JPH05118829A

JPH05118829A - 曲率半径の測定方法及び測定装置

Info

Publication number: JPH05118829A
Application number: JP28294191A
Authority: JP
Inventors: Susumu Tsuyusaki; 晋露崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】被測定面の曲率半径を非接触でしかも高精度
で簡単に測定できる測定方法及び装置を提供することを
目的としている。【構成】干渉光学系内に２つの参照面Ｆ１，Ｆ２を設
け、第１の参照面と被測定面１の頂点との間ではキャッ
ツアイの干渉縞を形成させ、第２の参照面Ｆ２と被測定
面１との間で干渉縞を形成させる。両干渉縞のコントラ
ストが最も鮮明になったところで、第１、第２の参照面
Ｆ１，Ｆ２間の距離Ｒを測定すれば被測定面の曲率半径
ｒを算出できる。２つの参照面で同時に干渉縞を形成で
きるので、測定時間を短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲面の曲率半径を非接
触で測定する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、被測定面の曲率半径を測定するに
は、接触式の形状測定機、あるいは、被接触式の光プロ
ーブを用いる３次元形状測定機が用いられている。しか
し、前者の接触式では被測定面に傷を付けるおそれがあ
り、後者は測定に時間がかかるという問題があった。

【０００３】また、他の公知例として図８に示すような
測定方法もあった。同図において、ａは被測定面を、ｂ
は参照面を示す。可干渉光としてのレーザは、参照面ｂ
から矢印の線に沿って被測定面を照射する。このとき、
参照面ｂから被測定面に向かう入射波面の曲率中心が、
被測定面ａの曲率中心Ｏとほぼ一致するような位置に
し、参照面ｂからと被測定面ａからとの各反射光を重畳
して、できるだけ縞本数の少ない干渉縞を作る。次に、
この位置から被測定面ａと参照面ｂとの相対位置を変化
させ、被測定面をａからａ′の位置に移動し、入射波面
の曲率中心Ｏと被測定面ａ′の頂点とがほぼ一致する位
置（キャッツアイ干渉縞が出る位置）に移動する。この
ときの被測定面ａ〜ａ′の頂点間の距離Ｌが、被測定面
ａの曲率半径となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、曲率半径が大きい場合には、移動距離Ｌが大きくな
り、計測が大掛かりになってしまう。また、１つの被測
定面につき必ず参照面をＲだけ移動をさせなければなら
ないので、測定に時間がかかる。本発明は、上記の問題
の解決を図ったもので、被測定面の曲率半径を非接触で
しかも高精度で簡単に測定できる測定方法及び装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の方法は、同一光源からの可干渉光を被測定
面と基準になる参照面とに照射し、これら両面からの反
射光を重畳して干渉縞を形成する方法において、第１の
参照面の曲率半径中心と被測定面の曲率半径中心とを一
致させて干渉縞を形成すると共に第２の参照面の曲率半
径中心と被測定面の表面とを一致させて干渉縞を形成す
る工程と、第１及び第２の参照面間の距離を測定して被
測定面の曲率半径を求める工程とからなる構成を特徴と
している。

【０００６】この方法において、前記第１及び第２の参
照面の距離を測定して被測定面の曲率半径を求める工程
が、干渉縞の像をセンサ上に結像して該センサの出力か
ら干渉縞のコントラストを求めてデフォーカス信号を発
生する工程と、該デフォーカス信号が減少する方向に第
１、第２の参照面を移動する工程とをさらに含む構成が
望ましい。

【０００７】また、光源からの光を集束レンズにより平
行光束にして第１、第２のレンズに入射させる工程と、
該第１のレンズによって被測定面の曲率半径中心に集束
するように照射すると共に第２のレンズにより被測定面
の頂点に集束するように照射する工程と、被測定面から
反射された光束を第１、第２のレンズを逆行させて平行
光束にし前記集束レンズを逆行させる工程と、第１、第
２のレンズの光束が集束レンズの焦点で集束した後の各
光束をそれぞれ二分割した受光素子で受光する工程と、
前記集点にナイフエッジを設けて第１、第２のレンズが
デフォーカスしたとき光束の一部をカットすることによ
って前記２分割受光素子に生じる出力のアンバランスか
らデフォーカス量を求める工程と、該デフォーカス量に
応じて前記第１、第２のレンズを移動させる工程と、フ
ォーカスが合ったときの第１及び第２のレンズ間の距離
を測定して被測定面の曲率半径を求める工程とからなる
構成としてもよい。

