JPH05157530A - 面精度の測定方法及び測定装置 - Google Patents
面精度の測定方法及び測定装置Info
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- JPH05157530A JPH05157530A JP32040091A JP32040091A JPH05157530A JP H05157530 A JPH05157530 A JP H05157530A JP 32040091 A JP32040091 A JP 32040091A JP 32040091 A JP32040091 A JP 32040091A JP H05157530 A JPH05157530 A JP H05157530A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 干渉縞を用いて曲面等の精度を測定する技術
において、測定部分の曲率半径の相違があっても、所望
の大きさの干渉縞像を得ることができる方法及び装置を
提供することを目的としている。 【構成】 光源１から発せられた可干渉光は、参照面６
ａと被検面７ａとで反射され、被検波が参照面まで光路
を逆行してきたところで参照波と重畳されて干渉を起こ
す。この重畳された光線は、やがて焦点距離が可変の光
学系１０に入射し、平行光束となって射出される。そし
て、射出される平行光束の幅は、光学系１０の焦点を変
化させることによって自由に変えられるので、ディテク
タ１１上に所望の大きさの干渉縞の像を形成できること
になる。
において、測定部分の曲率半径の相違があっても、所望
の大きさの干渉縞像を得ることができる方法及び装置を
提供することを目的としている。 【構成】 光源１から発せられた可干渉光は、参照面６
ａと被検面７ａとで反射され、被検波が参照面まで光路
を逆行してきたところで参照波と重畳されて干渉を起こ
す。この重畳された光線は、やがて焦点距離が可変の光
学系１０に入射し、平行光束となって射出される。そし
て、射出される平行光束の幅は、光学系１０の焦点を変
化させることによって自由に変えられるので、ディテク
タ１１上に所望の大きさの干渉縞の像を形成できること
になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、干渉縞を用いて曲面等
の精度を測定する技術に関し、特に、面の形状の変化に
かかわらず、ディテクタの大きさに合った干渉縞像を形
成させる技術に関する。
の精度を測定する技術に関し、特に、面の形状の変化に
かかわらず、ディテクタの大きさに合った干渉縞像を形
成させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】光の干渉作用を利用して、レーザビーム
等の可干渉光を被測定球面と参照球面とに照射し、これ
らから反射される光を重畳して、球面の形状や精度を測
定することは、良く知られているが、被検面が非球面の
場合、上記の干渉縞法による測定は簡単ではない。
等の可干渉光を被測定球面と参照球面とに照射し、これ
らから反射される光を重畳して、球面の形状や精度を測
定することは、良く知られているが、被検面が非球面の
場合、上記の干渉縞法による測定は簡単ではない。
【０００３】この問題に対し、本願の出願人は、特願平
２−１２６６５９号において、被検面がドーナツ型トロ
イダル面（ＮＴＳ）の場合の測定方法を提案している。
これには、被検面の一測定断面についてスリット状の干
渉縞を生じさせ、被検面をドーナツの中心を軸にして回
転走査し、次々にスリット状の干渉縞を発生させ、これ
らの干渉縞をつないで面全体を測定するものである。
２−１２６６５９号において、被検面がドーナツ型トロ
イダル面（ＮＴＳ）の場合の測定方法を提案している。
これには、被検面の一測定断面についてスリット状の干
渉縞を生じさせ、被検面をドーナツの中心を軸にして回
転走査し、次々にスリット状の干渉縞を発生させ、これ
