JPH05248833A

JPH05248833A - 回転面の測定方法及び測定装置

Info

Publication number: JPH05248833A
Application number: JP4049495A
Authority: JP
Inventors: Susumu Tsuyusaki; 晋露崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-03-06
Filing date: 1992-03-06
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】トロイダル面等の回転面の測定において、被
検面の走査軌跡と回転軸との変位を正確に測定して、測
定データを補正することができる測定技術の提供を目的
としている。【構成】可干渉光を回転面７ａと参照面６ａとに照射
し、一測定断面について干渉縞を形成してこれを集束光
学系９によってエリアセンサ１０上に結像させる。被検
面を回転軸１２と平行に走査し、干渉縞像を連続的にエ
リアセンサ上に結像させ、各干渉縞データ記憶手段１４
に取り出し記憶する。一方、支持台１３の走査軌跡と回
転軸１２との間の平行度のずれを変位測定手段１８で測
定する。そして、このずれによって記憶した干渉縞像の
データを補正すれば、ずれが全くない状態の干渉縞のデ
ータを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トロイダル面等の回転
面の測定に関し、被検面と参照面の双方に可干渉光を照
射して被検面の一部に対応した干渉縞を形成し、被検体
を走査して曲面全体の面精度や面形状を測定する際の、
測定精度を上げる技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トロイダル面は、頂点で直交する主径線
の曲率半径が相違するものであるが、このうち一方の主
径線を母線（以後「Ｇ主径線」という）とし、これを他
方の主径線（以後「Ｒ主径線」という）に沿って回転し
て形成したものである。また、別の表現をすれば、Ｇ主
径線を回転軸回りに回転して形成したものとも言える。
かかるトロイダル面の面精度を波長以下の高精度に測定
できる技術として、本願の出願人は、特願平２−１２６
６５９号で、ドーナツ型又はノーマル型のトロイダル面
（以後「ＮＴＳ」という）の測定方法を提案している。

【０００３】また、同じ出願人による先願の特願平３−
０５０１０４号では、Ｇ主径線が長くＲ主径線の短い樽
型のトロイダル面（以後「ＢＴＳ」という）または鞍型
のトロイダル面（以後「ＫＴＳ」という）の測定方法を
提案している。図８(a) ，(b) によって、これを説明す
る。

【０００４】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。２ａ，
２ｂ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。

【０００５】ビームエクスパンダ２ａ，２ｂで拡大され
た光束は、対物レンズ６を経て、被検体７の被検面とし
てのトロイダル面７ａに達する。このトロイダル面７ａ
は、前述したように、頂点で直交するＲ主径線ＡＢ，Ｇ
主径線ＣＤのうち、Ｒ主径線を回転軸１２の回りに回転
することにより形成される。

【０００６】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、上記の回転
軸１２と一致している。また、この参照面６ａ又はトロ
イダル面７ａは、ｘ−ｚ断面内で若干シフト及び／又は
チルト可能に配置される。そして、この参照面６ａで対
物レンズ６に入射する光の一部が反射され、残りが透過
してトロイダル面７ａを照射し、ここから反射される。

【０００７】１３は被検体７を固定する支持台で、図示
しないリニアモータやリニアエアスライダ等によって駆
動され、トロイダル面７ａを回転軸１２と平行に走査で
きるものである。

【０００８】参照面６ａ及びトロイダル面７ａで反射さ
れた可干渉光は、来た光路を戻り重畳され、参照面６ａ
の球面とトロイダル面７ａとがほぼ平行と見なせるＲ主
径線に平行な一測定断面について干渉を起こし、集束レ
ンズ９によってエリアセンサ１０上に図９に示すような
干渉縞像１１を結像する。

