JPH08193805A - 光干渉計およびそれを用いた干渉計測方法 - Google Patents
光干渉計およびそれを用いた干渉計測方法Info
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- JPH08193805A JPH08193805A JP7003751A JP375195A JPH08193805A JP H08193805 A JPH08193805 A JP H08193805A JP 7003751 A JP7003751 A JP 7003751A JP 375195 A JP375195 A JP 375195A JP H08193805 A JPH08193805 A JP H08193805A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非球面および形状精度の低い被測定物を高精
度で計測できる光干渉計およびそれを用いた干渉計測方
法を提供することにある。 【構成】 レーザ光源１から被測定物５に至る光路上に
可変鏡９と、可変鏡９の変形量分布を検出する波面形状
検出器１０を設け、可変鏡９で波面を変形させたレーザ
光を波面変換レンズ２４を介して被測定物５の被測定面
５ａに照射し、被測定面５ａで反射された被測定波面を
レーザ光源１と可変鏡９との間の光路上に設けられた半
透鏡６で反射するとともにレーザ光源１から照射され、
基準平面２３で反射されたレーザ光と合成し、レンズ７
によって光強度検出器１３に干渉縞の像を結像させる。
光強度検出器１３は干渉縞の像に基づく光強度信号を干
渉縞解析装置１４に出力し、干渉縞解析装置１４は光強
度検出器１３の検出信号および波面形状検出器１０で得
られた可変鏡９の変形量分布から被測定面５ａの表面形
状を計測する。
度で計測できる光干渉計およびそれを用いた干渉計測方
法を提供することにある。 【構成】 レーザ光源１から被測定物５に至る光路上に
可変鏡９と、可変鏡９の変形量分布を検出する波面形状
検出器１０を設け、可変鏡９で波面を変形させたレーザ
光を波面変換レンズ２４を介して被測定物５の被測定面
５ａに照射し、被測定面５ａで反射された被測定波面を
レーザ光源１と可変鏡９との間の光路上に設けられた半
透鏡６で反射するとともにレーザ光源１から照射され、
基準平面２３で反射されたレーザ光と合成し、レンズ７
によって光強度検出器１３に干渉縞の像を結像させる。
光強度検出器１３は干渉縞の像に基づく光強度信号を干
渉縞解析装置１４に出力し、干渉縞解析装置１４は光強
度検出器１３の検出信号および波面形状検出器１０で得
られた可変鏡９の変形量分布から被測定面５ａの表面形
状を計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光波の干渉現象を利用し
て光波の位相分布（光波面形状）を計測することにより
物体の形状あるいは屈折率の分布等の特性を計測する光
干渉計およびそれを用いた干渉計測方法に関し、特に、
形状精度の低い非球面の被測定物であっても被測定面の
形状を高精度で計測できる光干渉計およびそれを用いた
干渉計測方法に関する。
て光波の位相分布（光波面形状）を計測することにより
物体の形状あるいは屈折率の分布等の特性を計測する光
干渉計およびそれを用いた干渉計測方法に関し、特に、
形状精度の低い非球面の被測定物であっても被測定面の
形状を高精度で計測できる光干渉計およびそれを用いた
干渉計測方法に関する。
【０００２】
【従来技術】光波の干渉現象を利用した光干渉計は、鏡
面物体の形状を光の波長、即ち、サブミクロン以上の精
度で非接触で計測できることから、高精度計測の分野で
広く利用されている。
面物体の形状を光の波長、即ち、サブミクロン以上の精
度で非接触で計測できることから、高精度計測の分野で
広く利用されている。
【０００３】図８（ａ）は、従来の光干渉計を示し、レ
ーザ光源１から照射されるレーザ光を拡大するエキスパ
ンダレンズ２と、エキスパンダレンズ２で拡大されたレ
ーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ３と、被測
定物５に面して理想的形状で形成された半透面４ａを有
する原器４と、エキスパンダレンズ２とコリメータレン
ズ３との間の光路上に設けられる半透鏡（ハーフミラ
ー）６と、半透鏡６の反射側の分岐光路上に設けられた
レンズ７と、レンズ７による像が結像される観察面８と
