JPH0634315A - Interference measuring apparatus - Google Patents

Interference measuring apparatus

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JPH0634315A
JPH0634315A JP4192457A JP19245792A JPH0634315A JP H0634315 A JPH0634315 A JP H0634315A JP 4192457 A JP4192457 A JP 4192457A JP 19245792 A JP19245792 A JP 19245792A JP H0634315 A JPH0634315 A JP H0634315A
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JP
Japan
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light
beam splitter
image
prism
wavefront
Prior art date
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Pending
Application number
JP4192457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Shiba
和夫 柴
Kazuo Higashiura
一雄 東浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Sankyo Corp filed Critical Nidec Sankyo Corp
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Publication of JPH0634315A publication Critical patent/JPH0634315A/en
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To carry out interference measurement and direct observation simultaneously by dividing measurement light fluxes into two equivalent light fluxes by wavefront dividing and rejoining them by a second beam splitter. CONSTITUTION:Measurement light fluxes from a light source 10 go to a first beam splitter 14 anal while a part of them pass, the rest are reflected and go to a second beam splitter 22. The light fluxes which passed the splitter 12 are reflected by a semi-transparent mirror prism 16 and a mirror prism 18 and go to the splitter 22 through an image reversing prism 20. The coming in light fluxes are joined to the light fluxes, which come directly from the splitter 14 and are reflected by the splitter 22, by passing the splitter 22 and interference patterns are generated on a screen 24 and an image is formed on a pattern reading out apparatus 28. Meanwhile, the light fluxes which pass the splitter 14 and the prism 16 form an image on a CCD camera 15 through an objective lens 11 and an image forming lens 13 in an observation part and thus the image can be observed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は干渉測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an interferometer.

【0002】[0002]

【従来の技術】測定光束を互いに等価な波面を持った2
光束に波面分割し、これら2光束を互いに干渉させて干
渉縞を発生させ、この干渉縞を測定・解析することによ
り測定光束の波面に含まれた情報を求める干渉測定装置
が知られている。従来、この種の干渉測定装置では、干
渉測定と測定光束の直接的観察とを同時に行うことがで
きないという問題があった。
2. Description of the Related Art Two measuring beams having equivalent wave fronts are used.
There is known an interferometer that splits a wavefront into light beams, causes these two light beams to interfere with each other to generate interference fringes, and measures and analyzes the interference fringes to obtain information contained in the wavefront of the measurement light beam. Conventionally, this type of interferometer has a problem that it is not possible to simultaneously perform interferometry and direct observation of the measurement light beam.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、干渉測定
と直接観察とを同時に行い得る新規な干渉測定装置の提
供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a novel interferometric measuring device capable of simultaneously performing interferometric measurement and direct observation.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の干渉測定
装置は、測定光束発生部と、第1および第2のビームス
プリッターと、2以上のミラー部材と、受光部と、観察
部とを有する。「測定光束発生部」は、可干渉性の単色
光を放射する測定光束用光源を含み、測定光束を発生さ
せる。「第1のビームスプリッター」は、測定情報を波
面形状として含む測定光束を互いに等価な波面を持った
2光束に波面分割する。「第2のビームスプリッター」
は、第1のビームスプリッターにより分離された2光束
を再度合流させる。「2以上のミラー部材」は、第1の
ビームスプリッターから第2のビームスプリッターに到
る2つの光路を形成する。第1、第2のビームスプリッ
ターとしては半透鏡や半透鏡プリズム等の光学素子を用
いることができる。
An interference measuring apparatus according to claim 1 comprises a measuring light beam generating section, first and second beam splitters, two or more mirror members, a light receiving section, and an observing section. Have. The “measurement light flux generation unit” includes a measurement light flux light source that emits coherent monochromatic light and generates a measurement light flux. The “first beam splitter” splits a measurement light beam including measurement information as a wavefront shape into two light beams having equivalent wavefronts. "Second beam splitter"
Rejoins the two light beams separated by the first beam splitter. The “two or more mirror members” form two optical paths from the first beam splitter to the second beam splitter. Optical elements such as a semi-transparent mirror and a semi-transparent mirror prism can be used as the first and second beam splitters.

【0005】「受光部」は、干渉縞を読み取る。「観察
部」は、第1のビームスプリッターにより波面分割され
た一方の光束を結像させて観察するための部分である。
The "light receiving section" reads the interference fringes. The "observation section" is a section for forming an image of one of the light beams whose wavefront is divided by the first beam splitter for observation.