【０００９】支持台１３を、回転軸１２に沿って走査す
ると、トロイダル面７ａ全体について面形状及び面精度
の測定ができることになる。また、上記の装置によれ
ば、回転軸回りに回転してできるシリンドリカル面を含
む種々の回転面の測定ができることになる。回転軸が立
体的に曲がった回転面でも適用可能なことに留意された
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の装置に
よって回転面を測定する場合、支持台１３を回転軸１２
と高精度に平行を保って移動させる必要があるが、この
平行度の確保が困難である。たとえば、図１０におい
て、縦軸は走査方向と直交する方向、即ち光軸（ｚ軸）
あるいはｘ軸方向の距離を示し、横軸は（ｙ軸方向へ
の）走査量を示している。中央の直線ａは、回転軸１２
乃至これと平行な線、曲線ｂは、実際の走査の軌跡を示
す。つまり、直線ａと曲線ｂとの差δは走査の軌跡と回
転軸との平行度のずれ変位を示すもので、この変位量が
大きいと、面の測定が不正確になってしまう。

【００１１】また、被検面の光軸方向の変位量は、干渉
縞像の特定点における明暗の反転となって表れ、これ
は、通常干渉縞の縞模様の流れとして観測される。した
がって、干渉縞像１１上に一点を定め、ここを流れる縞
の数をカウントすれば、被検面の光軸方向の変位量を測
定できる。しかし、走査速度を一定に保っても、測定断
面が光軸方向に移動する速度は、被検面の母線の形状に
したがって変化する。たとえば、上記図８に示すＢＴＳ
の場合、被検面７ａの中心部分では測定断面の光軸方向
の移動速度が緩やかなのに対し、両端近くでは急速にな
り、走査速度を一定にすると、縞本数のカウントが不能
になってしまうおそれがあった。

【００１２】本発明は、この問題の解決を図ったもの
で、トロイダル面等の回転面の測定において、被検面の
走査軌跡と回転軸との平行度のずれ変位を正確に測定し
て、測定データを補正することができる測定技術の提供
を目的としている。さらに、被検面の光軸方向の移動速
度が、縞本数のカウントを不能としない程度の速度に抑
えることができる測定技術の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の測定方法は、同一光源からの可干渉光を、
被検面としての回転面と基準になる参照面とに照射し、
これら両面から反射される参照波と被検波とを重畳して
被検面の一測定断面について干渉縞を作る工程と、該干
渉縞をセンサ上に結像させる工程と、被検面を回転軸と
平行に走査して連続的に前記干渉縞を形成する工程と、
走査の軌跡と回転軸との平行度のずれ変位を測定する工
程と、該変位によって干渉縞像の測定データを補正する
工程とからなる構成を特徴としている。

【００１４】又は同一光源からの可干渉光を、被検面と
しての回転面と基準になる参照面とに照射し、これら両
面から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の
一測定断面について干渉縞を作る工程と、該干渉縞をセ
ンサ上に結像させる工程と、被検面を回転軸と平行に走
査して連続的に前記干渉縞を形成する工程と、該走査に
伴いセンサ上を流れる干渉縞像の縞本数をカウントする
工程と、該カウント数から被検面の光軸方向のずれ変位
量を算出する工程と、該変位量から前記測定断面の光軸
方向の移動速度を算出する工程とからなり、該移動速度
が、縞本数のカウント不能になるほど速くならないよう
に、前記走査速度を制限する構成としている。

【００１５】又は前記被検面がＢＴＳであって、走査速
度が次式、Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y ここに、Ｖ１：被検面の回転軸方向の走査速
度Ｖ２：測定断面の光軸方向の移動速度ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量により与えられる構成としてもよい。

【００１６】測定装置としては、同一光源からの可干渉
光を、被検面としての回転面と基準になる参照面とに照
射し、これら両面から反射される参照波と被検波とを重
畳して被検面の一測定断面について干渉縞を作る装置
と、前記干渉縞を結像するセンサと、被検面を回転軸に
沿って走査する支持台と、該走査に伴いセンサ上を流れ
る干渉縞像の縞本数をカウントする手段と、該走査に伴
う測定断面の光軸方向の移動速度を算出する速度算出装
置と、該測定断面の移動速度を、前記カウント手段がカ
ウントできる範囲の速度になるように走査速度を制限す
る駆動制御装置と、前記縞本数と可干渉光の波長とから
被検面の光軸方向の変位量を算出する面形状算出手段と
を有する構成を特徴としている。