らの干渉縞をつないで面全体を測定するものである。
【０００４】また、出願人は、特願平３−０５０１０４
号において、被検面が樽型トロイダル面（ＢＴＳ）又は
鞍型トロイダル面（ＫＴＳ）に適した測定方法を提案し
ている。これは、被検面の一測定断面についてスリット
状の干渉縞を生じさせる点では、上記ＮＴＳの場合と同
じであるが、回転走査させるのではなく、トロイダル面
の創成に使われた回転軸に沿って、被検面を直線的に走
査をすることが特徴となっている。
号において、被検面が樽型トロイダル面（ＢＴＳ）又は
鞍型トロイダル面（ＫＴＳ）に適した測定方法を提案し
ている。これは、被検面の一測定断面についてスリット
状の干渉縞を生じさせる点では、上記ＮＴＳの場合と同
じであるが、回転走査させるのではなく、トロイダル面
の創成に使われた回転軸に沿って、被検面を直線的に走
査をすることが特徴となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし一般に、干渉縞
により面を測定する場合、測定する部分の曲率半径が常
に一定であるとは限らない。たとえば、上記のＢＴＳの
測定においては、回転軸に沿って走査させるに従って測
定断面の曲率半径が変化する。そのため、形成される干
渉縞像の大きさ（スリットの長さ）が変化し、干渉縞が
ディテクタ上からはみ出したり、逆に小さくなりすぎた
りして、精度の測定がしにくい。
により面を測定する場合、測定する部分の曲率半径が常
に一定であるとは限らない。たとえば、上記のＢＴＳの
測定においては、回転軸に沿って走査させるに従って測
定断面の曲率半径が変化する。そのため、形成される干
渉縞像の大きさ（スリットの長さ）が変化し、干渉縞が
ディテクタ上からはみ出したり、逆に小さくなりすぎた
りして、精度の測定がしにくい。
【０００６】本発明は、上記の問題を解決しようとする
もので、測定部分の曲率半径の相違があっても、所望の
大きさの干渉縞像を得ることができる面精度の測定方法
及び測定装置を提供することを目的としている。
もので、測定部分の曲率半径の相違があっても、所望の
大きさの干渉縞像を得ることができる面精度の測定方法
及び測定装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【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検面
と基準になる参照面とに照射し、これら両面からの反射
光を重畳させて干渉縞を作り面精度を測定する方法にお
いて、前記両面からの反射光を焦点距離が可変の光学系
によってほぼ平行で所望の幅を有する光束とし、所望の
大きさの干渉縞の像をディテクタ上に形成させる構成を
特徴している。また、前記ディテクタを被検面に対し幾
何光学的に共役関係になるように光軸方向に移動する構
成が望ましい。
めに本発明の方法は、同一光源からの可干渉光を被検面
と基準になる参照面とに照射し、これら両面からの反射
光を重畳させて干渉縞を作り面精度を測定する方法にお
いて、前記両面からの反射光を焦点距離が可変の光学系
によってほぼ平行で所望の幅を有する光束とし、所望の
大きさの干渉縞の像をディテクタ上に形成させる構成を
特徴している。また、前記ディテクタを被検面に対し幾
何光学的に共役関係になるように光軸方向に移動する構
成が望ましい。
【０００８】一方、本発明の装置は、同一光源からの可
干渉光を被検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させて干渉縞を作り面精度を測
定する装置において、干渉縞の像を結像する焦点距離が
可変の光学系と、干渉縞像を受像するディテクタと、被
検面のデータ及び希望する干渉縞像の大きさから所要の
焦点距離を算出する焦点距離算出装置と、該焦点距離算
出装置の算出した焦点距離に前記焦点距離が可変の光学
系の焦点を調整する焦点調整装置とを有する構成を特徴
としている。さらに、被検面とディテクタとが共役関係