【０００８】本発明の装置は、同一光源からの可干渉光
を被測定面と基準になる参照面とに照射し、これら両面
からの反射光を重畳して干渉縞を形成する方法におい
て、光軸上を移動自在で球面を有する第１、第２の参照
面と、各参照面の位置を検出する手段とを有する構成を
特徴としている。この場合、前記干渉縞を結像するディ
テクタと、該ディテクタの出力から各干渉縞のデフォー
カスを算出する手段と、該デフォーカス算出手段の出力
に応じて各参照面を駆動する参照面制御手段とを有する
構成とすることが望ましい。

【０００９】または、光源からの光を平行光束にする集
束レンズと、光軸上を移動自在な第１、第２のレンズ
と、該各レンズを別々に移動するレンズ駆動手段と、前
記集束レンズの焦点に置かれたナイフエッジと、第１、
第２のレンズから集束レンズを経て該集束レンズの焦点
を通過した各光束をそれぞれ受光する２分割受光素子
と、該２分割受光素子の出力の差を測定する比較手段
と、両レンズの位置を検出する手段と、前記比較手段の
出力に応じてレンズ駆動手段を制御して前記第１、第２
のレンズのフォーカスを合わせるレンズ制御手段とから
なる構成とすることもできる。

【００１０】

【作用】干渉光学系内に２つの参照面を設け、第１の参
照面の曲率半径中心と被測定面の曲率半径中心とを一致
させて干渉縞を形成させ、第２の参照面と被測定面の頂
点との間ではキャッツアイの干渉縞を形成させる。両干
渉縞のコントラストが最も鮮明になったところで、第
１、第２の参照面間の距離を測定すれば被測定面の曲率
半径を算出できる。２つの参照面で同時に干渉縞を形成
できるので、測定時間を短縮することができる。

【００１１】又は、光源からの光束を集束レンズで平行
にし、第１、第２のレンズにこの平行光束を入射させ、
第１のレンズでは、被測定面に垂直に入射するように屈
折させ、第２のレンズでは、被測定面の頂点に集束する
ように屈折させる。被測定面で反射された２種類の光束
は、それぞれ元の光路を戻り、総て集束レンズの焦点に
集束した後、結像レンズで２分割受光素子の上に結像す
る。何れかのレンズがデフォーカスしている場合は、こ
の集束点が焦点の前後にずれるので、集束レンズの焦点
にナイフエッジを設けておけば、デフォーカスした場合
の光束を一部カットすることになる。したがって、デフ
ォーカスしている場合は、２分割受光素子の双方の受光
素子への入射光量がバランスしないので、このアンバラ
ンスからデフォーカスの量と方向とを検知することがで
きる。したがって、このデフォーカス信号を第１、第２
のレンズの駆動手段に送って制御すれば、フォーカス合
わせができる。そして、フォーカスが合ったときの第
１、第２レンズ間の位置を検出すれば距離が求まり、被
測定面の曲率半径を求めることができる。

【００１２】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の基本原理を示す図で、(a) は被測
定面１が凸の球面の場合で、(b) は凹の球面の場合であ
る。図において、Ｆ１，Ｆ２は第１、第２の参照面で、
通常これはレンズの被測定面側の面を半透鏡にすること
により作成される。第１の参照面Ｆ１は、第２の参照面
Ｆ２の中心部を切り取って形成したもので、第１、第２
の参照面は、同じ曲率半径の球面からなっている。