【0006】請求項1記載の干渉測定装置は、上記構成
において「2以上のミラー部材の1つがビームスプリッ
ターで、波面分割された一方の光束の一部を観察部側へ
分離し、上記2以上のミラー部材の1つが、波面分割さ
れた光束の一方を他方に対して横ずらしする」ことを特
徴とする。即ち、請求項1記載の干渉測定装置では、干
渉測定は従来から「シェアリング干渉測定方法」として
知られている測定方法を実行する。
In the interferometer according to the first aspect of the present invention, in the above configuration, "one of the two or more mirror members is a beam splitter, and a part of one of the light beams having the wavefront division is separated to the observation part side, One of the mirror members of (1) displaces one of the light fluxes divided into the wavefronts with respect to the other. That is, in the interference measurement apparatus according to the first aspect, the interference measurement is performed by the measurement method conventionally known as “sharing interference measurement method”.

【0007】請求項2記載の干渉測定装置は、測定光束
発生部と、第1および第2のビームスプリッターと、2
以上のミラー部材と、受光部と、観察部とを有する。こ
れらのうち、測定光束発生部、第1および第2のビーム
スプリッター、受光部および観察部は、請求項1記載の
干渉測定装置におけるものと同じである。
An interferometer according to a second aspect of the present invention comprises a measuring light beam generator, first and second beam splitters, and a second beam splitter.
It has the above-mentioned mirror member, a light sensing portion, and an observation portion. Among these, the measurement light flux generating unit, the first and second beam splitters, the light receiving unit, and the observing unit are the same as those in the interferometer according to claim 1.

【0008】請求項2記載の干渉測定装置は上記構成に
おいて、「ミラー部材が、一方の光路を辿る光束に対し
て偶数回、他方の光路を辿る光束に対して奇数回の反射
を実現するように配備され、ミラー部材の1つがビーム
スプリッターで波面分割された一方の光束の一部を観察
部側へ分離し、且つ、ミラー部材の別の1つが、光軸光
線の方向を保存しつつ像の向きを1方向に反転する像反
転プリズムである」ことを特徴とする。ここに、「波面
分割から干渉縞発生までの間の反射回数」には、波面分
割および光束合流の際の反射が含まれる。また反射回数
が偶数回であるとは、反射回数が「0回」の場合をも含
む。また、像反転プリズムが「光軸光線の方向を保存す
る」とは、像反転プリズムに入射する光軸光線と、同プ
リズムから射出する光軸光線とが同一直線上にある」こ
とを意味する。
In the interferometer according to the second aspect of the present invention, in the above configuration, "the mirror member realizes reflection even number of times for a light beam following one optical path and odd number reflection for a light beam following the other optical path. , One of the mirror members splits a part of one of the light beams whose wavefront is split by the beam splitter to the observation side, and the other one of the mirror members stores the image while preserving the direction of the optical axis rays. It is an image reversing prism that reverses the direction of "in one direction." Here, "the number of reflections from the wavefront division to the generation of interference fringes" includes the reflection at the time of wavefront division and light flux merging. In addition, the case where the number of reflections is an even number includes the case where the number of reflections is "0". Further, that the image inverting prism "preserves the direction of the optical axis ray" means that the optical axis ray incident on the image inverting prism and the optical axis ray exiting from the prism are on the same straight line. .

【0009】請求項2記載の干渉測定装置における「像
反転プリズム」は、装置空間に固定してもよいが、「光
軸の回りに回転可能」としてもよい(請求項3)。また
上記請求項2または3記載の干渉測定装置において、像
反転プリズム以外のミラー部材の1つを、「光束の一方
を他方に対して横ずらし」できるように、変位可能とす
ることができ(請求項4)、この場合、像反転プリズム
を「光路上から退避可能」とすることができる(請求項
5)。
The "image inverting prism" in the interferometer according to the second aspect may be fixed in the apparatus space or may be "rotatable about the optical axis" (third aspect). Further, in the interferometer according to claim 2 or 3, one of the mirror members other than the image inverting prism can be displaceable so that "one of the light fluxes can be laterally displaced from the other" ( According to claim 4), in this case, the image inverting prism can be "retractable from the optical path" (claim 5).