になるディテクタの位置を算出する結像位置算出装置
と、算出された結像位置にディテクタを移動するディテ
クタ駆動装置とを設ける構成とすることが望ましい。
干渉光を被検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させて干渉縞を作り面精度を測
定する装置において、干渉縞の像を結像する焦点距離が
可変の光学系と、干渉縞像を受像するディテクタと、被
検面のデータ及び希望する干渉縞像の大きさから所要の
焦点距離を算出する焦点距離算出装置と、該焦点距離算
出装置の算出した焦点距離に前記焦点距離が可変の光学
系の焦点を調整する焦点調整装置とを有する構成を特徴
としている。さらに、被検面とディテクタとが共役関係
になるディテクタの位置を算出する結像位置算出装置
と、算出された結像位置にディテクタを移動するディテ
クタ駆動装置とを設ける構成とすることが望ましい。
【０００９】
【作用】光源から発せられた可干渉光は、参照面と被検
面とで反射され、被検波が参照面まで光路を逆行してき
たところで参照波と重畳されて干渉を起こす。この重畳
された光線は、やがて焦点距離が可変の光学系に入射
し、平行光束となって射出される。ここで射出される平
行光束の幅は、光学系の焦点を変化させることによって
自由に変えられるので、ディテクタ上に所望の大きさの
干渉縞の像を形成できることになる。
面とで反射され、被検波が参照面まで光路を逆行してき
たところで参照波と重畳されて干渉を起こす。この重畳
された光線は、やがて焦点距離が可変の光学系に入射
し、平行光束となって射出される。ここで射出される平
行光束の幅は、光学系の焦点を変化させることによって
自由に変えられるので、ディテクタ上に所望の大きさの
干渉縞の像を形成できることになる。
【００１０】ディテクタの大きさから干渉縞像の大きさ
を決定し、被検面上の測定断面の曲率半径などのデータ
から所要の焦点距離を算出し、その焦点距離に光学系の
焦点距離を調整してやれば、被検面の形状にかかわりな
く、常に所望の大きさの干渉縞像を得ることが可能にな
る。また、被検面とディテクタとを幾何光学上の共役な
位置におけば、回折による影響を排除し、鮮明な干渉縞
像を得ることができる。
を決定し、被検面上の測定断面の曲率半径などのデータ
から所要の焦点距離を算出し、その焦点距離に光学系の
焦点距離を調整してやれば、被検面の形状にかかわりな
く、常に所望の大きさの干渉縞像を得ることが可能にな
る。また、被検面とディテクタとを幾何光学上の共役な
位置におけば、回折による影響を排除し、鮮明な干渉縞
像を得ることができる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の実施例としてＢＴＳの測定
に使用される装置を示すものである。同図において、１
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。２はビームエクスパンダで、光源１か
らの狭い光束を適当な大きさの光束に拡げるためのもの
である。３は空間フィルタで、ゴースト光や反射光等の
不要な光をカットする。４は光アイソレータでビームス
プリッタ４ａ、λ／４板４ｂ及び反射面４ｃを有する。
５は２と同様のビームエクスパンダ、６は対物レンズ、
７は被検体である。
に使用される装置を示すものである。同図において、１
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。２はビームエクスパンダで、光源１か
らの狭い光束を適当な大きさの光束に拡げるためのもの
である。３は空間フィルタで、ゴースト光や反射光等の
不要な光をカットする。４は光アイソレータでビームス
プリッタ４ａ、λ／４板４ｂ及び反射面４ｃを有する。
５は２と同様のビームエクスパンダ、６は対物レンズ、
７は被検体である。
【００１２】被検体７の光源側は測定の対象となる被検
面７ａで、ＢＴＳのトロイダル面である。このトロイダ
