JPH0649954U - 接触式表面形状測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度で、信頼性の高い接触式表面形状測定器
を得る。 【構成】一端に探針８を設けたアーム７の他端にコーナ
ーキューブ１６を設ける。アーム７は被測定物表面を移
動し、探針８によりこの表面を追従する。これに伴なう
コーナーキューブ１６の変位を、コーナーキューブ１６
を含む光学手段３により測定光の光路長として４倍に増
幅する。そして検出手段５により、増幅された光路長を
基に、上記表面形状を測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、被測定物の表面を探針（スタイラス）により追従させる事によって 、この表面の形状を測定する、接触式表面形状測定器に関し、上記表面の形状に 応じた上記探針の変位を、高精度に検出可能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】

金属やガラスの表面形状を測定する為、従来から接触式表面形状測定器が使用 されている。この従来の接触式表面形状測定器は、横軸により揺動自在とされた 可動腕体の一端に、ダイヤモンド等の探針を設け、この探針を、測定すべき表面 上を接触した状態でなぞらせる。一端に探針を設けた可動腕体の他端には平面反 射鏡を設けており、上記表面の形状に伴なう変位を、マイケルソン型の干渉計を 用いて検出する。これにより、上記表面の形状を測定する事が出来る。

【０００３】 しかしながら、上述した従来の接触式表面形状測定器に於いては、汎用的な使 用が不可能であった。即ち、上述した従来装置を用いて、汎用的な測定を行なう 為には、上記横軸から探針を設けた一端迄の距離を、この横軸から平面反射鏡を 設けた他端迄の距離よりも大きくする必要がある。この為、被測定物の表面形状 の測定に直接関与する、可動腕体他端の変位が、上記表面形状に追従する探針の 変位よりも小さくなり、この表面形状を、縮小して検出する事になってしまう。 この結果、高精度の検出が困難になってしまう。

【０００４】 特公平４−５９２２号公報には、可動腕体の他端に、互いに直行した３個の反 射面を有し、光線を入射方向と平行、且つ逆向きに出射させるコーナーキューブ を設け、被測定物の表面形状に応じた探針の変位に伴なうコーナーキューブの変 位を、干渉計によって検出する装置が記載されている。

【０００５】 この装置によれば、上記コーナーキューブの１／４波長分の変位に対し、１個 の干渉縞が変化する為、２倍の感度を得る事が出来る。更に、被測定物の表面形 状によっては探針が傾く場合があるが、この様な場合、前述した従来装置に於い ては、探針を設けた可動腕体も傾く為、平面反射鏡で反射される光束が所定の光 路上に返されず、被測定物の表面形状が測定出来なくなると言った不都合が存在 した。上記公報に記載された装置に於いては、この様な不都合が解消され、可動 腕体の傾き、並びに横方向の移動に影響される事なく、コーナーキューブで反射 される光束を所定の光路上に返す事が出来る。この為、汎用的な使用が可能とな る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、近年の加工技術の発達に伴ない、金属やガラスの表面形状を、ｎｍ （１０^-9ｍ）のオーダーで測定可能な測定装置の出現が望まれる様になった。前 述した従来装置、或いは上述した公報に記載された装置に於いて、ｎｍのオーダ ーの分解能を得る為には、干渉縞の一周期を更に細分化し、電気的に検出する必 要があるが、電気的な雑音を受け易く、実用化は困難である。又、上記公報記載 の装置に於いて、汎用的な測定を行なう為には、前述した従来装置と同様、可動 腕体の横軸から探針を設けた一端迄の距離を大きく取る必要があり、探針の変位 を、縮小して検出する事になる為、高精度の測定はやはり困難である。更に、可 動腕体の他端に設けられる平面反射鏡、或いはコーナーキューブの変位を検出す る検出手段として、マイケルソン型の干渉計を用いている為、振動等の外乱の影 響を受け易く、ｎｍのオーダーで測定する事に対する障害となっていた。