【0010】[0010]

【作用】上記のように、この発明では、測定光束は2光
束に波面分割され、互いに干渉して干渉縞を発生する
が、それと同時に、波面分割された光束は、その一部が
観察部側へ分離され、観察用に結像される 請求項1記載の発明では、波面分割された2光束は互い
に横ずれして干渉しあう。請求項2記載の発明では、干
渉縞を発生させるべく互いに干渉し合う2光束の反射回
数に「奇数回の差」があるので、これら光束が干渉しあ
うとき、各光束の波面は一方が他方の鏡映像の関係にな
っている。
As described above, according to the present invention, the measurement light beam is divided into two light beams and interferes with each other to generate interference fringes. At the same time, however, a part of the wavefront-divided light beams is observed by the observation section side. In the invention according to claim 1, the two light beams divided into the wavefronts are laterally offset from each other and interfere with each other. In the invention according to claim 2, there is an "odd number difference" in the number of reflections of the two light beams that interfere with each other to generate interference fringes. Therefore, when these light beams interfere with each other, one of the wavefronts of the respective light beams is the other. It is related to the mirror image of.

【0011】[0011]

【実施例】図1は請求項3,4記載の干渉測定装置の1
実施例を要部のみ略示している。この実施例は、請求項
3,4記載の干渉測定装置を「レンズ性能測定」用に構
成した例であり、図示されているのは、光ピックアップ
に用いられる対物レンズの結像性能を測定する場合であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an interferometer 1 according to claims 3 and 4.
Only an essential part of the embodiment is schematically shown. This embodiment is an example in which the interference measuring apparatus according to claims 3 and 4 is configured for "lens performance measurement", and the illustrated one measures the imaging performance of an objective lens used in an optical pickup. This is the case.

【0012】被検体であるレンズ0は、図示されない適
宜の保持体により測定態位に保持され、光源10により
照射される。光源10は、この実施例において半導体レ
ーザーであり可干渉な単色光を放射する。放射された光
束はレンズ0を透過したのち集束点Pに集光したのち発
散光となって対物レンズ12に入射し、実質的な平行光
束に変換されて測定光束となる。即ちこの実施例におい
て、レンズ0を保持する保持体(図示されず)と光源1
0と対物レンズ12とは「測定光束発生部」を構成して
いる。集光点Pにおける光強度分布は、光ディスク等の
光情報記録媒体の記録面上に照射される光スポットの光
強度分布を与える。
The lens 0, which is the subject, is held in a measurement position by an appropriate holder (not shown) and is irradiated by the light source 10. The light source 10 is a semiconductor laser in this embodiment, and emits coherent monochromatic light. The radiated light beam passes through the lens 0, is condensed at the focusing point P, becomes divergent light, enters the objective lens 12, and is converted into a substantially parallel light beam to be a measurement light beam. That is, in this embodiment, a holder (not shown) for holding the lens 0 and the light source 1 are provided.
0 and the objective lens 12 constitute a “measurement light flux generating section”. The light intensity distribution at the condensing point P gives the light intensity distribution of the light spot irradiated on the recording surface of the optical information recording medium such as an optical disc.

【0013】対物レンズ12により実質的な平行光束と
された測定光束の波面は、理想的には平面であるが、実
際にはレンズ0における収差等の影響で「歪んだ面」と
なっており、その「歪み具合」がレンズ0に関する光学
情報を含んでいる。
The wavefront of the measurement light beam made into a substantially parallel light beam by the objective lens 12 is ideally a plane, but in reality, it is a "distorted surface" due to the influence of the aberration in the lens 0 and the like. , The “distortion degree” includes optical information about the lens 0.

【0014】測定光束は、先ず第1のビームスプリッタ
ーである半透鏡プリズム14に入射する。半透鏡プリズ
ム14は反射率30%のアルミニウム反射膜を1対の直
角プリズムの斜面間に挾持したものである。測定光束は
半透鏡プリズム14に入射すると一部はそのまま透過
し、残りは図の左方へ反射される。このようにして測定
光束は互いに等価な波面を持った2光束に波面分割され
る。
The measurement light beam first enters a semi-transparent mirror prism 14 which is a first beam splitter. The semi-transparent mirror prism 14 is formed by sandwiching an aluminum reflective film having a reflectance of 30% between the inclined surfaces of a pair of right angle prisms. When the measurement light beam enters the semi-transparent mirror prism 14, a part of the light beam is transmitted as it is and the rest is reflected to the left in the figure. In this way, the measurement light beam is divided into two light beams having equivalent wavefronts.

【0015】半透鏡プリズム14により反射された光束
は、第2のビームスプリッターである半透鏡プリズム2
2に入射する。この半透鏡プリズム22は、反射率50
%のアルミニウム反射膜を1対の直角プリズムの斜面間
に挾持したものである。
The light beam reflected by the semi-transparent mirror prism 14 is a semi-transparent mirror prism 2 which is a second beam splitter.
Incident on 2. The semitransparent prism 22 has a reflectance of 50.
% Aluminum reflective film sandwiched between the slopes of a pair of right angle prisms.