ル面は、頂点で直交する主径線ＡＢ，ＣＤを有するが、
このうち一方の主径線ＡＢを回転軸８の回りに回転して
形成されたものである。以後主径線ＡＢのことをＧ主径
線、これと直交する主径線ＣＤのことをＲ主径線という
ことにする。
面７ａで、ＢＴＳのトロイダル面である。このトロイダ
ル面は、頂点で直交する主径線ＡＢ，ＣＤを有するが、
このうち一方の主径線ＡＢを回転軸８の回りに回転して
形成されたものである。以後主径線ＡＢのことをＧ主径
線、これと直交する主径線ＣＤのことをＲ主径線という
ことにする。
【００１３】対物レンズ６の最終面は、半透鏡としての
参照面６ａとなっており、その曲率中心は、回転軸８上
にほぼ一致する位置に配置される。また、この参照面６
ａ又は被検面７ａは、ｘ−ｚ面内で若干シフト及び／又
はチルト可能に配置されている。
参照面６ａとなっており、その曲率中心は、回転軸８上
にほぼ一致する位置に配置される。また、この参照面６
ａ又は被検面７ａは、ｘ−ｚ面内で若干シフト及び／又
はチルト可能に配置されている。
【００１４】９は移動台で、被検体７を支持すると共に
回転軸８と平行な方向に併進走査するものである。この
移動台９は、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、センサによって走査量ｈ
を測定し、その信号を出力する。
回転軸８と平行な方向に併進走査するものである。この
移動台９は、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、センサによって走査量ｈ
を測定し、その信号を出力する。
【００１５】光源１からの可干渉光は、ビームエクスパ
ンダ２、空間フィルタ３、光アイソレータ４、ビームエ
クスパンダ５を通り、さらに対物レンズ６を透過して参
照面６ａと被検面７ａとの双方で反射される。移動台９
の走査量ｈが０であれば、被検面７ａのＲ主径線に沿っ
た断面と参照面６ａとがほぼ平行になり、この断面につ
いて干渉を生じる。この干渉を起こす断面を測定断面と
いう。
ンダ２、空間フィルタ３、光アイソレータ４、ビームエ
クスパンダ５を通り、さらに対物レンズ６を透過して参
照面６ａと被検面７ａとの双方で反射される。移動台９
の走査量ｈが０であれば、被検面７ａのＲ主径線に沿っ
た断面と参照面６ａとがほぼ平行になり、この断面につ
いて干渉を生じる。この干渉を起こす断面を測定断面と
いう。
【００１６】重畳され干渉を起こしている光線は、逆行
して光アイソレータ４まで戻り、λ／４板４ｂを往復し
ているので、９０°回転した直線偏光となり、反射面４
ｃで反射され、後述する焦点距離が可変の光学系１０に
よってディテクタ１１上に干渉縞像を形成する。干渉縞
は、被検面の一断面についてのみ生じるので、スリット
状である。移動台９によってこの測定断面を回転軸８の
方向に走査すれば、参照面６ａと被検面７ａのＲ主径線
に平行な測定断面について連続的に干渉縞を形成してい
き、被検面全体の面形状や面精度を測定できることにな
る。この間、可干渉光の集束点は回転軸８上を移動する
から、常にピントの合った状態で走査できることにな
る。また、上記の装置によれば、平面や球面の測定も可
能である。
して光アイソレータ４まで戻り、λ／４板４ｂを往復し
ているので、９０°回転した直線偏光となり、反射面４
ｃで反射され、後述する焦点距離が可変の光学系１０に
よってディテクタ１１上に干渉縞像を形成する。干渉縞
は、被検面の一断面についてのみ生じるので、スリット
状である。移動台９によってこの測定断面を回転軸８の
方向に走査すれば、参照面６ａと被検面７ａのＲ主径線
に平行な測定断面について連続的に干渉縞を形成してい
き、被検面全体の面形状や面精度を測定できることにな
る。この間、可干渉光の集束点は回転軸８上を移動する
から、常にピントの合った状態で走査できることにな
る。また、上記の装置によれば、平面や球面の測定も可
能である。
【００１７】ところで、被検面７ａで反射された可干渉