【０００７】 本考案の接触式表面形状測定器は、上述の様な事情に鑑みて考案されたもので ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の接触式表面形状測定器は、被測定物に対する相対移動自在で、この被 測定物の表面形状に応じて変位する測定手段と、光源手段と、この光源手段から 出射した光束を、参照光と上記測定手段の変位を測定する為の測定光とに分割す ると共に、上記測定手段の変位に伴なって変化する上記測定光の光路長を増幅さ せる光学手段と、この光路長に基づいて上記被測定物の表面形状を算出する検出 手段とを備えている。

【０００９】 この内、上記測定手段は、可動腕体と、この可動腕体の一端に設けられ、被測 定物の表面に接触した状態でこの表面を追従する探針とを有している。又、上記 光学手段は、上記光源手段から出射した光束を、ほぼ共通な光路を進む上記参照 光と測定光とに分割する第一の偏光ビームスプリッタ及び第一の反射鏡と、上記 可動腕体の他端に設けられ、上記測定光を変位させて入射方向と逆向きに送り出 すコーナーキューブと、このコーナーキューブを出射した測定光、及び上記参照 光を透過させる１／４波長板と、この１／４波長板を出射した測定光を逆行させ るべく反射させる第二の反射鏡と、上記１／４波長板を透過した上記参照光を逆 行させるべく反射させる第三の反射鏡と、この第三の反射鏡で反射し逆行して上 記第一の偏光ビームスプリッタで反射した参照光、及び上記第二の反射鏡で反射 して逆行し上記コーナーキューブを経て上記第一の偏光ビームスプリッタを透過 した測定光を、この第一の偏光ビームスプリッタに向け反射させる反射部材とを 有している。

【００１０】 更に、上記検出手段は、参照光と測定光との干渉強度を電気信号に変換し、こ の電気信号の位相差から上記被測定物の表面形状を算出するものである。

【００１１】 そして、上記参照光は、第一の反射鏡で反射後、第三の反射鏡と反射部材との 間を２往復した後、上記検出手段に入る光路を取る。又、上記測定光は、第一の 偏光ビームスプリッタを出射後、第二の反射鏡と反射部材との間を２往復した後 、この第一の偏光ビームスプリッタを出射し、上記検出手段に入る光路を取る事 を特徴とする。

【００１２】

【作用】

本考案の接触式表面形状測定器は、上述の様に構成される為、被測定物の表面 形状に伴なうコーナーキューブの変位が、測定光の光路長の変化として４倍に増 幅されて測定される。この為、ｎｍのオーダーでの測定が可能となる。しかも、 上記コーナーキューブを大型化する必要はなく、又、外乱の影響も受け難い為、 確実な測定を行なえる。

【００１３】

【実施例】

次に図示の実施例に就いて説明する。図１〜４は本考案の第一実施例を示して いる。本考案の接触式表面形状測定器は、被測定物１の表面形状を測定する測定 手段２と、光源手段３と、この光源手段３から出射した光束を参照光と上記測定 手段２の変位を測定する測定光とに２分割すると共に、測定光の光路長を増幅す る光学手段４と、この光学手段４より出射した上記参照光と測定光との干渉強度 を検出して電気信号に変換した後、この電気信号の位相差に基づいて、上記被測 定物１の表面形状を算出する検出手段５とを備えている。

【００１４】 上記測定手段２は、図１〜２に示す様に、横軸６を中心として揺動自在に設け られた、可動腕体であるアーム７の一端（図１〜２の左端）に、被測定物１の表 面に接触自在な探針（スライラス）８を設けている。このアーム７の他端（図１ 〜２の右端）には上記光学手段４を構成する、後述するコーナーキューブ１６を 設けている。アーム７は、探針８が被測定物１の表面に接触した状態で、図示し ない駆動機構により移動自在としている為、上記探針８は上記表面を追従し、ア ーム７が上記表面の形状に応じて変位する。