【0016】一方、半透鏡プリズム14を透過した光束
は、ミラー部材である半透鏡プリズム16およびミラー
プリズム18により順次反射され、像反転プリズム18
を介して半透鏡プリズム22に入射する。半透鏡プリズ
ム16は、半透鏡プリズム22と同じものであり、ミラ
ープリズム18はアルミニウムによる全反射膜を1対の
直角プリズムの斜面間に挾持したものである。
On the other hand, the light flux transmitted through the semitransparent mirror prism 14 is sequentially reflected by the semitransparent mirror prism 16 and the mirror prism 18, which are mirror members, and the image inverting prism 18 is used.
It is incident on the semi-transparent mirror prism 22 via. The semi-transparent mirror prism 16 is the same as the semi-transparent mirror prism 22, and the mirror prism 18 is formed by sandwiching a total reflection film made of aluminum between the slopes of a pair of right-angle prisms.

【0017】像反転プリズム20は、対称台形プリズム
の底面に反射膜21を形成したもので、光軸の回りに回
転可能となっている。像反転プリズム20に、その光軸
に合致して入射する光線(光軸光線)は入射面により屈
折され、底面の反射面により反射され、射出面で再度屈
折されて光軸に合致して射出する。従って像反転プリズ
ム20を透過した光束においては、像反転プリズム20
に入射される光束の光軸と、像反転プリズム20から射
出する光束の光軸が同一直線上にあるので「光軸光線の
方向と光束の偏光方向とが保存される」が、像の向き、
即ち光束断面の向きが1方向(図の例では、図の左右方
向)に反転される。なお、反射膜21を設けずに上記底
面における全反射を利用するようにしてもよい。
The image inverting prism 20 is a symmetrical trapezoidal prism having a reflective film 21 formed on the bottom surface thereof, and is rotatable about the optical axis. A light ray (optical axis light ray) incident on the image inverting prism 20 in conformity with its optical axis is refracted by the incident surface, reflected by the reflecting surface of the bottom surface, refracted again by the exit surface and emitted in conformity with the optical axis. To do. Therefore, in the light flux transmitted through the image inverting prism 20, the image inverting prism 20
Since the optical axis of the light beam incident on the optical axis and the optical axis of the light beam emitted from the image inverting prism 20 are on the same straight line, "the optical axis ray direction and the light beam polarization direction are preserved", but the image direction ,
That is, the direction of the cross section of the light beam is reversed in one direction (in the example of the figure, the horizontal direction of the figure). The total reflection on the bottom surface may be used without providing the reflection film 21.

【0018】像反転プリズム20を透過して半透鏡プリ
ズム22に入射した光束は、半透鏡プリズム22を透過
することにより、「半透鏡プリズム14から直接的に入
射して半透鏡プリズム22により反射された光束」と合
流され、互いに干渉して干渉縞をスクリーン24上に発
生させる。この干渉縞は、結像レンズ26によりCCD
カメラ等のパターン読取装置28の受光面上に結像され
る。従って、この実施例においては、スクリーン24と
結像レンズ26とパターン読取装置28とが受光部を構
成している。上記各半透鏡プリズム14,16,22の
反射率を上記の如く設定したことにより、互いに干渉す
る2光束は、互いに略等しい光強度を有している。
The light flux which has passed through the image inverting prism 20 and has entered the semi-transparent mirror prism 22 passes through the semi-transparent mirror prism 22, whereby "the light beam directly enters from the semi-transparent mirror prism 14 and is reflected by the semi-transparent mirror prism 22." Light fluxes ”and interfere with each other to generate interference fringes on the screen 24. The interference fringes are transferred to the CCD by the imaging lens 26.
An image is formed on the light receiving surface of the pattern reading device 28 such as a camera. Therefore, in this embodiment, the screen 24, the imaging lens 26, and the pattern reading device 28 constitute a light receiving portion. By setting the reflectance of each of the semitransparent mirror prisms 14, 16 and 22 as described above, the two light beams that interfere with each other have substantially equal light intensities.