【００１７】または、同一光源からの可干渉光を、被検
面としての回転面と基準になる参照面とに照射し、これ
ら両面から反射される参照波と被検波とを重畳して被検
面の一測定断面について干渉縞を作る装置と、被検面を
回転軸に沿って走査する支持台と、走査の軌跡と回転軸
との平行度のずれ変位量を測定する変位量算出装置と、
前記干渉縞を結像するセンサと、センサに結像された干
渉縞像のデータを記憶する干渉縞データ記憶手段と、前
記変位量算出装置で求めたずれ変位量を差し引いて、干
渉縞像のデータを補正する面精度データ補正装置とを有
する構成としてもよい。

【００１８】または、同一光源からの可干渉光を、被検
面としてのＢＴＳと基準になる参照面とに照射し、これ
ら両面から反射される参照波と被検波とを重畳して被検
面の一測定断面について干渉縞を作る装置と、被検面を
ＢＴＳの回転軸に沿って次式Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y ここに、Ｖ１：被検面の回転軸方向の走査速度Ｖ２：測定断面の光軸方向の移動速度ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量で算出される速度で走査する支持台と、前記干渉縞を結
像するセンサと、前記走査によりセンサ上を流れる干渉
縞の縞本数をカウントする手段と、該縞本数と可干渉光
の波長とから被検面の光軸方向の変位量を算出する面形
状算出手段とを有する構成としてもよい。

【００１９】

【作用】可干渉光を回転面と参照面とに照射し、一測定
断面について干渉縞を形成してこれを集束光学系によっ
てエリアセンサ上に結像させる。被検面を回転軸と平行
に走査し、干渉縞像を連続的にエリアセンサ上に結像さ
せ、各干渉縞像のデータを取り出し記憶する。一方、支
持台の走査軌跡と回転軸との間の平行度のずれを変位測
定手段で測定する。そして、このずれによって記憶した
干渉縞像のデータを補正すれば、ずれが全くない状態の
干渉縞のデータを得ることができる。

【００２０】また、被検面を回転軸と平行に移動する
と、それに連れて被検面上の測定断面と参照面との距離
が変化し、エリアセンサ上の干渉縞像の縞模様が流れ
る。エリアセンサの定点で干渉縞の流れる本数をカウン
トすれば、可干渉光の波長は既知であるから、各測定断
面の光軸方向の変位を算出できる。測定断面の光軸方向
の移動速度を測定し、この移動速度が速すぎて、カウン
トが不能にならないように、支持台の移動速度を制限し
てカウント可能な状態に保つ。

【００２１】被検面がＢＴＳ面の場合、設計値から測定
断面の光軸方向の移動速度を、次式Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y ここに、Ｖ１：被検面の回転軸方向の走査速度Ｖ２：測定断面の光軸方向の移動速度ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量によって求め、この速度で支持台を走査するようにすれ
ば、移動速度が一定となり、測定時間のロスがなく、最
も効率的に回転面の測定ができる。

【００２２】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて以下に説明す
る。図１から図３は、本発明における測定装置の構成の
一実施例を示すものである。干渉計としては、フィゾー
型干渉計を使用しているが、他の干渉計でも可能であ
る。これらの図において、支持台１３にはリニアエアス
ライドが使用され、これは、ボールねじ、あるいはステ
ッピングモータとタイミングベルト等によって駆動さ
れ、被検体７を回転軸１２（ｙ軸方向）に沿ってエアス
ライドテーブル１３ａ上を走査させる。

【００２３】１４は干渉縞像１１のデータをエリアセン
サ１０から受けて記憶する干渉縞データ記憶手段で、た
とえばコンピュータのＲＡＭやフロッピーディスク等が
利用される。１５はカウント手段で、測定断面が光軸方
向に移動することによって、エリアセンサ上に結像され
た干渉縞像１１の縞模様が流れると、流れた縞の本数を
干渉縞像１１の特定点における出力の変化として捉える
もので、パルスカウンタが充当される。１６は面形状算
出手段で、カウント手段１５からの縞本数と、可干渉光
の波長とから測定断面の光軸上の微小な変位を算出す
る。この面形状算出手段１６には、支持台１３からｙ軸
座標が入力されて、走査量に対応した位置の変位量が算
出されるようになっている。面形状算出手段１６の出力
は、干渉縞データ記憶手段１４に入力され、干渉縞デー
タの一部となる。そして、ここに記憶された干渉縞デー
タをつなぎ合わせることによって、被検面７ａ全体の面
精度や面形状が測定できる。