【００１３】図の左方から第１の参照面Ｆ１に入射した
干渉光は、その一部が参照面Ｆ１で反射され、残りが被
測定面１の頂点に集束するように進んで、いわゆるキャ
ッツアイの状態になっている。第２の参照面Ｆ２に入射
した干渉光は、その一部が参照面Ｆ２で反射され、残り
が被測定面１の曲率半径中心Ｏに集束するように進む。
これらは、両方とも干渉縞が形成される状態である。た
だし、実際に干渉縞を発生させる場合には、参照面Ｆ
１，Ｆ２又は被測定面１に微小なチルトを与え、等厚干
渉縞を形成させることになる。そして、参照面Ｆ１，Ｆ
２との間隔Ｒを測定すれば、その値が被測定面１の曲率
半径ｒに等しいことになる。

【００１４】以上から、参照面Ｆ１，Ｆ２を光軸上で移
動させ、干渉縞を観測して、図１のような配置を実現す
れば、被測定面の曲率半径を求めることができる。な
お、説明の都合上、参照面Ｆ１とＦ２との曲率半径を同
一としたが、これらの曲率半径が相違していても、既知
の値であれば、Ｒの値から簡単な計算によって被測定面
１の曲率半径ｒを求めることができる。図１(b) は、被
測定面１が凹面であるから、参照面Ｆ１とＦ２が(a) の
位置と左右反対になっているが、その他は図１(a) と同
様である。

【００１５】図２は、図１によって形成された干渉縞２
を光学系によってスクリーンとしてのディテクタ３上に
結像させた図で、真中の干渉縞２１が参照面Ｆ１により
形成されるキャッツアイの干渉縞、両側の干渉縞２２が
参照面Ｆ２により形成される両曲率中心が一致した干渉
縞である。

【００１６】図３は、本発明による測定装置の実施例の
構成を示す図である。被測定面１は、図１と同様であ
る。第１参照面Ｆ１、第２参照面Ｆ２は、それぞれ第
１、第２のレンズＬ１、Ｌ２の被測定面側の面であり、
第２のレンズＬ２の中心部を切り取って第１のレンズＬ
１を形成したものである。また、レンズＬ１，Ｌ２の焦
点は、参照面Ｆ１，Ｆ２の曲率半径中心と一致してい
る。ディテクタ３としては、ラインセンサやＣＣＤ等、
種々のセンサを使用することができるが、このディテク
タ３は、結像された干渉縞の明暗のコントラストをディ
テクタ３を構成する各素子の出力差として出力する。

【００１７】４は光源で、可干渉性の高いガスレーザ又
は半導体レーザ等が使用される。５はビームエクスパン
ダで、光源４からの狭い光束を適当な大きさに拡げるも
のである。６は光アイソレータで、ビームスプリッタ６
ａ、λ／４板６ｂ及び反射面６ｃを有する。７は集束レ
ンズで、光源４から来た可干渉光を平行な光束にして次
のレンズＬ１，Ｌ２に入射させる。８，９は、それぞれ
参照面Ｆ１及びＦ２の駆動手段である。これらは共に、
リニアアクチュエータや、ラックとピニオン等で構成さ
れた電動式の駆動手段で、電気信号により参照面Ｆ１，
Ｆ２（すなわちレンズＬ１，Ｌ２）を光軸に沿って自在
に進退させる。また、これらの参照面駆動手段８，９に
は差動トランス等からなる光軸上の座標を高精度に検知
できる位置検出手段１０，１１が設けられている。

【００１８】光アイソレータ６とディテクタ３との間に
は、結像レンズ１２が設けられ、集束レンズ７から戻っ
てきた光束が焦点Ｆで集束した後の発散光を平行光にし
てディテクタ３に入射させる。符号１３はデフォーカス
算出手段で、１４は参照面制御手段である。図４は、図
３の測定装置のブロック図を示す。