【００１５】 上記光源手段３は、本実施例に於いては、単一周波数を有するレーザーを用い ている。光源手段３であるこのレーザーは、上記測定手段２、光学手段４と別体 とし、このレーザーの端部と上記光学手段４との間に、アイソレーター９と１／ ２波長板１０とを配置すると共に、これらアイソレータ９と波長板１０との間に 、上記レーザーが出射した光束を導く偏波面保持ファイバー１１を設けている。 この様に、光源手段３を他の手段に対し別体に設ける事により、測定系（測定手 段２、光学手段４）の体積を小さく出来、且つ光源手段３の発生する熱の影響を 僅小にする事が出来る。尚、図示は省略したが、実際には上記各部品の他、コリ メータレンズ等も配設されている。

【００１６】 上記アイソレーター９は、レーザーを出射した光束が上記レーザーに向けて戻 るのを防止する（戻り光を遮断する）為に設けている。上記１／２波長板１０は 、上記レーザーを出射し、上記偏波面保持ファイバー１１を導かれて送り出され た上記光束を、図１で紙面に対して４５度の傾きを有する直線偏光にするのに用 いられる。

【００１７】 上記１／２波長板１０の働きにより直線偏光した上記光束は、後述する検出手 段５を構成する第一のビームスプリッタ２２を透過し、上記光学手段４に入る。

【００１８】 この光学手段４は、上記直線偏光を互いに直交した２つの直線偏光に分離する 第一の偏光ビームスプリッタ１２と、この第一の偏光ビームスプリッタ１２を直 進した一の光束（参照光）を、この第一の偏光ビームスプリッタ１２で入射方向 に対し垂直に折れ曲がる光路を取る他の光束（測定光）と平行になる様に反射さ せる第一の反射鏡１３と、この第一の反射鏡１３で反射した上記参照光の光路上 に配設された１／４波長板１４並びに第二の反射鏡１５と、前記測定手段２を構 成するアーム７の他端に設けられ、上記第一の偏光ビームスプリッタ１２で反射 した上記測定光を変位させて入射方向と逆方向に出射させるコーナーキューブ１ ６と、このコーナーキューブ１６を出射した測定光が、前記１／４波長板１４を 透過後、この光路を逆行する様に反射させる第三の反射鏡１７と、上記第一のの 偏光ビームスプリッタ１２の上方位置に設けられ、この第一の偏光ビームスプリ ッタ１２から出て上方に向かう光束を、その入射方向と垂直方向に変位させて入 射光束と平行に戻す、反射部材である直角プリズム２１とから構成される。

【００１９】 更に詳しく説明すると、上記第一の偏光ビームスプリッタ１２は、その入射方 向と同一方向に直進する参照光となる一の光束と、上記入射方向と垂直方向（図 １の鉛直下方）に折れ曲がり、被測定物１の表面形状測定に直接関与する測定光 となる他の光束とに分離するものである。又、第一の反射鏡１３は、上記参照光 となる光束を、上記測定光となる他の光束に対し、微小距離だけ離隔した、平行 で且つ同一方向に進ませるべく反射させるものである。

【００２０】 コーナーキューブ１６は第一、第二、第三の３つの反射面１８、１９、２０を 有し、入射する測定光を入射方向と垂直方向に変移させ、入射方向と逆向きに出 射させる。これら各反射面１８、１９、２０には金属コーティングを施している 。

【００２１】 第一の反射鏡１３とコーナーキューブ１６との間には、この第一の反射鏡１３ の側から順に、１／４波長板１４と、第二の反射鏡１５とを配設している。この 内、１／４波長板１４は、透過する光束の偏光状態を変化させるものであり、上 記測定光と参照光で共通に使用される。この為、光学手段４を構成する部品点数 が減少すると共に、１／４波長板を通過する際に於ける、温度変化に伴なう光路 長の変化も排除する事が出来、信頼性の高い測定を行なうのに寄与する。第二の 反射鏡１５は１／４波長板１４を透過した参照光を、それ迄の光路を逆行させる べく反射させるものである。この第二の反射鏡１５は、コーナーキューブ１６の 上方位置で、図示しない固定の部材に固設されており、平面反射鏡が使用出来る 。