【００２４】支持台１３による走査は、高精度で真直度
がよいものであるが、それでも、図１０で説明したよう
に、走査軌跡と回転軸１２との平行度が、鉛直方向（ｘ
軸方向）や光軸方向（ｚ軸方向）にずれる可能性があ
る。そこで、被検面の面形状や面精度を波長以下の高精
度で測定するためには、この変位を補正してやらなけれ
ばならない。

【００２５】そのため、以下の構成により、先ず変位量
を測定する。符号１７はガラスマスタで、支持台１３の
移動範囲全体をカバーできるように支持台１３に固設さ
れている。１８は、変位計でレーザ光線をガラスマスタ
に照射すると共に、ガラスマスタで反射された光を受光
して、変位計１８とガラスマスタ１７との間の距離を精
密に測定する。こうして変位計１８によって検知される
変位量は、波長の関数として表されるので、変位量算出
装置１９によって、波長を加えて実際の変位量を算出す
る。

【００２６】図１では、ｘ軸方向の変位を測定すること
ができるように変位計１８とガラスマスタ１７を配置し
ており、図２では、ｚ軸方向の変位を測定するようにガ
ラスマスタ１７′と変位計１８′を配置している。そし
て、本発明の装置では、図１と図２の２つの変位計を合
わせているので、走査軌跡と回転軸との平行度の全ての
ずれを測定できる。

【００２７】図３(a) から(c) は、図２の装置を例にし
て、上記装置における支持台１３以降の構成を示してい
る。変位量算出手段１９の出力は変位記憶手段２０に入
力される。そして、干渉縞データ記憶手段１４からのデ
ータとともに面精度データ補正装置２１に入力され、変
位量の補正がされることとなる。

【００２８】図４(a) は、ｘ軸方向のずれの補正を説明
する図である。エリアセンサ１０上の干渉縞像１１₁は
測定開始位置における干渉縞像を、また１１ｎは、測定
終了位置における干渉縞像を示しており、これらの各両
端をつなぐ点線は、ｘ軸方向のずれが全くない場合に中
間の干渉縞像１１₂，１１₃……が結像される両端位置
を示している。支持台１３を走査することにより、実際
の中間の干渉縞像１１ ₂，１１₃……の位置は、実線の
ごとくに結像されるので、その修正が必要となる。そこ
で、図１に示す変位計１８とガラスマスタ１７によっ
て、点線からのはみ出し長さを測定し、干渉縞データ記
憶手段１４内のデータを修正をすると、図４(b) のよう
に正規の位置に移動したデータに補正できる。

【００２９】これに対し、ｚ軸方向の移動ずれは、光軸
方向の変位であるからカウント手段１５の縞本数又は面
形状算出手段１６の変位量として把握できるので、この
データを補正すればよい。以上により、各干渉縞像のデ
ータに対し、それぞれのｘ，ｚ方向のずれを差し引い
て、ずれの無い状態にデータ上で処理することが可能と
なる。

【００３０】すなわち、変位計１８，１８′で計測され
たｘ軸及びｚ軸方向のずれは、変位量算出手段１９によ
って長さに換算され、一旦変位記憶手段２０に記憶され
る。このとき、支持台１３のｙ軸方向の移動量も同時に
記憶しておき、ｙ座標に対応したｘ，ｚ軸方向の変位量
として整理されている。また、干渉縞データ記憶手段１
４に記憶された各干渉縞像のデータも、同様にｙ座標に
対応したｘ，ｚ座標の値として記憶装置に記憶される。
そして、面精度データ補正手段２１で、各ｙ軸の移動量
に対応する干渉縞像のデータにｘ，ｚ軸の変位量だけ差
し引いて補正する。