【００１９】次に、本装置の作用を説明する。光源４か
らの可干渉光は、直線偏光として発光されるが、先ず、
ビームエクスパンダ５を透過して所定の広がりをもつ光
束に拡大され、次に光アイソレータ６に入射する。ビー
ムエクスパンダ６ａの反射面６ｃはこの方向の直線偏光
を透過し、これと直交する直線偏光は反射する。したが
って、光アイソレータ６に入射した可干渉光は反射面６
ｃを透過し、１／４λ板６ｂを透過して円偏光となり、
集束レンズ７に入射する。集束レンズ７はこれを平行な
光束として第１、第２のレンズＬ１，Ｌ２に入射する。
そして各々一部の光束がレンズの最終面としての参照面
Ｆ１，Ｆ２で反射されて参照光となるが、残りはレンズ
Ｌ１，Ｌ２を透過して被測定面１に達し、ここで反射さ
れ被検光となって同一光路を戻る。被検光は参照面Ｆ
１，Ｆ２まで戻って参照光と重畳され、集束レンズ７を
透過し、さらに１／４λ板６ｂを透過して光源の直線偏
光とは直交する方向の直線偏光となる。そのため、ビー
ムエクスパンダ６ａの反射面６ｃで反射されて図の下方
に進み、集束レンズの焦点Ｐに集束した後、結像レンズ
１２に向かい、ディテクタ３に干渉縞の像を作る。

【００２０】ディテクタ３の受光素子は、干渉縞の明暗
に応じた出力の干渉縞信号を出し、次のデフォーカス算
出手段１３に入力する。デフォーカス算出手段１３では
次のようにしてデフォーカス量を算出する。すなわち、
フォーカスずれがあれば、干渉縞の明暗の差としてのデ
ィテクタの出力差は小さく、フォーカスが合っていると
きが、もっとも出力差が大きくなる。そして、フォーカ
スが合っている場合の出力差は予めデフォーカス算出手
段１３内にセットされており、この値との差がデフォー
カス量として出力され、参照面制御手段１４に入力され
て、ここから参照面駆動手段８，９に移動の指示がされ
る。ただし、このデフォーカス量だけでは方向が不明な
ので、参照面Ｆ１，Ｆ２を被測定面１に近づけるのか、
遠ざけるのか分からない。そのため、デフォーカスが検
知されると、とりあえずどちらかに若干移動し、その結
果デフォーカス量が減少したら正しい方向としてそのま
まデフォーカス量が０になるまで移動を続け、もしデフ
ォーカス量が増加したら逆であるから移動方向を反転し
てデフォーカス量が０になるまで移動を続ける。

【００２１】以上の構成において、ディテクタ３、デフ
ォーカス算出手段１３及び参照面制御手段１４は、第
１、第２の参照面Ｆ１，Ｆ２に対応して切り換えられる
構成になっており、たとえば、一方に切り換えた状態で
は第１の参照面Ｆ１について測定、制御を行い、他方に
切り換えれば参照面Ｆ２について測定、制御を行うよう
になっている。ただし、ディテクタ３、デフォーカス算
出手段１３及び参照面制御手段１４を並列に２つずつ設
ければ、第１、第２の参照面Ｆ１，Ｆ２について同時に
測定及び制御をすることができる。

【００２２】図５は、非球面としてのトロイダル面の曲
率半径測定に使用する本発明の装置である。同図におい
て、新たに付加された構成について説明する。１５は被
検体で、被測定面１５ａとしてのノーマルトロイダル面
を有する。このトロイダル面は、Ｇ主径線をＲ主径線に
沿って回転して形成されたものである。１６は被検体１
５をＲ主径線に沿って回転するための支持台で、図示し
ないＤＣサーボモータやステッピングモータ等によって
駆動される。１７はゴースト光や反射光等の不要な光を
カットする空間フィルタである。

【００２３】次に、この実施例の作用を説明する。光源
４からの可干渉光はビームエクスパンダ５、空間フィル
タ１７、光アイソレータ６、集束レンズ７を透過して第
１，第２のレンズＬ１，Ｌ２に入射する。これらのレン
ズの最終面は、半透鏡としての参照面Ｆ１，Ｆ２となっ
ており、ここで入射した可干渉光の一部が反射され、残
りがトロイダル面である被測定面１５ａに達し反射され
る。参照面Ｆ１の曲率中心は被測定面１５ａの頂点に一
致しており、参照面Ｆ２の曲率中心は、被測定面１５ａ
のＧ主径線（ＣＤ）の仕上がり曲率中心とほぼ一致して
いる。また、この参照面Ｆ１，Ｆ２又は被測定面１５ａ
は、ｘ−ｚ断面内で若干シフト及び／又はチルト可能に
なっている。