を有する。
ーザ光源１から照射されるレーザ光を拡大するエキスパ
ンダレンズ２と、エキスパンダレンズ２で拡大されたレ
ーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ３と、被測
定物５に面して理想的形状で形成された半透面４ａを有
する原器４と、エキスパンダレンズ２とコリメータレン
ズ３との間の光路上に設けられる半透鏡（ハーフミラ
ー）６と、半透鏡６の反射側の分岐光路上に設けられた
レンズ７と、レンズ７による像が結像される観察面８と
を有する。
【０００４】上記した光干渉計によると、レーザ光源１
から照射されるレーザ光は、エキスパンダレンズ２で拡
大され、更にコリメータレンズ３で平行光に変換された
後、原器４に入射し、半透面４ａによってその一部が反
射され基準波面を生成する。一方、半透面４ａを透過し
たレーザ光は被測定物５の被測定面５ａで反射され、被
測定波面を生成する。
から照射されるレーザ光は、エキスパンダレンズ２で拡
大され、更にコリメータレンズ３で平行光に変換された
後、原器４に入射し、半透面４ａによってその一部が反
射され基準波面を生成する。一方、半透面４ａを透過し
たレーザ光は被測定物５の被測定面５ａで反射され、被
測定波面を生成する。
【０００５】被測定波面と基準波面は、エキスパンダレ
ンズ２とコリメータレンズ３との間の光路上に設けられ
る半透鏡６によって反射され、レンズ７によって観察面
８上に干渉縞を生成する。
ンズ２とコリメータレンズ３との間の光路上に設けられ
る半透鏡６によって反射され、レンズ７によって観察面
８上に干渉縞を生成する。
【０００６】図８（ｂ）に示すように、半透面４ａで反
射された基準波面４Ａと被測定面５ａで反射された被測
定波面５Ａが干渉して縞を形成する。しかし、基準波面
４Ａと被測定波面５Ａの形状差が著しく大きいときは干
渉縞が得られない。
射された基準波面４Ａと被測定面５ａで反射された被測
定波面５Ａが干渉して縞を形成する。しかし、基準波面
４Ａと被測定波面５Ａの形状差が著しく大きいときは干
渉縞が得られない。
【０００７】このような光干渉計では、干渉縞を得るた
めに高精度で形成された原器を必要とするが、現状では
平面あるいは球面以外の原器を作製することが困難であ
るため、例えば、非球面の形状を計測しようとすると原
器の半透面で反射される光の波面と被測定波面の形状の
差異が大きくなって干渉縞を得ることができない。図８
（ｂ）の場合では、球面の基準波面４Ａと非球面の被測
定波面５Ａの形状差τが光源の波長に比べて著しく大き
いときは干渉縞が得られない。
めに高精度で形成された原器を必要とするが、現状では
平面あるいは球面以外の原器を作製することが困難であ
るため、例えば、非球面の形状を計測しようとすると原
器の半透面で反射される光の波面と被測定波面の形状の
差異が大きくなって干渉縞を得ることができない。図８
（ｂ）の場合では、球面の基準波面４Ａと非球面の被測
定波面５Ａの形状差τが光源の波長に比べて著しく大き
いときは干渉縞が得られない。
【０００８】かかる不都合を解決するものとして、計算
機ホログラムによって理想的非球面形状の光波面を生成
し、この計算機ホログラムを原器として使用する方法が
特開平２−２４５０４号に開示されているが、計算機ホ
ログラムによって生成された光波面の形状の精度を検証
することができず、また、波面形状の精度が得られたと
しても被測定物の形状精度が充分でない場合には計算機
ホログラムを用いた計測は困難である。
機ホログラムによって理想的非球面形状の光波面を生成
し、この計算機ホログラムを原器として使用する方法が
特開平２−２４５０４号に開示されているが、計算機ホ
ログラムによって生成された光波面の形状の精度を検証
することができず、また、波面形状の精度が得られたと
しても被測定物の形状精度が充分でない場合には計算機
ホログラムを用いた計測は困難である。
【０００９】一方、非球面の非測定面を球面あるいは平
面の小さな領域に分割し、球面あるいは平面で形成され
た基準原器を用いて各領域の測定を繰り返し、隣接する
領域の形状情報を繋ぎ合わせて被測定面全体の形状を得
るようにした方法が特開昭５８−１７３４２３号に開示
されている。
面の小さな領域に分割し、球面あるいは平面で形成され
た基準原器を用いて各領域の測定を繰り返し、隣接する
領域の形状情報を繋ぎ合わせて被測定面全体の形状を得
るようにした方法が特開昭５８−１７３４２３号に開示
されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭５８−
１７３４２３号の干渉計測方法によると、被測定面の形
状が球面より大きくずれていると分割領域が狭くなりす
ぎて計測が不可能になってしまい、また、繋ぎ合わせの
情報の精度が低下することになる。換言すると、上記し
たいずれの方法においても、被測定面の形状に沿った原
器を用意することが困難であるため、被測定面の形状に
よっては計測が困難、あるいは計測精度が著しく低下す
るという問題がある。従って、本発明の目的は、非球面
および形状精度の低い被測定物を高精度で計測できる光
干渉計およびそれを用いた干渉計測方法を提供すること
にある。
１７３４２３号の干渉計測方法によると、被測定面の形
状が球面より大きくずれていると分割領域が狭くなりす
ぎて計測が不可能になってしまい、また、繋ぎ合わせの
情報の精度が低下することになる。換言すると、上記し
たいずれの方法においても、被測定面の形状に沿った原
器を用意することが困難であるため、被測定面の形状に
よっては計測が困難、あるいは計測精度が著しく低下す
るという問題がある。従って、本発明の目的は、非球面
および形状精度の低い被測定物を高精度で計測できる光
干渉計およびそれを用いた干渉計測方法を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は非球面および形
状精度の低い被測定物を高精度で計測するため、被測定
波面または基準波面を生成する光学系の光路中に設けら
れ、前記被測定波面または前記基準波面の形状を所定の
形状に変形させて両波面の形状をほぼ同じにする波面形
状変形素子を有する光干渉計を提供する。
状精度の低い被測定物を高精度で計測するため、被測定
波面または基準波面を生成する光学系の光路中に設けら
れ、前記被測定波面または前記基準波面の形状を所定の
形状に変形させて両波面の形状をほぼ同じにする波面形
状変形素子を有する光干渉計を提供する。
【００１２】また、本発明は上記した目的を達成するた
め、被測定波面または基準波面の形状を所定の形状に変
形させて両波面の形状をほぼ同じにし、前記両波面の形
状がほぼ同じにされた前記被測定波面または前記基準波
面の干渉縞から得られた光強度を演算することによって
前記被測定波面の形状を計測する干渉計測方法を提供す
る。
め、被測定波面または基準波面の形状を所定の形状に変
形させて両波面の形状をほぼ同じにし、前記両波面の形
状がほぼ同じにされた前記被測定波面または前記基準波
面の干渉縞から得られた光強度を演算することによって
前記被測定波面の形状を計測する干渉計測方法を提供す
る。
【００１３】本発明の光干渉計において、波面形状変形
手段による波面形状変形量を検出する波面形状変形量検
出手段を備えることが精度上望ましい。
手段による波面形状変形量を検出する波面形状変形量検
出手段を備えることが精度上望ましい。
【００１４】また、本発明の干渉計測方法において、変
形させられた被測定波面または基準波面の変形量を検出
し、この変形量に基づいてほぼ同じ形状にされた前記被
測定波面または前記基準波面の干渉縞から得られた光強
度を演算することが精度上望ましい。更に、被測定波面
または基準波面の変形量は干渉縞の本数が最も少なく干
渉縞が最も太くなるように設定することが精度上望まし
い。
形させられた被測定波面または基準波面の変形量を検出
し、この変形量に基づいてほぼ同じ形状にされた前記被
測定波面または前記基準波面の干渉縞から得られた光強
度を演算することが精度上望ましい。更に、被測定波面
または基準波面の変形量は干渉縞の本数が最も少なく干
渉縞が最も太くなるように設定することが精度上望まし
い。
【００１５】
【作用】基準波面あるいは被測定波面を波面形状変形手
段で変形させることによって、両波面の形状をほぼ同じ
にすることができる。従って、基準波面と被測定波面を
干渉させて干渉縞を得ることができる。このようにして
得られた干渉縞の光強度を検出し、光強度に基づく検出
信号を演算手段で演算することによって被測定面の形状
を計測する。
段で変形させることによって、両波面の形状をほぼ同じ
にすることができる。従って、基準波面と被測定波面を
干渉させて干渉縞を得ることができる。このようにして
得られた干渉縞の光強度を検出し、光強度に基づく検出
信号を演算手段で演算することによって被測定面の形状