光の内、干渉縞の形成に関与する光線は入射光路と反射
光路とが重なる光線であり、これは参照面６ａから被検
面７ａに垂直に入射する光線である。このような光線
は、走査量ｈ＝０のときは光軸と一致するが、走査量が
ｈ≠０のときは、光軸と一致せず、走査量ｈの増加に従
って、光軸から徐々に離反していく。この詳細な説明に
ついては、前述の特願平３−０５０１０４号に記載して
いる。したがって、走査量ｈの増加に伴って、測定断面
もＲ主径線から離れた位置に移動するので、測定断面の
曲率半径も小さくなる。しかし、参照面と平行になる円
弧の角度としては大きくなるので、干渉縞の大きさ（ス
リットの長さ）は、逆にだんだん大きく（長く）なって
いく。図２は、走査量が任意の値ｈのときの入射瞳上の
スリット状の干渉縞像１２を示す。図において、Ｈは干
渉縞像１２と光軸との距離を示し、ｄは干渉縞の長さを
示す。
光の内、干渉縞の形成に関与する光線は入射光路と反射
光路とが重なる光線であり、これは参照面６ａから被検
面７ａに垂直に入射する光線である。このような光線
は、走査量ｈ＝０のときは光軸と一致するが、走査量が
ｈ≠０のときは、光軸と一致せず、走査量ｈの増加に従
って、光軸から徐々に離反していく。この詳細な説明に
ついては、前述の特願平３−０５０１０４号に記載して
いる。したがって、走査量ｈの増加に伴って、測定断面
もＲ主径線から離れた位置に移動するので、測定断面の
曲率半径も小さくなる。しかし、参照面と平行になる円
弧の角度としては大きくなるので、干渉縞の大きさ（ス
リットの長さ）は、逆にだんだん大きく（長く）なって
いく。図２は、走査量が任意の値ｈのときの入射瞳上の
スリット状の干渉縞像１２を示す。図において、Ｈは干
渉縞像１２と光軸との距離を示し、ｄは干渉縞の長さを
示す。
【００１８】図２において、被検面７ａがＢＴＳの場
合、上記Ｈ及びｄの値は、次式により求めることができ
る。 Ｈ＝ｆｈ／｛ｈ2 ＋（Ｒ−ｒ0 ）2 ｝1/2 …(1) ｄ＝ｆＷ／［Ｒ−｛ｈ2 ＋（Ｒ−ｒ0 ）2 ｝1/2 ］…(2) ここに ｆ ：対物レンズ６の焦点距離 ｈ ：走査量 Ｒ ：ＢＴＳのＧ主径線の曲率半径 ｒ0 ：ＢＴＳのＲ主径線の曲率半径 Ｗ ：被検体の副走査方向の幅（図１） である。ｆ，Ｒ，ｒ0 ，Ｗの各値は一定であるから、Ｈ
及びｄは走査量ｈで決まる。
合、上記Ｈ及びｄの値は、次式により求めることができ
る。 Ｈ＝ｆｈ／｛ｈ2 ＋（Ｒ−ｒ0 ）2 ｝1/2 …(1) ｄ＝ｆＷ／［Ｒ−｛ｈ2 ＋（Ｒ−ｒ0 ）2 ｝1/2 ］…(2) ここに ｆ ：対物レンズ６の焦点距離 ｈ ：走査量 Ｒ ：ＢＴＳのＧ主径線の曲率半径 ｒ0 ：ＢＴＳのＲ主径線の曲率半径 Ｗ ：被検体の副走査方向の幅（図１） である。ｆ，Ｒ，ｒ0 ，Ｗの各値は一定であるから、Ｈ
及びｄは走査量ｈで決まる。
【００１９】この干渉縞像を、二次元ＣＣＤ等からなる
ディテクタ１１の上に結像させる必要がある。このとき
の焦点距離が可変の光学系１０の焦点距離をｆ3 とし、
ビームエクスパンダ５の焦点距離をｆ＝一定、とすれ
ば、干渉縞像１２の倍率ｍは、 ｍ＝ｆ／ｆ3 …(3) で求められる。焦点距離が可変の光学系１０から射出さ
れる光は、ほぼ平行光束となり、ディテクタ１１上に結
像する。すなわち、ｈの値が決まれば、Ｈもｄも決ま
り、ディテクタ上の像の大きさは、ｆ3 を変化させるこ
とにより、平行光束の幅として自在に拡大，縮小させる
ことができる。また、ディテクタ１１は光軸上のどこに
あっても干渉縞の像１２を受像することになる。
ディテクタ１１の上に結像させる必要がある。このとき
の焦点距離が可変の光学系１０の焦点距離をｆ3 とし、
ビームエクスパンダ５の焦点距離をｆ＝一定、とすれ
ば、干渉縞像１２の倍率ｍは、 ｍ＝ｆ／ｆ3 …(3) で求められる。焦点距離が可変の光学系１０から射出さ
れる光は、ほぼ平行光束となり、ディテクタ１１上に結
像する。すなわち、ｈの値が決まれば、Ｈもｄも決ま
り、ディテクタ上の像の大きさは、ｆ3 を変化させるこ
