレンズ １４・−・カメラ ２０・・・参照アダプタ
２１・・・参照面 ２２・・・位相変調機構
３０・・・架台 ４０・・・レーザ干渉測長器 ５０・・・エアスライド １００・・・コンピュータ ３Ｉ・・・被験面 ４３・・・測長用レンーバ ６０・・・ベンチ １０１・・・フレームメモリ 第２図
施例を示す構成図。 第２図は本発明の校正法のフローチャート図。 １０・・・可動干渉計ユニット １１・・・レーザ光源 １２・・・ハーフミラ−
１３・・・コリメータレンズ １４・−・カメラ ２０・・・参照アダプタ
２１・・・参照面 ２２・・・位相変調機構
３０・・・架台 ４０・・・レーザ干渉測長器 ５０・・・エアスライド １００・・・コンピュータ ３Ｉ・・・被験面 ４３・・・測長用レンーバ ６０・・・ベンチ １０１・・・フレームメモリ 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光軸方向に平行移動可能な可動干渉計又は光軸方向に平
行移動可能な被験面を有した干渉計で、該可動干渉計又
は被験面の位置を高精度に検出する位置検出器を有した
干渉計に、干渉計の参照面を光軸方向に変位させる複数
のＰＺＴを用いた位相変調機構を有する参照アダプタを
取付け、 参照面の光軸方向の変位・傾きによって変化する干渉縞
パターンを受像して処理する解析手段を用い、可動干渉
計又は被験面の一方向への移動前の干渉縞パターンと、
移動後に前記参照面を光軸上に反対方向に変位して得ら
れた干渉縞パターンとを比較し、その差分が最も小さく
なるように前記位相変調機構を変位させ、干渉計又は被
験面の移動量より前記位相変調機構を校正することを特
徴とするフリンジスキャニング干渉測定方式における位
相変調機構の校正法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178806A JPH0466803A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | フリンジスキャニング干渉測定方式における位相変調機構の校正法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178806A JPH0466803A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | フリンジスキャニング干渉測定方式における位相変調機構の校正法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0466803A true JPH0466803A (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=16054981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178806A Pending JPH0466803A (ja) | 1990-07-06 | 1990-07-06 | フリンジスキャニング干渉測定方式における位相変調機構の校正法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0466803A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236554A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Mitsutoyo Corp | ２波長レーザ干渉計評価校正方法、評価校正装置および評価校正システム |
| JP2013007662A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Mitsutoyo Corp | 斜入射干渉計 |
-
1990
- 1990-07-06 JP JP2178806A patent/JPH0466803A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236554A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Mitsutoyo Corp | ２波長レーザ干渉計評価校正方法、評価校正装置および評価校正システム |
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