を計測する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の光干渉計およびそれを用いた
干渉計測方法を図面を参照しつつ詳細に説明する。従来
技術と同一の構成および機能を有する部分については同
一の引用数字を附しているので重複する説明を省略す
る。
干渉計測方法を図面を参照しつつ詳細に説明する。従来
技術と同一の構成および機能を有する部分については同
一の引用数字を附しているので重複する説明を省略す
る。
【００１７】図１は、本発明の一実施例における光干渉
計を示し、レーザ光源１から照射されるレーザ光の光路
上に設けられる可変鏡９と、可変鏡９で反射される光の
波面形状の変形量（可変鏡９の反射面の変形量）を検出
する波面形状検出器１０と、可変鏡９で反射されたレー
ザ光を所定の径に拡大するエキスパンダレンズ１１と、
エキスパンダレンズ１１で拡大されたレーザ光を平行光
に変換するコリメータレンズ１２と、被測定物５に面し
て所定の波面を生成する波面変換レンズ２４と、レーザ
光源１と可変鏡９との間に設けられる半透鏡６と、半透
鏡６の反射側の分岐光路上に設けられたレンズ７と、レ
ンズ７によって形成される干渉縞の像の光強度を検出す
る光強度検出器１３と、光強度検出器１３で検出された
光強度信号を解析する干渉縞解析装置１４と、レーザ光
源１から照射されるレーザ光を半透鏡６を介して光強度
検出器１３に入射するように反射する基準平面２３を有
する。
計を示し、レーザ光源１から照射されるレーザ光の光路
上に設けられる可変鏡９と、可変鏡９で反射される光の
波面形状の変形量（可変鏡９の反射面の変形量）を検出
する波面形状検出器１０と、可変鏡９で反射されたレー
ザ光を所定の径に拡大するエキスパンダレンズ１１と、
エキスパンダレンズ１１で拡大されたレーザ光を平行光
に変換するコリメータレンズ１２と、被測定物５に面し
て所定の波面を生成する波面変換レンズ２４と、レーザ
光源１と可変鏡９との間に設けられる半透鏡６と、半透
鏡６の反射側の分岐光路上に設けられたレンズ７と、レ
ンズ７によって形成される干渉縞の像の光強度を検出す
る光強度検出器１３と、光強度検出器１３で検出された
光強度信号を解析する干渉縞解析装置１４と、レーザ光
源１から照射されるレーザ光を半透鏡６を介して光強度
検出器１３に入射するように反射する基準平面２３を有
する。
【００１８】図２は、可変鏡９の断面図を示し、基板９
ａ上に配置された複数のアクチュエータ９ｂと、アクチ
ュエータ９ｂの突出子９ｃの先端に固定され、表面に反
射面９ｄが形成された板状のガラス９ｅとを有し、ガラ
ス９ｅはアクチュエータ９ｂの突出子９ｃの突出量に基
づいて弾性変形し、表面の反射面９ｄを変形させるよう
に構成されている。
ａ上に配置された複数のアクチュエータ９ｂと、アクチ
ュエータ９ｂの突出子９ｃの先端に固定され、表面に反
射面９ｄが形成された板状のガラス９ｅとを有し、ガラ
ス９ｅはアクチュエータ９ｂの突出子９ｃの突出量に基
づいて弾性変形し、表面の反射面９ｄを変形させるよう
に構成されている。
【００１９】図３は、波面形状検出器１０を示してお
り、波面形状モニタ用光源１０ａより照射される光を平
行光に変換する波面形状モニタ用光学系１０ｂと、可変
鏡９への光路上に配置される半透鏡１０ｃと、半透鏡１
０ｃで分岐された可変鏡方向とは異なる分岐光路上に配
置され、同一の焦点距離を有する複数のマイクロレンズ
アレー１０ｄと、マイクロレンズアレー１０ｄの集光位
置に配置された結像部１０ｅより構成されており、波面
形状モニタ用光源１０ａより照射され、可変鏡９で反射
された光を半透鏡１０ｃを介してマイクロレンズアレー
１０ｄに導き、マイクロレンズアレー１０ｄによって結
像部１０ｅ上に集光される結像点の配列から可変鏡９が
与える変形量分布を検出する。この装置はシャックハル
トマン装置と呼ばれる。
り、波面形状モニタ用光源１０ａより照射される光を平
行光に変換する波面形状モニタ用光学系１０ｂと、可変
鏡９への光路上に配置される半透鏡１０ｃと、半透鏡１
０ｃで分岐された可変鏡方向とは異なる分岐光路上に配
置され、同一の焦点距離を有する複数のマイクロレンズ
アレー１０ｄと、マイクロレンズアレー１０ｄの集光位
置に配置された結像部１０ｅより構成されており、波面
形状モニタ用光源１０ａより照射され、可変鏡９で反射
された光を半透鏡１０ｃを介してマイクロレンズアレー
１０ｄに導き、マイクロレンズアレー１０ｄによって結
像部１０ｅ上に集光される結像点の配列から可変鏡９が