【００２２】 上記１／４波長板１４のコーナーキューブ１６と反対側には、図示しない固定 の部材に第三の反射鏡１７が固設されている。この第三の反射鏡１７は、コーナ ーキューブ１６を出射した測定光を、それ迄の光路を逆行する様、反射させるも ので、前記第二の反射鏡１５と同様、平面反射鏡を用いている。

【００２３】 更に、第一の偏光ビームスプリッタ１２の上方には、反射部材である直角プリズ ム２１を設けている。この直角プリズム２１は、入射する光束を、入射方向と垂 直に変位させて、入射光束と平行に戻すものである。尚、反射部材としては、上 記直角プリズム２１の他、コーナーキューブ等、他の部材を使用出来る。

【００２４】 前記光学手段４は、上述の様に構成される為、レーザーを出射し、アイソレー タ９、偏波面保持ファイバー１１を通過した光束は、１／２波長板１０並びに検 出手段５を構成する第一のビームスプリッタ２２を経て第一の偏光ビームスプリ ッタ１２に入射する。

【００２５】 第一の偏光ビームスプリッタ１２に入射し、互いに直交する２つの直線偏光に 分離した２光束の内、偏光方向が図１で紙面に平行な光束はこの第一の偏光ビー ムスプリッタ１２を透過し、第一の反射鏡１３で入射方向と垂直に曲げられる。 この光束が、前記参照光として作用する。

【００２６】 又、偏光方向が図１で紙面に垂直な光束は、この第一の偏光ビームスプリッタ １２で反射し、入射方向と垂直に曲がった、上記参照光と微小間隔だけ離隔した 平行な光路を取る。この光束が前記測定光として作用し、前記アーム７の変位を 測定する。

【００２７】 上記参照光と測定光との間隔は極く微小であり、互いに平行で、且つ同一方向 （図１の鉛直下方）に進む。この様に、参照光と測定光との感覚が極く小さい為 、これらは共通光路とみなす事が出来る。この為、振動や熱等の影響を受け難い 。

【００２８】 上記参照光は、第一の反射鏡１３で反射した後、１／４波長板１４を通過する 事で、直線偏光から円偏光となる。更に、この参照光は、第二の反射鏡１５で反 射し、それ迄の光路を逆行する。この際、反射した参照光は直線偏光に変換され る。

【００２９】 更に、参照光は第一の反射鏡１３で反射し、次いで、第一の偏光ビームスプリ ッタ１２で反射し、図１の上方に向けて進む。第一の偏光ビームスプリッタ１２ の上方位置には、直角プリズム２１を設けている為、参照光は、この直角プリズ ム２１でその入射方向と垂直方向に変位され、上記入射光束と平行に出射する。

【００３０】 直角プリズム２１を出射した参照光は、第一の偏光ビームスプリッタ１２に入 射し、この第一の偏光ビームスプリッタ１２から第二の反射鏡１５迄の光路を、 再び往復する。この復路に於いて、参照光は１／４波長板１４を透過する事でそ の入射方向に平行な直線偏光となる為、第一の反射鏡１３で反射した後、第一の 偏光ビームスプリッタ１２を透過し、検出手段５を構成する第一のビームスプリ ッタ２２に入射する。結局、参照光は、第一の反射鏡１３で最初に反射した後、 第三の反射鏡１５から直角プリズム２１迄の光路を２往復する事になる。この第 一のビームスプリッタ２２から第一の偏光ビームスプリッタ１２に向かう光束と 、この光束と逆向きの上記参照光とは、空間的にずれている。

【００３１】 一方、測定光は第一の偏光ビームスプリッタ１２を出た後、測定手段２を構成 するアーム７の他端に設けられたコーナーキューブ１６に入射する。コーナーキ ューブ１６の反射面１８、１９、２０には、前述した様に、金属コーティングを 施している為、このコーナーキューブ１６で反射した光の偏光状態が乱れる事は ない。