【００２４】参照面Ｆ１，Ｆ２で反射された参照光と、
被測定面１５ａで反射された被検光は、来た光路を戻っ
て参照面Ｆ１，Ｆ２のところで重なり合う。そして、参
照面Ｆ１はキャッツアイの干渉縞を形成し、参照面Ｆ２
は、その球面と被測定面１５ａとがほぼ平行と見なせる
Ｇ主径線に平行なスリット状の測定部分ないし測定断面
について干渉縞を形成する。これらの干渉縞は、図２に
示すように結像レンズ１２を介してディテクタ３上に結
像される。

【００２５】以上の構成に図３，４の構成を付加する
と、一測定断面についての曲率半径の測定ができ、さら
に、支持台１６をＲ主径線に沿って回動すると、被測定
面１５ａの任意の測定断面について曲率半径の測定がで
きることになる。したがって、この構成の装置では、被
測定面の曲率半径が支持台の走査に応じて変化する非球
面についても、任意の断面における曲率半径の測定が可
能である。

【００２６】図６は、本発明の他の実施例の装置を示す
図である。この実施例においては、干渉縞を形成する必
要がなく、したがって、参照面を使用していない。図３
の構成と共通する部分については省略し、相違する点を
中心に説明する。まず、前述したように第１、第２のレ
ンズＬ１，Ｌ２には、参照面がない。そして集束レンズ
７の焦点Ｐにはナイフエッジ１８が設けられ、ディテク
タ３の位置には、４分割受光素子１９が置かれている。

【００２７】図７に示すように、この４分割受光素子１
９は、Ｓ１からＳ４で示された４つのフォトダイオード
から構成されるが、内側のＳ２とＳ３で一つの２分割受
光素子１９ａを構成し、外側のＳ１とＳ４でまた別の２
分割受光素子１９ｂを構成している。

【００２８】図６に戻り、２０，２１は比較手段で、こ
のうち比較手段２０はフォトダイオードＳ２とＳ３の出
力を比較し、比較手段２１はＳ１とＳ４の出力を比較す
る。１４′は、比較手段２０，２１の出力を受けてレン
ズ駆動手段８′，９′を制御するレンズ制御手段で、こ
れは図３に示す参照面制御手段１４と実質的に同じであ
り、レンズ駆動手段８′，９′は、参照面駆動手段８，
９と実質的に同じものである。

【００２９】なお、この実施例では、干渉縞を形成する
必要がないので、通常の干渉性の少ない自然光線を使用
できる。その場合は、ビームスプリッタ６ａの反射面６
ｃには半透鏡を使用する。また、１／４λ板も不要にな
り、装置を安価に製造できるようになる。

【００３０】次に、この実施例の作用を説明する。光源
４から発された光束は集束レンズ７で平行光束にされ、
第１、第２のレンズＬ１，Ｌ２に入射し、ここで屈折さ
れる。そして、第１のレンズＬ１を透過してから射出さ
れた光束は、被測定面１の頂点に集束し、キャッツアイ
の状態になって反射される。第２のレンズＬ２を透過し
てから射出された光束は、被測定面１の曲率中心Ｏに集
束するように進み、被測定面１で反射される。そして各
反射光束は、元来た光路をそれぞれのレンズＬ１，Ｌ２
へと戻り、平行な光束に戻されて集束レンズ７で屈折さ
れ、反射面６ｃで反射されて焦点Ｐで集束し、結像レン
ズ１２を経て４分割受光素子１９に入射する。

【００３１】４分割受光素子の内、内側の２分割受光素
子１９ａには、集束レンズ７の光軸近傍の光束、すなわ
ち第１のレンズＬ１の光束が入射しており、外側の２分
割受光素子１９ｂには集束レンズ７の周辺光束、すなわ
ち第２のレンズＬ２の光束が入射している。