【００３１】さて、支持台１３によって被検体７を回転
軸１２に沿って走査すると、エリアセンサ１０上には、
次々と干渉縞像１１が結像される。そして、被検体７が
回転面であれば、被検面７ａの測定位置は、母線上を走
査していくので、光軸上の距離が変化することになる。
この変化の状態は、エリアセンサ１０の干渉縞像１１に
おける縞模様の流れとして観察される。したがって、エ
リアセンサ１０の一点において、流れる縞の数をカウン
トすれば、被検面７ａの光軸上の変位量を知ることがで
きる。これは、該一点の出力の変動をパルスカウンタで
カウントすることで行われるのであるが、被検面７ａの
光軸方向の移動速度が大きいと、縞の流れる速度も速く
なり、カウント不能になる場合が生じる。

【００３２】図５により、これをもう少し詳細に説明す
る。同図に示すように、被検面７ａは、一般に曲線ｚ＝
ｆ（ｙ）と表すことができる。干渉縞は、この曲線上の
任意の点からｘ軸方向（紙面と垂直な方向）に延びる測
定断面についてスリット状に形成されることになる。被
検面がＢＴＳであれば、曲線は図１におけるＧ主径線Ａ
Ｂである。

【００３３】Ｇ主径線上に適当に測定点Ｐ１からＰ４を
とる。このうち、被検面の中心から離れたＰ１，Ｐ２間
のｙ軸方向の変化量をΔｙ１とし、これに対応するｚ軸
方向の変化量をΔｚ１とする。同様に、被検面の中心近
くの二点Ｐ３，Ｐ４間のｙ軸方向の変化量をΔｙ２と
し、これに対応するｚ軸方向の変化量をΔｚ２とする。
ここで、仮にΔｙ１＝Δｙ２とすれば、図からも明らか
なようにΔｚ１＞Δｚ２となる。

【００３４】一般に、被検面上の測定断面とＧ主径線と
の交点がある点から次の点に移動したときの、傾きをｍ
とすれば、傾きｍは次式で表すことができる。ｍ＝ｄｚ／ｄｙ＝ｆ′(y) (1) また、回転軸１２方向の走査速度Ｖ１は、Ｖ１＝ｄｙ／ｄｔ (2) 測定断面の光軸方向の移動速度Ｖ２は、Ｖ２＝ｄｚ／ｄｔ (3) ＝（ｄｚ／ｄｙ）×（ｄｙ／ｄｔ）＝ｆ′(y) ×Ｖ１ (4) で各々与えられる。したがって、もし走査速度Ｖ１＝一
定とした場合、光軸方向の移動速度Ｖ２は、上記(4) 式
からｆ′(y) に依存することになる。そして、ＢＴＳの
場合ｆ(y) は、ｆ(y) ＝ｚ＝√（ｒ²−ｙ²） (5) ここに、ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量であるから、 ∴ ｆ′(y) ＝z ′＝−y ／√（ｒ²−ｙ²） (6) となる。すなわち、測定断面の移動速度Ｖ２は、ｆ′
(y) に依存し、ｙの値、つまり回転軸１２上の位置で変
化することになる。

【００３５】カウント手段１５がカウントできる最大の
移動速度をＶmax とすれば、Ｖ２≦Ｖmax となるように
Ｖ１を小さく抑える必要があるが、(6) 式からＶ２＝Ｖ
maxとなる位置が分かるので、この条件を満たすことが
できる。

【００３６】ＢＴＳの場合に限らず、一般の回転面にお
いて、母線に対するｆ(y) の方程式が既知であれば、
ｆ′(y) は容易に求めることができるので、Ｖ２≦Ｖma
x となるように回転軸に沿って移動させることは、同様
に簡単である。また、コンピュータに所定の各データ
（Ｖmax ，ｆ(y) 等）を予めインプットしておき、上記
の作用を実行するソフトウェアで動かせば、任意の回転
面についてＶ２≦Ｖmax を維持しつつ面形状や面精度の
測定ができることとなる。