とにより、平行光束の幅として自在に拡大，縮小させる
ことができる。また、ディテクタ１１は光軸上のどこに
あっても干渉縞の像１２を受像することになる。
【００２０】上述のようにしてＨとｄとが求まれば、Ｂ
ＴＳを測定する場合の必要な入射瞳径Ｄは、 Ｄ＝｛（２Ｈ）2 ＋ｄ2 ｝1/2 …(4) で求まる。今ディテクタ１１の大きさから決められる像
の大きさがＤ′である場合、必要な結像レンズの焦点距
離ｆ3 は、次式 ｆ3 ＝ｆＤ′／Ｄ …(5) から求めることができる。以上のｆ3 を求める計算を焦
点距離算出装置１３が行う。そしてこの焦点距離算出装
置１３は計算結果を焦点調整装置１４に入力し、該装置
がその信号に従い焦点距離が可変の光学系１０の焦点を
合わせる。
ＴＳを測定する場合の必要な入射瞳径Ｄは、 Ｄ＝｛（２Ｈ）2 ＋ｄ2 ｝1/2 …(4) で求まる。今ディテクタ１１の大きさから決められる像
の大きさがＤ′である場合、必要な結像レンズの焦点距
離ｆ3 は、次式 ｆ3 ＝ｆＤ′／Ｄ …(5) から求めることができる。以上のｆ3 を求める計算を焦
点距離算出装置１３が行う。そしてこの焦点距離算出装
置１３は計算結果を焦点調整装置１４に入力し、該装置
がその信号に従い焦点距離が可変の光学系１０の焦点を
合わせる。
【００２１】図３は、本発明の他の実施例で、焦点距離
が可変の光学系１０の焦点距離がｆ 3 の場合、鮮明な干
渉縞の像を得るために必要な結像面の位置を得る装置を
示す。同図は、図１の被検面７ａからディテクタ１１ま
でを便宜上一直線に並べている。
が可変の光学系１０の焦点距離がｆ 3 の場合、鮮明な干
渉縞の像を得るために必要な結像面の位置を得る装置を
示す。同図は、図１の被検面７ａからディテクタ１１ま
でを便宜上一直線に並べている。
【００２２】図１の装置において、焦点距離が可変の光
学系１０から射出される干渉光は、ほぼ平行なので、デ
ィテクタ１１がどの位置にあっても干渉縞を受像できる
のであるが、実際には点線で示す回折の影響を受けて像
がぼけた状態となり易い。そのため、被検面７ａとディ
テクタ１１とを光学系に対して共役の位置においてやれ
ば、回折光が結像して鮮明な像が得られるようになる。
ここで、各部の寸法を次のようにとる。 ｒ ：ＢＴＳのＲ主径線の曲率半径 Ｓ1 ：被検面から対物レンズまでの距離 ｄ1 ：対物レンズからビームエクスパンダ５までの距離 ｄ2 ：ビームエクスパンダ５から焦点距離が可変の光学
系までの距離 Ｓ3 ′：焦点距離が可変の光学系からディテクタまでの
距離 ｆ1 ：対物レンズの焦点距離 ｆ2 ：ビームエクスパンダ５の焦点距離 ｆ3 ：結像レンズの焦点距離
学系１０から射出される干渉光は、ほぼ平行なので、デ
ィテクタ１１がどの位置にあっても干渉縞を受像できる
のであるが、実際には点線で示す回折の影響を受けて像
がぼけた状態となり易い。そのため、被検面７ａとディ
テクタ１１とを光学系に対して共役の位置においてやれ
ば、回折光が結像して鮮明な像が得られるようになる。
ここで、各部の寸法を次のようにとる。 ｒ ：ＢＴＳのＲ主径線の曲率半径 Ｓ1 ：被検面から対物レンズまでの距離 ｄ1 ：対物レンズからビームエクスパンダ５までの距離 ｄ2 ：ビームエクスパンダ５から焦点距離が可変の光学
系までの距離 Ｓ3 ′：焦点距離が可変の光学系からディテクタまでの
距離 ｆ1 ：対物レンズの焦点距離 ｆ2 ：ビームエクスパンダ５の焦点距離 ｆ3 ：結像レンズの焦点距離
【００２３】結像面の位置Ｓ3 ′（結像レンズバック）
は次式から算出できる。 １／Ｓ3 ′＝１／ｆ3 ＋（ｆ1 ＋ｆ2 −ｄ1 −ｆ1 2 ／ｒ）／｛（ｆ1 −ｆ1 2 ／ｒ−ｄ1 ）（ｆ2 −ｄ2 ）−ｆ2 ｄ2 ｝ 上記の式において、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ，ｄ1 ，ｄ2 が固
定された値の場合、ディテクタ１１の位置Ｓ3 ′は、Ｒ
の関数となる。このことから、被検物のＲ主径線の曲率