【0019】ここで仮りに、像反転プリズム20がない
場合を考えてみると、スクリーン24に到達する光束の
うち、半透鏡プリズム14により反射された光束は、半
透鏡プリズム14と22とにより反射されてスクリーン
24に到達するのであるから波面分割から干渉縞発生に
到るまでに2回反射されている。これに対し、半透鏡プ
リズム14を透過した光束は、像反転プリズムを除いて
考える場合は、ミラープリズム16,18により反射さ
れるのみであるから反射回数は2回である。従って、も
し像反転プリズム20がなければ、各光束は互いに同一
の状態で重なりあい、光束相互にシェア(横ずらし)も
存在しないので、互いに干渉させてもスクリーン24上
に干渉縞は発生しない。
Here, suppose that the image inverting prism 20 is not provided. Of the light fluxes reaching the screen 24, the light fluxes reflected by the semitransparent mirror prism 14 are reflected by the semitransparent mirror prisms 14 and 22. Since it is reflected and reaches the screen 24, it is reflected twice from the wavefront division to the occurrence of interference fringes. On the other hand, the light flux transmitted through the semi-transparent mirror prism 14 is reflected only by the mirror prisms 16 and 18 when the image inversion prism is excluded, so the number of reflections is two. Therefore, if the image inverting prism 20 is not provided, the light beams overlap with each other in the same state, and there is no share (sideways shift) between the light beams, so that interference fringes do not occur on the screen 24 even if they interfere with each other.

【0020】しかるに、像反転プリズム20が図のよう
に配備されていると、半透鏡プリズム22を透過する方
の光束の反射回数は3回となり、その波面は、他方の光
束の波面を図の左右方向へ反転したものとなる。従っ
て、測定光束の波面が光学系光軸に対して非対称である
場合、干渉縞は波面の非対称性を強調したものとして発
生する。従って、このような干渉縞を読取・解析するこ
とにより、レンズ0における光学特性を有効に測定でき
る。
However, when the image inverting prism 20 is arranged as shown in the figure, the number of reflections of the light beam passing through the semi-transparent mirror prism 22 is three times, and its wavefront is the wavefront of the other light beam. It will be flipped to the left and right. Therefore, when the wavefront of the measurement light beam is asymmetric with respect to the optical axis of the optical system, the interference fringes are generated as emphasizing the asymmetry of the wavefront. Therefore, the optical characteristics of the lens 0 can be effectively measured by reading and analyzing such interference fringes.

【0021】上記実施例において、像反転プリズム20
の態位が図の位置に固定的である場合には、像反転プリ
ズムを透過して他方の光束と干渉する光束の波面は、他
方の光束の波面を図の左右方向に反転したものとなり、
波面の反転方向は図の左右方向に限定される。このよう
に波面の反転方向を光学系空間に対して固定しても良い
が、上記実施例におけるように、像反転プリズム20の
態位を光軸の回りに回転可能にすると、波面反転の方向
を自由に設定できるので、波面を所望の方向に反転さ
せ、この方向における干渉縞を強調することができる。
例えばレンズ10に光軸の傾きがあるような場合、像反
転プリズムを回転させて最も顕著に干渉縞の現われる位
置を探れば、光軸の傾きがどの方向に生じているかを検
出できる。
In the above embodiment, the image inverting prism 20
When the position of is fixed at the position shown in the figure, the wavefront of the light beam that passes through the image inverting prism and interferes with the other light beam is the wavefront of the other light beam inverted in the left-right direction of the figure,
The direction of wavefront inversion is limited to the left-right direction in the figure. Although the wavefront inversion direction may be fixed with respect to the optical system space as described above, if the position of the image inversion prism 20 is rotatable around the optical axis as in the above-described embodiment, the direction of wavefront inversion is obtained. Can be set freely, so that the wavefront can be inverted in a desired direction and the interference fringes in this direction can be emphasized.
For example, when the lens 10 has an inclination of the optical axis, the direction in which the inclination of the optical axis is generated can be detected by rotating the image inverting prism and searching for the position where the interference fringes appear most significantly.

【0022】一方、半透鏡プリズム14を透過すること
により波面分割されて半透鏡プリズム16を透過した光
束は、観測部の対物レンズ11により収束されてQ点に
集光する。このQ点は、前述の集光点Pと共役な関係に
ある。Q点の集光状態は、結像レンズ13により適当に
拡大されてCCDカメラ15上に光スポットとして結像
される。即ち、図示の実施例において、対物レンズ11
と結像レンズ13とCCDカメラ15とは観測部を構成
している。
On the other hand, the light flux that has been wavefront-divided by passing through the semi-transparent mirror prism 14 and then passing through the semi-transparent mirror prism 16 is converged by the objective lens 11 of the observing section and condensed at point Q. This Q point has a conjugate relationship with the above-mentioned condensing point P. The condensed state of the point Q is appropriately enlarged by the imaging lens 13 and is focused on the CCD camera 15 as a light spot. That is, in the illustrated embodiment, the objective lens 11
The imaging lens 13 and the CCD camera 15 constitute an observation section.