【００３７】図６は、支持台１３の走査量を測定する一
実施例としてリニアエンコーダを取りつけた例を示す。
同図において、２３は読み取りリニアスケールヘッド
で、支持台１３に取り付けられ、被検体７と一緒にｙ軸
と平行に移動する。２４は固定されたリニアスケールで
ある。上記リニアスケールヘッド２３とリニアスケール
２４とで位置座標検出手段を構成する。これによって、
被検面７ａのｙ軸方向の送り量又は走査量を知ることが
できる。

【００３８】図７は、被検面７ａを回転軸１２に沿って
走査する際の速度制御を行うブロック図を示す。支持台
１３の走査に伴う被検面のｙ軸上の位置は、リアルタイ
ムで前記の位置座標検出装置２３，２４によって測定さ
れ、速度演算装置２５により移動速度が計算される。こ
こで算出された速度Ｖ１は速度制御装置２６に入力さ
れ、Ｖ２がＶmax より大きくならないように、Ｖ１を指
定して支持台１３を走査する。

【００３９】以上の方法であれば、Ｖ２が速い部分では
遅くできるが、ＢＴＳの中心近く等のＶ２が遅い部分で
は、逆に余裕がありすぎて、測定時間に無駄が生じるこ
とになる。そのような無駄を無くすためには、Ｖ２を一
定にすればよい。つまり、(4) 式において、Ｖ２＝ｆ′
(y) ×Ｖ１＝一定にすればよい。Ｖ２は、Ｖmax との
関係から予め決めておくことができるので、 (4) 式からＶ１＝Ｖ２／ｆ′(y) ∴ Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y (7) (7) 式にしたがってＶ１を制御すればよいことになる。
そして、この式を図７のＶmax の代わりに駆動制御装置
２６に入力し、支持台１３に対し一定の速度の指示が出
るようにすることも可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１，２又は５
に記載の本発明によれば、被検面を回転軸に沿って走査
する際に生じる走査軌跡と回転軸との平行度のずれを検
出し、面の測定データをずれの無い状態に修正すること
ができるので、高精度の測定が可能になる。

【００４１】また、請求項３，４，６又は７に記載の発
明によれば、被検面を回転軸に沿って移動させる際に生
じる測定断面の光軸方向の移動速度を、干渉縞の流れを
カウントできる速さに制限して制御することができ、測
定時間を短縮して効率的な測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における回転面の測定装置の構成を示す
図で、ｙ軸方向の変位計を設けた状態を示すｙ−ｚ面図
である。

【図２】図１と同様であるが、ｚ軸方向の変位計を設け
たｘ−ｚ面図である。

【図３】変位計と支持台との関係を示す図で、(a) はｙ
−ｚ面図、(b) はｙ−ｘ面図、(c) はｚ−ｘ面図であ
る。

【図４】回転軸に沿って支持台で被検面を走査した場合
にエリアセンサ上に結像する干渉縞像の図で、(a) はず
れ補正をしない状態、(b) はずれ補正をした状態を示す
図である。