半径によりディテクタ１１の位置を変える必要があるこ
とが分かる。
は次式から算出できる。 １／Ｓ3 ′＝１／ｆ3 ＋（ｆ1 ＋ｆ2 −ｄ1 −ｆ1 2 ／ｒ）／｛（ｆ1 −ｆ1 2 ／ｒ−ｄ1 ）（ｆ2 −ｄ2 ）−ｆ2 ｄ2 ｝ 上記の式において、ｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 ，ｄ1 ，ｄ2 が固
定された値の場合、ディテクタ１１の位置Ｓ3 ′は、Ｒ
の関数となる。このことから、被検物のＲ主径線の曲率
半径によりディテクタ１１の位置を変える必要があるこ
とが分かる。
【００２４】結像位置算出装置１５は、初期値として
ｒ，Ｓ1 ，ｆ1 ，ｆ2 ，ｄ1 ，ｄ2 等の値が入力されて
おり、焦点距離算出装置１３から入力されるｆ3 の値に
応じてＳ3 ′を算出し、この値をディテクタ駆動装置１
６に入力してディテクタを最適の位置に移動し、回折の
影響を排除してピントの合った干渉縞の像を受像させ
る。
ｒ，Ｓ1 ，ｆ1 ，ｆ2 ，ｄ1 ，ｄ2 等の値が入力されて
おり、焦点距離算出装置１３から入力されるｆ3 の値に
応じてＳ3 ′を算出し、この値をディテクタ駆動装置１
６に入力してディテクタを最適の位置に移動し、回折の
影響を排除してピントの合った干渉縞の像を受像させ
る。
【００２５】なお、以上はＢＴＳ面についての説明であ
るが、本発明の装置は、これ以外のトロイダル面、シリ
ンドリカル面、球面、任意の曲線を回転軸の回りに回転
してできる曲面等に対しても同様に使用できるものであ
る。
るが、本発明の装置は、これ以外のトロイダル面、シリ
ンドリカル面、球面、任意の曲線を回転軸の回りに回転
してできる曲面等に対しても同様に使用できるものであ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、焦
点距離が可変の光学系を使用し、被検面のデータやディ
テクタの大きさ等から所要の焦点距離を算出し、その焦
点距離に合わせることができるので、ディテクタ上に常
に収まるような干渉縞を形成することができ、面精度の
解析が正確にかつやり易くなる。また、ディテクタ駆動
装置を設け、ディテクタと被検面とを幾何光学的に共役
関係にすれば、回折の影響を排して、鮮明な干渉縞像を
得ることができる。さらに、被検面を走査する移動台を
設け、走査量に応じた焦点距離を求める構成とすれば、
非球面の面精度測定において、測定断面の曲率半径の変
化にかかわらず常に一定の長さの干渉縞を得ることがで
きる。
点距離が可変の光学系を使用し、被検面のデータやディ
テクタの大きさ等から所要の焦点距離を算出し、その焦
点距離に合わせることができるので、ディテクタ上に常
に収まるような干渉縞を形成することができ、面精度の
解析が正確にかつやり易くなる。また、ディテクタ駆動
装置を設け、ディテクタと被検面とを幾何光学的に共役
関係にすれば、回折の影響を排して、鮮明な干渉縞像を
得ることができる。さらに、被検面を走査する移動台を
設け、走査量に応じた焦点距離を求める構成とすれば、
非球面の面精度測定において、測定断面の曲率半径の変
化にかかわらず常に一定の長さの干渉縞を得ることがで
きる。
【図１】本発明の面精度測定装置の構成を示す図で、
(a) はｘ−ｙ面図、(b) はｘ−ｚ面図である。
(a) はｘ−ｙ面図、(b) はｘ−ｚ面図である。
【図２】走査量がｈの場合の、干渉光学系の入射瞳と干
渉縞像の位置関係を示す図である。
渉縞像の位置関係を示す図である。
【図３】干渉計の検出光学系を示す図である。
１ 光源 ２，５ ビームエクスパンダ ４ 光アイソレータ ６ 対物レンズ ６ａ 参照面 ７ 被検体 ７ａ 被検面 ８ 回転軸 ９ 移動台 １０ 焦点距離が可変の光学系 １１ ディテクタ １２ 干渉縞像 １３ 焦点距離算出装置 １４ 焦点調整装置 １５ 結像位置算出装置 １６ ディテクタ駆動装置
Claims (5)
- 【請求項１】 同一光源からの可干渉光を被検面と基準