【００３２】ところで、４分割受光素子１９の中心は集
束レンズ７の光軸と一致しているので、被測定面１と第
１、第２のレンズＬ１，Ｌ２の相対位置が図６に示すフ
ォーカスした位置にあれば、ナイフエッジ１８は全く光
束を遮らず、フォトダイオードＳ２とＳ３との出力はバ
ランスするはずである。同様にフォトダイオードＳ１と
Ｓ４との出力もバランスするはずである。

【００３３】しかし、仮に被測定面１と第１、第２のレ
ンズＬ１，Ｌ２の相対位置が図の位置になくて、それよ
り離れ過ぎていたり、近すぎていたりすると、被測定面
１から反射して第１、第２のレンズに戻る光量が減少す
ると同時に集束する点もＰ点の上下いずれかの方向に移
動する。集束点が移動すると、ナイフエッジ１８は相対
的に１８′又は１８″の位置移動したのと同様になり、
光束の一部をカットしてしまう。したがって、カットさ
れた分だけ、フォトダイオードＳ２とＳ３又はＳ１とＳ
４の出力バランスがくずれることになる。また、どちら
のフォトダイオードの出力が低下したかをみれば、デフ
ォーカスの方向も知ることができる。

【００３４】そこで、比較手段２０，２１でこのアンバ
ランス量を測定すれば、デフォーカス量とその方向を知
ることができ、このデフォーカス量に応じた信号をレン
ズ制御手段１４′に入力すれば、以下は、図３で説明し
たのと同様にして曲率半径を求めることができる。な
お、本発明の実施例において、レンズＬ１はレンズＬ２
の中心部分を分割して形成形成されているが、この方法
に限定されるものではなく、たとえば、半円形の２枚に
分割すること等によっても形成可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、球
面及び非球面の曲率半径の測定が、非接触でしかも高精
度に測定できる。また、２つの参照面で同時に干渉縞を
形成できるので、測定時間を短縮することができる。

【００３６】干渉縞を結像するディテクタと、該ディテ
クタの出力から各干渉縞のデフォーカスを算出する手段
と、参照面を光軸に沿って移動させる参照面駆動手段
と、該デフォーカス算出手段の出力に応じて参照面駆動
手段を制御する参照面制御手段とを有する構成とすれ
ば、参照面のフォーカス位置を、簡単に、かつ精度良く
求めることができる。

【００３７】また、集束レンズの焦点にナイフエッジを
置き、その後方に第１、第２のレンズの光束を受光する
２分割受光素子を設ける構成とすれば、干渉縞を形成す
る必要がなくなるので、参照面やレーザビーム等の可干
渉光の必要がなくなり、装置を安価に製造できる。さら
に、参照面駆動手段やレンズ駆動手段を設けて参照面ま
たはレンズを移動するので、被測定面を動かさなくてよ
い。等々の格別の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定原理を説明する図で、(a) は被測
定面が凸面の場合、(b) は凹面の場合の図である。