【００３２】 上記コーナーキューブ１６は、図３（Ａ）（Ｂ）に示す様に第一、第二、第三 の反射面１８、１９、２０を有している。これら各反斜面は、互いに直交してい る為、図３（Ａ）に示す様に、各反射面１８、１９、２０をそれぞれ２分割して 得られる合計６個の領域Ｓ１〜Ｓ６が存在する。コーナーキューブ１６にほぼ垂 直な状態で領域Ｓ１に入射した光（図３（Ａ）の黒丸）は、第一の反射面１８で 反射し、領域Ｓ２を経て、領域Ｓ４から出射する。又、コーナーキューブ１６に ほぼ垂直な状態で領域Ｓ２に入射した光（図３（Ａ）の白丸）は、領域Ｓ１を介 して領域Ｓ５から出射する。そして、本考案に於ける反射部材である直角プリズ ム２１が、コーナーキューブ１６に入射する光束を、このコーナーキューブ１６ が変位する平面に対し垂直方向にシフトさせる為、入射する度に光はコーナーキ ューブ１６の異なる領域に入射する。この結果、本考案に於いては、コーナーキ ューブ１６を大きくする事なく、測定光の光路長を４倍に増幅出来る。

【００３３】 上述した様な第一〜第三の反射面１８〜２０を有するコーナーキューブ１６に 入射した測定光は、上記第二の反射鏡１５を外ずれた光路を取り、前記１／４波 長板１４を透過して、第三の反射鏡１７で反射される。

【００３４】 １／４波長板１４を透過する以前に於いて、この測定光は、上記金属コーティ ングを施した事に伴なって偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のままであるが、１ ／４波長板１４を透過する事で円偏光となる。更に、第三の反射鏡１７で反射し た後は、それ迄の光路を逆行し、１／４波長板１４を通過して、今度は偏光方向 が紙面と平行な直線偏光に変換され、コーナーキューブ１６に入射する。

【００３５】 再びコーナーキューブ１６に入射した測定光は、前述したのと同様に、第一〜 第三の３つの反射面１８〜２０で反射した後、第一の偏光ビームスプリッタ１２ に向け出射する。この際、測定光は偏光方向が紙面に平行な直線偏光である為、 第一の偏光ビームスプリッタ１２を透過し、直角プリズム２１で反射する。そし て、偏光方向が紙面と垂直な方向に変位され、入射する測定光と平行になる。こ の後、測定光は、第一の偏光ビームスプリッタ１２から第三の反射鏡１７迄の光 路を、上述したのと同様に進む。

【００３６】 コーナーキューブ１６による第３回目の反射の後、１／４波長板１４を透過す る事で、この測定光は偏光方向が紙面に平行な直線偏光から円偏光となり、第三 の反射鏡１７で反射して戻る際に、偏光方向が紙面に垂直な直線偏光に変換し、 第一の偏光ビームスプリッタ１２で反射する。この様に、本考案に於いては、上 記測定光はコーナーキューブ１６を４回反射する事になり、被測定物１の表面形 状に応じたコーナーキューブ１６の変位量を、測定光の光路長の変化として４倍 に増幅して測定出来る。しかも、コーナーキューブ１６を大型化する必要はない 。

【００３７】 この様にして、第一の偏光ビームスプリッタ１２を出た参照光と測定光とは、 検出手段５に入射する。尚、本考案に於いては、上記直角プリズム２１の作用に より上記第一の偏光ビームスプリッタ１２を出た参照光と測定光とを、この第一 の偏光ビームスプリッタ１２に入射する光や、他の漏れた光に対し、空間的に分 離している。この為、構成各部品の不可避的製造誤差に伴なう、漏れた光等の悪 影響を排除出来、誤差の小さな測定を可能としている。誤差を更に抑えるには、 第一のビームスプリッタ２２と検出手段５との間位置、並びに第一のビームスプ リッタ２２と偏波面保持ファイバー１１との間位置に空間フィルタを設ける。

【００３８】 本実施例に於いて、上記検出手段５は、図４に示す様に構成される。この図４ に於いて、２２は第一のビームスプリッタで、この第一のビームスプリッタ２２ は、上記参照光と測定光とを、その入射方向に対し、垂直に反射させるものであ る。２３は第二のビームスプリッタで、この第二のビームスプリッタ２３は、上 記参照光と測定光とを、それぞれ等しい振幅で、２分割するものである。