【0023】結局、集光点PとCCDカメラの受光面と
は、互いに共役の関係にある。CCDカメラ15に結像
される光スポットは集光点Pの像であるが、P点と上記
受光面との間にある光学系の収差の影響を受けるため、
集光点Pにおける光強度分布を正確には再現しない。し
かし上記収差の影響は測定装置の特性として1義的に決
定されるものであるから補正が可能であり、CCDカメ
ラ15の受光する光スポットの光強度分布を適当に演算
補正することにより、集光点Pにおける光強度分布(光
情報記録媒体の記録面上に形成される光スポットの光強
度分布)を知ることができる。
After all, the condensing point P and the light receiving surface of the CCD camera have a conjugate relationship with each other. The light spot imaged on the CCD camera 15 is the image of the converging point P, but it is affected by the aberration of the optical system between the point P and the light receiving surface,
The light intensity distribution at the focal point P is not accurately reproduced. However, the influence of the above-mentioned aberration is uniquely determined as the characteristic of the measuring device, and therefore can be corrected, and by appropriately calculating and correcting the light intensity distribution of the light spot received by the CCD camera 15, the correction can be performed. It is possible to know the light intensity distribution at the light point P (light intensity distribution of the light spot formed on the recording surface of the optical information recording medium).

【0024】このように、この実施例の装置では測定光
束に就き、観測部による光学的な観察測定と干渉縞解析
による測定とを同時に実行でき、両測定の結果を照合す
ることもリアルタイムで可能である。
As described above, in the apparatus of this embodiment, it is possible to simultaneously perform optical observation measurement by the observation section and measurement by interference fringe analysis for the measurement light flux, and it is also possible to collate the results of both measurements in real time. Is.

【0025】以下、変形例を説明する。先ず、受光部の
配置であるが、図の配置に変えて、受光部を半透鏡プリ
ズム22の左方の位置に配備しても良い。この場合、波
面分割された光束は、半透鏡プリズム14側から入射し
て半透鏡プリズム22を透過した光束と、像反転プリズ
ム20側から入射して半透鏡プリズム22に反射された
光束とが合流されて干渉縞を発生する。反射回数は、前
者の光束に就いては1回、後者の光束に就いては4回で
ある。同様に、測定光束発生部を図1において第1のビ
ームスプリッター14の右方に配しても良い。
A modified example will be described below. First, regarding the arrangement of the light receiving portion, the light receiving portion may be arranged at a position on the left side of the semitransparent mirror prism 22 instead of the arrangement shown in the drawing. In this case, the light flux that has undergone wavefront division joins the light flux that has entered from the semitransparent mirror prism 14 side and transmitted through the semitransparent mirror prism 22 and the light flux that has entered from the image inversion prism 20 side and reflected by the semitransparent mirror prism 22. Then, interference fringes are generated. The number of reflections is once for the former luminous flux and four times for the latter luminous flux. Similarly, the measurement light flux generator may be arranged to the right of the first beam splitter 14 in FIG.

【0026】別の変形例として、図1の光学配置もしく
は、直上で述べた「光部を半透鏡プリズム22の左方に
位置させる光学配置」において、像反転プリズム20
を、図1の位置に変えて、半透鏡プリズム14,22間
に配備してもよい。
As another modification, in the optical arrangement shown in FIG. 1 or in the above-mentioned "optical arrangement in which the light portion is located to the left of the semi-transparent mirror prism 22", the image inverting prism 20 is used.
May be placed between the semi-transparent mirror prisms 14 and 22 in place of the position shown in FIG.

【0027】他の変形例として、半透鏡プリズム16
を、図1の上下方向に変位可能とするか、あるいはミラ
ープリズム18を図の左右方向に変位可能にすると、こ
れら変位可能なミラープリズムを変位させることによ
り、波面分割した2光束間に「シェア」を与えることが
できる。この場合、像反転プリズム20を光路上から退
避できるようにしておき、像反転プリズム20を光路上
から退避させれば、図1の光学系をそのまま、従来から
良く知られたシェアリング干渉測定装置として使用する
ことができる。
As another modification, a semi-transparent mirror prism 16
Is displaceable in the vertical direction of FIG. 1 or the mirror prism 18 is displaceable in the horizontal direction of the figure, the displaceable mirror prisms are displaced so that a "share Can be given. In this case, if the image reversing prism 20 is retracted from the optical path and the image reversing prism 20 is retracted from the optical path, the optical system of FIG. Can be used as