【図２】２つの参照面を用いて形成された干渉縞が、デ
ィテクタ上に結像した状態を示す図である。

【図３】本発明の測定装置の構成図である。

【図４】参照面をフォーカス制御するためのブロック図
である。

【図５】本発明をトロイダル面に適用した装置の図で、
(a) はｙ−ｚ面図、(b) はｘ−ｚ面図である。

【図６】干渉縞を形成しない本発明の実施例の構成を示
す図である。

【図７】４分割素子の構成を示す平面図である。

【図８】従来の曲率半径測定方法を説明する図である。

【符号の説明】

１被測定面２干渉縞３ディテクタ４光源７集束レンズ８，９参照面駆動手段８′，９′ レンズ駆動手段１０，１１位置検出手段１２結像レンズ１３デフォーカス算出手段１４参照面制御手段１４′ レンズ制御手段１５ａ被測定面１８ナイフエッジ１９ａ，１９ｂ２分割受光素子２０，２１比較手段Ｌ１第１のレンズＬ２第２のレンズＦ１第１の参照面Ｆ２第２の参照面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一光源からの可干渉光を被測定面と基
準になる参照面とに照射し、これら両面からの反射光を
重畳して干渉縞を形成する方法において、第１の参照面の曲率半径中心と被測定面の曲率半径中心
とを一致させて干渉縞を形成すると共に第２の参照面の
曲率半径中心と被測定面の表面とを一致させて干渉縞を
形成する工程と、第１及び第２の参照面間の距離を測定
して被測定面の曲率半径を求める工程とからなることを
特徴とする曲率半径の測定方法。
【請求項２】前記第１及び第２の参照面の距離を測定
して被測定面の曲率半径を求める工程が、干渉縞の像を
センサ上に結像して該センサの出力から干渉縞のコント
ラストを求めてデフォーカス信号を発生する工程と、該
デフォーカス信号が減少する方向に第１、第２の参照面
を移動する工程とをさらに含むことを特徴とする請求項
１記載の曲率半径の測定方法。
【請求項３】光源からの光を集束レンズにより平行光
束にして第１、第２のレンズに入射させる工程と、該第
１のレンズによって被測定面の曲率半径中心に集束する
ように照射すると共に第２のレンズにより被測定面の頂
点に集束するように照射する工程と、被測定面から反射
された光束を第１、第２のレンズを逆行させて平行光束
にし前記集束レンズを逆行させる工程と、第１、第２の
レンズの光束が集束レンズの焦点で集束した後の各光束
をそれぞれ二分割した受光素子で受光する工程と、前記
集点にナイフエッジを設けて第１、第２のレンズがデフ
ォーカスしたとき光束の一部をカットすることによって
前記２分割受光素子に生じる出力のアンバランスからデ
フォーカス量を求める工程と、該デフォーカス量に応じ
て前記第１、第２のレンズを移動させる工程と、フォー
カスが合ったときの第１及び第２のレンズ間の距離を測
定して被測定面の曲率半径を求める工程とからなること
を特徴とする曲率半径の測定方法。
【請求項４】同一光源からの可干渉光を被測定面と基
準になる参照面とに照射し、これら両面からの反射光を
重畳して干渉縞を形成する方法において、光軸上を移動自在で球面を有する第１、第２の参照面
と、各参照面の位置を検出する位置検出手段とを有する
ことを特徴とする曲率半径の測定装置。
【請求項５】前記第１と第２の参照面の曲率半径が等
しいことを特徴とする請求項４記載の曲率半径の測定装
置。
【請求項６】前記第１と第２の参照面の一方が中心部
に孔を有し、他方の参照面が該孔を自在に通過できる大
きさとしたことを特徴とする請求項４又は５記載の曲率
半径の測定装置。
【請求項７】前記干渉縞を結像するディテクタと、該
ディテクタの出力から各干渉縞のデフォーカスを算出す
る手段と、参照面を光軸に沿って移動させる参照面駆動
手段と、該デフォーカス算出手段の出力に応じて参照面
駆動手段を制御する参照面制御手段とを有することを特
徴とする請求項４記載の曲率半径の測定装置。
【請求項８】光源からの光を平行光束にする集束レン
ズと、光軸上を移動自在な第１、第２のレンズと、該各
レンズを別々に移動する各レンズ駆動手段と、前記集束
レンズの焦点に置かれたナイフエッジと、第１、第２の
レンズから集束レンズを経て該集束レンズの焦点を通過
した各光束をそれぞれ受光する２分割受光素子と、該２
分割受光素子の出力の差を測定する比較手段と、両レン
ズの位置を検出する手段と、前記比較手段の出力に応じ
て各レンズ駆動手段を制御して前記第１、第２のレンズ
のフォーカスを合わせる各レンズ制御手段とからなるこ
とを特徴とする曲率半径の測定装置。
【請求項９】前記第１と第２のレンズの焦点距離が等
しいことを特徴とする請求項８記載の曲率半径の測定装
置。
【請求項１０】前記第１と第２のレンズの一方が中心
部に孔を有し、他方のレンズが該孔を自在に通過できる
大きさとしたことを特徴とする請求項８又は９記載の曲
率半径の測定装置。