【００３９】 上記第二のビームスプリッタ２３の周囲には、入射光の入射方向に対し、４５ 度回転した状態で、第二、第三の偏光ビームスプリッタ２４、２５を設けている 。そして、これら第二、第三の偏光ビームスプリッタ２４、２５の後方に、図４ に示す様にそれぞれ第一〜第四の光電変換素子２６〜２９を設けている。尚、上 記第二の偏光ビームスプリッタ２２と第三の偏光ビームスプリッタ２５との間位 置には、１／４波長板３０を設け、第三の偏光ビームスプリッタ２５を介して、 干渉強度から得られる電気信号の位相を、９０度異ならせている。

【００４０】 更に、図示は省略したが、上記電気信号を基に、被測定物１の表面形状を算出 する、演算装置を設けている。実際の場合、この演算装置はマイクロコンピュー ター等のコンピューターを用いる

【００４１】 検出手段５を上述の様に構成する為、第一の偏光ビームスプリッタ１２を射出 した参照光と測定光とは、第一のビームスプリッタ２２で進路を垂直に曲げられ 、第二のビームスプリッタ２３で、それぞれ等しい振幅で２分割される。

【００４２】 第二のビームスプリッタ２３でそれぞれ２分割された参照光と測定光の内、１ 組の参照光と測定光とは、第二の偏光ビームスプリッタ２４に入射し、干渉する 。そして、この第二の偏光ビームスプリッタ２４の後方に設けられた第一、第二 の光電変換素子２６、２７がそれぞれ上記干渉強度を電気信号に変換する。第一 の光電変換素子２６により得られた電気信号と、第二の光電変換素子２７により 得られた電気信号とは、位相が１８０度異なっている。これらの電気信号は、上 記演算装置であるコンピュータに入力され、これら電気信号の和を１／２倍する 演算を行ない、干渉強度のＤＣ成分を求める。更に、このコンピュータは何れか の電気信号から上記ＤＣ成分を減算し、出力信号とする。

【００４３】 一方、第二のビームスプリッタ２３で等しい振幅でそれぞれ２分割された光束 の内の他方は、主軸を紙面に対して垂直、或は平行に配置された上記１／４波長 板３０を経て、第三の偏光ビームスプリッタ２５に入射し、干渉する。以下、上 述した第二の偏光ビームスプリッタ２４に於ける場合と同様にして、出力信号を 得る。

【００４４】 上述の様にして得られた、互いに位相が９０度異なる正弦信号波である各出力 信号により、上記コンピュータは、被測定物１の表面形状を算出する。尚、互い に位相が９０度異なる２つの出力信号を用いて表面形状を算出するのは、前記コ ーナーキューブ１６の変位方向を検出する為である。

【００４５】 本考案の接触式表面形状測定器は、上述の様に構成され作用する為、コーナー キューブ１６を大型化したり、外乱の影響を大きく受けたりする事なく、より高 精度で信頼性の高い測定が可能となる。特に、本考案に於いては、光源手段３を 構成するレーザーを、他の手段と別体に設けている為、この光源手段３から発生 する熱の影響を受け難く、誤差の少ない測定を行える。

【００４６】 次に、図５は本考案の第二実施例を示している。本実施例に於いては、可動腕 体であるアーム７の下端に、探針８を、上端にコーナーキューブ１６を、それぞ れ設けると共に、このアーム７を昇降のみ自在としている。そして、被測定物１ は、Ｘ−Ｙ駆動装置の移動ステージ３１に載置している。測定を行なう場合、ア ーム７を昇降させる事で探針８を被測定物１表面に接触させると共に、移動ステ ージ３１をＸ−Ｙ方向に移動させる。その他の構成、並びに作用は、上述した第 一実施例と同様である。

【００４７】 尚、上述した各実施例に於いては、光源手段３として、単一周波数のレーザー を用いているが、これに代えて、周波数が若干異なり、且つ、偏光方向が互いに 直交した２周波数のレーザーを用いる事も出来る。この場合、検出手段４をこの ２周波数のレーザーに対応したものとする。