【0028】上記半透鏡プリズム16もしくはミラープ
リズム18により与える「シェア」量は、上記のように
可変にしても良いが、これらプリズムのずれ料を固定し
て、常に一定のシェア量が得られるようにしても良い。
このように半透鏡プリズム16もしくはミラープリズム
18によりシェアリングを行う場合において、図1の実
施例から像反転プリズム20を除去すれば、請求項1記
載の発明の1実施例が得られる。
The amount of "shear" given by the semi-transparent mirror prism 16 or the mirror prism 18 may be variable as described above, but the shift amount of these prisms is fixed so that a constant amount of shear is always obtained. You can
In the case where the sharing is performed by the semi-transparent mirror 16 or the mirror prism 18 as described above, if the image inverting prism 20 is removed from the embodiment of FIG. 1, one embodiment of the invention according to claim 1 can be obtained.

【0029】また別の変形例として、上記実施例および
各変形例においてスクリーン24を省略し、結像レンズ
26によりパターン読取装置28上に各光束を結像さ
せ、これら結像光束相互を直接パターン読取装置28の
受光面上で干渉させ、その干渉縞を測定・解析するよう
にしてもよい。
As another modification, the screen 24 is omitted in the above-described embodiment and each modification, each light beam is imaged on the pattern reading device 28 by the imaging lens 26, and these imaged light beams are directly patterned. You may make it interfere on the light-receiving surface of the reader 28, and measure and analyze the interference fringe.

【0030】上記各実施例・変形例とも、波面分割され
た2光束は、偏光方向を保存したまま互いに干渉するの
で、干渉効率が良い。
In each of the above-mentioned embodiments and modifications, the two light beams having the wavefront division interfere with each other while preserving the polarization directions, so that the interference efficiency is good.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば新規な
干渉測定装置を提供できる。この発明の干渉測定装置で
は、上記のように測定光束に対する直接的な観察測定と
干渉測定とを同時に行うことが可能である。
As described above, according to the present invention, a novel interference measuring device can be provided. In the interference measuring apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously perform the direct observation measurement and the interference measurement on the measurement light beam as described above.