【図５】被検面の回転軸方向への走査量と、測定断面の
光軸方向の移動量との関係を示す図である。

【図６】被検面の回転軸方向の走査量を測定する一実施
例として、リニアエンコーダを使用した実施例を示す図
で、(a) はｙ−ｚ面図、(b) はｘ−ｚ面図である。

【図７】本発明における被検面を回転軸に沿って走査す
る際の走査速度を制御する装置のブロックである。

【図８】先願の例で、ＢＴＳのトロイダル面の測定装置
を示す図で、(a) はｙ−ｚ面図、(b) はｘ−ｚ面図であ
る。

【図９】図８の装置によりエリアセンサ上に結像された
干渉縞像を示す図である。

【図１０】走査軌跡と回転軸との平行度のずれを説明す
る図である。

【符号の説明】

１光源６ａ参照面７ａ被検面（ＢＴＳ）９集束光学系１２回転軸１３支持台１４干渉縞データ記憶手段１５カウント手段１６面形状算出手段１７ガラスマスタ１８変位計１９変位量算出手段２０変位記憶手段２１面精度データ補正手段２３，２４位置座標検出手段２５速度演算手段２６駆動制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一光源からの可干渉光を、被検面とし
ての回転面と基準になる参照面とに照射し、これら両面
から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の一
測定断面について干渉縞を作る工程と、該干渉縞をセンサ上に結像させる工程と、被検面を回転軸と平行に走査して連続的に前記干渉縞を
形成する工程と、該走査の軌跡と回転軸との平行度のずれ変位量を測定す
る工程と、該変位によって干渉縞像の測定データを補正する工程と
からなることを特徴とする回転面の測定方法。
【請求項２】前記該干渉縞をセンサ上に結像させる工
程が、干渉縞像のデータを記憶する工程を含むことを特
徴とする請求項１記載の回転面の測定方法。
【請求項３】同一光源からの可干渉光を、被検面とし
ての回転面と基準になる参照面とに照射し、これら両面
から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の一
測定断面について干渉縞を作る工程と、該干渉縞をセンサ上に結像させる工程と、被検面を回転軸と平行に走査して連続的に前記干渉縞を
形成する工程と、該走査に伴いセンサ上を流れる干渉縞像の縞本数をカウ
ントする工程と、該カウント数から被検面の光軸方向のずれ変位量を算出
する工程と、該変位量から前記測定断面の光軸方向の移動速度を算出
する工程とからなり、該移動速度が、縞本数のカウント不能になるほど速くな
らないように、前記走査速度を制限することを特徴とす
る回転面の測定方法。
【請求項４】前記被検面がＢＴＳであって、走査速度
が次式、Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y ここに、Ｖ１：被検面の回転軸方向の走査速
度Ｖ２：測定断面の光軸方向の移動速度ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量により与えられることを特徴とする請求項３記載の回転
面の測定方法。
【請求項５】同一光源からの可干渉光を、被検面とし
ての回転面と基準になる参照面とに照射し、これら両面
から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の一
測定断面について干渉縞を作る装置と、被検面を回転軸に沿って走査する支持台と、走査の軌跡と回転軸との平行度のずれ変位量を測定する
変位量算出装置と、前記干渉縞を結像するセンサと、センサに結像された干渉縞像のデータを記憶する干渉縞
データ記憶手段と、前記変位量算出装置で求めたずれ変位量を差し引いて、
干渉縞像のデータを補正する面精度データ補正装置とを
有することを特徴とする回転面の測定装置。
【請求項６】同一光源からの可干渉光を、被検面とし
ての回転面と基準になる参照面とに照射し、これら両面
から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の一
測定断面について干渉縞を作る装置と、前記干渉縞を結像するセンサと、被検面を回転軸に沿って走査する支持台と、該走査に伴いセンサ上を流れる干渉縞像の縞本数をカウ
ントする手段と、該走査に伴う測定断面の光軸方向の移動速度を算出する
速度算出装置と、該測定断面の移動速度を、前記カウント手段がカウント
できる範囲の速度になるように走査速度を制限する駆動
制御装置と、前記縞本数と可干渉光の波長とから被検面の光軸方向の
変位量を算出する面形状算出手段とを有することを特徴
とする回転面の測定装置。
【請求項７】同一光源からの可干渉光を、被検面とし
てのＢＴＳと基準になる参照面とに照射し、これら両面
から反射される参照波と被検波とを重畳して被検面の一
測定断面について干渉縞を作る装置と、被検面をＢＴＳの回転軸に沿って次式Ｖ１＝−Ｖ２√（ｒ²−ｙ²）／y ここに、Ｖ１：被検面の回転軸方向の走査速度Ｖ２：測定断面の光軸方向の移動速度ｒ：Ｇ主径線の曲率半径ｙ：被検面の回転軸方向への走査量で算出される速度で走査する支持台と、前記干渉縞を結像するセンサと、前記走査によりセンサ上を流れる干渉縞の縞本数をカウ
ントする手段と、該縞本数と可干渉光の波長とから被検面の光軸方向の変
位量を算出する面形状算出手段とを有することを特徴と
する回転面の測定装置。