になる参照面とに照射し、これら両面からの反射光を重
畳させて干渉縞を作り面精度を測定する方法において、 前記両面からの反射光を焦点距離が可変の光学系によっ
てほぼ平行で所望の幅を有する光束とし、所望の大きさ
の干渉縞の像をディテクタ上に形成させることを特徴と
する面精度の測定方法。 - 【請求項２】 前記ディテクタを被検面に対し幾何光学
的に共役関係になるように光軸方向に移動することを特
徴とする請求項１記載の面精度の測定方法。 - 【請求項３】 同一光源からの可干渉光を被検面と基準
になる参照面とに照射し、これら両面からの反射光を重
畳させて干渉縞を作り面精度を測定する装置において、 干渉縞の像を結像する焦点距離が可変の光学系と、干渉
縞像を受像するディテクタと、被検面のデータ及び希望
する干渉縞像の大きさから所要の焦点距離を算出する焦
点距離算出装置と、該焦点距離算出装置の算出した焦点
距離に前記焦点距離が可変の光学系の焦点を調整する焦
点調整装置とを有することを特徴とする面精度の測定装
置。 - 【請求項４】 さらに、被検面とディテクタとが共役関
係になるディテクタ位置を算出する結像位置算出装置
と、算出された結像位置にディテクタを移動するディテ
クタ駆動装置とを設けたことを特徴とする請求項３記載
の面精度の測定装置。 - 【請求項５】 前記被検面を走査する移動台をさらに有
し、前記焦点距離算出装置が走査量に対応した焦点距離
を算出することを特徴とする請求項３又は４記載の面精
度の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32040091A JPH05157530A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 面精度の測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32040091A JPH05157530A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 面精度の測定方法及び測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157530A true JPH05157530A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18121047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32040091A Withdrawn JPH05157530A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 面精度の測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05157530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012208012A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Canon Inc | 面形状計測装置および面形状計測方法 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP32040091A patent/JPH05157530A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012208012A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Canon Inc | 面形状計測装置および面形状計測方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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