【0032】また請求項2の干渉測定装置では、波面分
割された一方の光束に対して他方の光束の波面を鏡像的
に反転して干渉させるので、測定光束における波面形状
が左右・上下等の特定の方向に非対称な場合に、その非
対称性を強調して干渉縞を発生させることができ、良好
な測定を実現できる。また波面分割された2光束の反射
回数を奇数回だけ異ならせるので、一方の光束の光路が
他方の光束の光路より長くなり、この光路を通る光束の
波面形状がよりよく「参照波面化」されるので、このこ
とも測定精度向上の一因となる。
In the interferometer according to the second aspect of the present invention, since the wavefront of one of the wavefront-divided light beams is mirror-inverted and interfered with the other light beam, the wavefront shape of the measurement light beam is left, right, up, or down. In the case of asymmetry in a specific direction, the asymmetry can be emphasized to generate interference fringes, and good measurement can be realized. Further, since the number of reflections of the two light beams divided into the wavefronts is made to differ by an odd number of times, the optical path of one light beam becomes longer than the optical path of the other light beam, and the wavefront shape of the light beam passing through this optical path is better "referenced wavefront". This also contributes to the improvement of measurement accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の1実施例を要部のみ略示する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram schematically showing only a main part of one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光源 0 レンズ(被検体) 14 第1のビームスプリッター 24 第2のビームスプリッター 16 半透鏡プリズム(ミラー部材) 18 ミラープリズム(ミラー部材) 20 像反転プリズム 28 パターン読取装置 11 対物レンズ 13 結像レンズ 15 CCDカメラ(対物レンズ11、結像レンズ
13とともに観測部を構成する)
10 light source 0 lens (subject) 14 first beam splitter 24 second beam splitter 16 semi-transparent mirror prism (mirror member) 18 mirror prism (mirror member) 20 image inverting prism 28 pattern reader 11 objective lens 13 imaging lens 15 CCD camera (constitutes an observation unit together with the objective lens 11 and the imaging lens 13)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】可干渉性の単色光を放射する測定光束用光
源を含む測定光束発生部と、 測定情報を波面形状として含む測定光束を互いに等価な
波面を持った2光束に波面分割する第1のビームスプリ
ッターと、 第1のビームスプリッターにより分離された2光束を再
度合流させる第2のビームスプリッターと、 上記第1のビームスプリッターから第2のビームスプリ
ッターに到る2つの光路を形成する2以上のミラー部材
と、 干渉縞を読み取るための受光部と、 第1のビームスプリッターにより波面分割された一方の
光束を結像させて観察する観察部とを有し、 上記2以上のミラー部材の1つがビームスプリッターで
あって、波面分割された一方の光束の一部を上記観察部
側へ分離し、 上記2以上のミラー部材の1つが、上記波面分割された
光束の一方を他方に対して横ずらしすることを特徴とす
る干渉測定装置。
1. A measurement light beam generator including a light source for measurement light beam that emits coherent monochromatic light; and a measurement light beam including measurement information in the form of a wavefront, which is wavefront-divided into two light beams having equivalent wavefronts. A first beam splitter, a second beam splitter that rejoins the two light beams separated by the first beam splitter, and two optical paths from the first beam splitter to the second beam splitter 2 The mirror member includes the above-described mirror member, a light receiving unit for reading interference fringes, and an observation unit for forming an image of one of the light beams split by the first beam splitter for observation. One is a beam splitter, which splits a part of one of the wavefront-divided light beams toward the observation section side, and one of the two or more mirror members is subjected to the wavefront division. An interferometer which is characterized in that one of the light beams is laterally displaced with respect to the other.
【請求項2】可干渉性の単色光を放射する測定光束用光
源を含む測定光束発生部と、 測定情報を波面形状として含む測定光束を互いに等価な
波面を持った2光束に波面分割する第1のビームスプリ
ッターと、 第1のビームスプリッターにより分離された2光束を再
度合流させる第2のビームスプリッターと、 上記第1のビームスプリッターから第2のビームスプリ
ッターに到る2つの光路を形成する2以上のミラー部材
と、 干渉縞を読み取るための受光部と、 第1のビームスプリッターにより波面分割された一方の
光束を結像させて観察する観察部とを有し、 上記ミラー部材は、一方の光路を辿る光束に対して偶数
回、他方の光路を辿る光束に対して奇数回の反射を実現
するように配備され、 上記2以上のミラー部材の1つがビームスプリッターで
あって、波面分割された一方の光束の一部を上記観察部
側へ分離し、且つ、上記ミラー部材の別の1つが、光軸
光線の方向を保存しつつ像の向きを1方向に反転する像
反転プリズムであることを特徴とする干渉測定装置。
2. A measuring light flux generating section including a light source for measuring light flux that emits coherent monochromatic light; and a measuring light flux including measurement information in the form of a wavefront, which is wavefront-divided into two light fluxes having equivalent wavefronts. A first beam splitter, a second beam splitter that rejoins the two light beams separated by the first beam splitter, and two optical paths from the first beam splitter to the second beam splitter 2 The mirror member includes the above-described mirror member, a light-receiving unit for reading interference fringes, and an observation unit for forming an image of one of the light beams split by the first beam splitter for observation. One of the two or more mirror members is arranged so as to realize an even number of reflections for a light beam following the optical path and an odd number of reflections for a light beam following the other optical path. In the liter, a part of one of the light fluxes divided into the wavefronts is separated to the observation section side, and another one of the mirror members changes the direction of the image in one direction while preserving the direction of the optical axis ray. An interferometer that is an image reversing prism that reverses to the right.
【請求項3】請求項2記載の干渉測定装置において、 像反転プリズムが光軸の回りに回転可能であることを特
徴とする、干渉測定装置。
3. The interference measuring apparatus according to claim 2, wherein the image inverting prism is rotatable about the optical axis.
【請求項4】請求項2または3記載の干渉測定装置にお
いて、 像反転プリズム以外のミラー部材の1つが、光束の一方
を他方に対して横ずらしできるように、変位可能である
ことを特徴とする干渉測定装置。
4. The interferometer according to claim 2 or 3, wherein one of the mirror members other than the image inverting prism is displaceable so that one of the light beams can be laterally displaced with respect to the other. Interferometer.
【請求項5】請求項4記載の干渉測定装置において、 像反転プリズムが光路上から退避可能であることを特徴
とする干渉測定装置。
5. The interference measuring apparatus according to claim 4, wherein the image inverting prism is retractable from the optical path.
JP4192457A 1992-07-20 1992-07-20 Interference measuring apparatus Pending JPH0634315A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014309A (en) * 2017-05-04 2017-08-04 常州大学怀德学院 A kind of white light interference three-dimensional appearance transcriber

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