【００４８】 更に、本考案の接触式表面形状測定器は、上述した様に、測定光をコーナーキ ューブ１６で４回反射させる事で被測定物１の表面形状に応じたコーナーキュー ブ１６の変位を４倍の感度に増幅する事を特徴とするが、従来使用されて来た装 置の測定手段、光学手段等を本考案のものに変更する事で安価に高精度の分解能 を得る様にする事も可能となる。

【００４９】

【考案の効果】

本考案の接触式表面形状測定器は、上述の様に構成され作用する為、ｎｍのオ ーダ等、高精度の測定が可能となる。しかも、熱等の外乱の影響を受け難く、信 頼性に富む測定を行なえる為、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体構成を示す図。

【図２】測定手段を示す側面図。

【図３】コーナーキューブの上面並びに側面を示す図。

【図４】検出手段を示す図。

【図５】本考案の第二実施例の要部を示す図。

【符号の説明】

１ 被測定物 ２ 測定手段 ３ 光源手段 ４ 光学手段 ５ 検出手段 ６ 横軸 ７ アーム ８ 探針 ９ アイソレーター １０ １／２波長板 １１ 偏波面保持ファイバー １２ 第一の偏光ビームスプリッタ １３ 第一の反射鏡 １４ １／４波長板 １５ 第二の反射鏡 １６ コーナーキューブ １７ 第三の反射鏡 １８ 第一の反射面 １９ 第二の反射面 ２０ 第三の反射面 ２１ 直角プリズム ２２ 第一のビームスプリッタ ２３ 第二のビームスプリッタ ２４ 第二の偏光ビームスプリッタ ２５ 第三の偏光ビームスプリッタ ２６ 第一の光電変換素子 ２７ 第二の光電変換素子 ２８ 第三の光電変換素子 ２９ 第四の光電変換素子 ３０ １／４波長板 ３１ 移動ステージ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に対する相対移動自在で、この
   被測定物の表面形状に応じて変位する測定手段と、光源
   手段と、この光源手段から出射した光束を、参照光と上
   記測定手段の変位を測定する為の測定光とに分割すると
   共に、上記測定手段の変位に伴なって変化する上記測定
   光の光路長を増幅させる光学手段と、この光路長に基づ
   いて上記被測定物の表面形状を算出する検出手段とを備
   え、上記測定手段は、可動腕体と、この可動腕体の一端
   に設けられ、被測定物の表面に接触した状態でこの表面
   を追従する探針とを有し、上記光学手段は、上記光源手
   段から出射した光束を、ほぼ共通な光路を進む上記参照
   光と測定光とに分割する第一の偏光ビームスプリッタ及
   び第一の反射鏡と、上記可動腕体の他端に設けられ、上
   記測定光を変位させて入射方向と逆向きに送り出すコー
   ナーキューブと、このコ−ナ−キュ−ブを出射した測定
   光、及び上記参照光を透過させる１／４波長板と、この
   １／４波長板を出射した測定光を逆行させるべく反射さ
   せる第二の反射鏡と、上記１／４波長板を透過した上記
   参照光を逆行させるべく反射させる第三の反射鏡と、こ
   の第三の反射鏡で反射して逆行し上記第一の偏光ビーム
   スプリッタで反射した参照光、及び上記第二の反射鏡で
   反射して逆行し上記コーナーキューブを経て上記第一の
   偏光ビームスプリッタを透過した測定光を、この第一の
   偏光ビームスプリッタに向け反射させる反射部材とを有
   し、上記検出手段は、参照光と測定光との干渉強度を電
   気信号に変換し、この電気信号の位相差から上記被測定
   物の表面形状を算出するものであり、上記参照光は、第
   一の反射鏡で反射後、第三の反射鏡と反射部材との間を
   ２往復した後、上記検出手段に入る光路を取り、上記測
   定光は、第一の偏光ビームスプリッタを出射後、第二の
   反射鏡と反射部材との間を２往復する事でその光路長を
   増幅した後、上記検出手段に入る光路を取る事を特徴と
   する、接触式表面形状測定器。