与える変形量分布を検出する。この装置はシャックハル
トマン装置と呼ばれる。
【００２０】波面形状検出器１０は、波面形状モニタ用
光源１０ａから光を照射し、可変鏡９で反射された光を
半透鏡１０ｃを介してマイクロレンズアレー１０ｄに導
くことによって、結像部１０ｅ上に結像点を形成させ
る。
光源１０ａから光を照射し、可変鏡９で反射された光を
半透鏡１０ｃを介してマイクロレンズアレー１０ｄに導
くことによって、結像部１０ｅ上に結像点を形成させ
る。
【００２１】上記した光干渉計の動作を以下に説明す
る。レーザ光源１から照射されたレーザ光は可変鏡９で
反射されてエキスパンダレンズ１１，コリメータレンズ
１２を介して波面変換レンズ２４に入射する。
る。レーザ光源１から照射されたレーザ光は可変鏡９で
反射されてエキスパンダレンズ１１，コリメータレンズ
１２を介して波面変換レンズ２４に入射する。
【００２２】波面変換レンズ２４に入射したレーザ光
は、波面変換レンズ２４の形状に応じた所定の波面に変
換されて被測定物５の被測定面５ａに照射される。この
とき、レーザ光の波面形状が、被測定面５ａの形状にで
きる限り近くなるように可変鏡９を変形させる。
は、波面変換レンズ２４の形状に応じた所定の波面に変
換されて被測定物５の被測定面５ａに照射される。この
とき、レーザ光の波面形状が、被測定面５ａの形状にで
きる限り近くなるように可変鏡９を変形させる。
【００２３】可変鏡９は、アクチュエータ９ｂの突出子
９ｃの突出量を変化させることによってガラス９ｅを弾
性変形させることにより、反射面９ｄの表面形状を変化
させる。例えば、可変鏡９によって反射された波面形状
モニタ用光源１０ａの反射光が非直線性の波面形状Ａを
有していると、結像点は点線Ｂに示すように波面形状検
出器１０の結像部１０ｅ上に不規則に配列され、その位
置（座標）から可変鏡９がレーザ光に与える変形量分布
が検出される。
９ｃの突出量を変化させることによってガラス９ｅを弾
性変形させることにより、反射面９ｄの表面形状を変化
させる。例えば、可変鏡９によって反射された波面形状
モニタ用光源１０ａの反射光が非直線性の波面形状Ａを
有していると、結像点は点線Ｂに示すように波面形状検
出器１０の結像部１０ｅ上に不規則に配列され、その位
置（座標）から可変鏡９がレーザ光に与える変形量分布
が検出される。
【００２４】反射面９ｄの変形量の分布、即ち、レーザ
光に与える波面変形量の分布ξ（ｘ，ｙ）は（１）式に
よって求められる。 ｇ（ｘ，ｙ）≒ψ（ｘ，ｙ）＋ξ（ｘ，ｙ）−−−（１） ここで、ｇ（ｘ，ｙ）は被測定物５の被測定面形状であ
り、ψ（ｘ，ｙ）は反射面９ｄの表面形状を変形させな
いときの波面形状である。
光に与える波面変形量の分布ξ（ｘ，ｙ）は（１）式に
よって求められる。 ｇ（ｘ，ｙ）≒ψ（ｘ，ｙ）＋ξ（ｘ，ｙ）−−−（１） ここで、ｇ（ｘ，ｙ）は被測定物５の被測定面形状であ
り、ψ（ｘ，ｙ）は反射面９ｄの表面形状を変形させな
いときの波面形状である。
【００２５】一方、被測定面５ａで反射された被測定波
面は、可変鏡９で反射されて半透鏡６に入射し、更に半
透鏡６で反射される際に、基準平面２３で反射される波
面と合成される。この合成波面は、反対側の分岐光路上
に設けられているレンズ７によって光強度検出器１３に
導かれる。
面は、可変鏡９で反射されて半透鏡６に入射し、更に半
透鏡６で反射される際に、基準平面２３で反射される波
面と合成される。この合成波面は、反対側の分岐光路上
に設けられているレンズ７によって光強度検出器１３に
導かれる。
【００２６】光強度検出器１３は、例えば、ＴＶカメラ
のような２次元光センサの他に、空間的に走査する機構
を備えたフォトマルチプライヤーやフォトダイオード等
の点状光センサを使用することもできる。
のような２次元光センサの他に、空間的に走査する機構
を備えたフォトマルチプライヤーやフォトダイオード等
の点状光センサを使用することもできる。
【００２７】光強度検出器１３は、干渉縞画像の光強度
を検出し、その光強度信号を干渉縞解析装置１４に出力
する。干渉縞解析装置１４は光強度検出器１３の光強度
信号に基づいて被測定物５の被測定面５ａの形状を算出
する。
を検出し、その光強度信号を干渉縞解析装置１４に出力
する。干渉縞解析装置１４は光強度検出器１３の光強度
信号に基づいて被測定物５の被測定面５ａの形状を算出
する。
【００２８】ここで、（１）式における反射面９ｄの表
面形状を変形させないときの波面形状ψ（ｘ，ｙ）、お
よび波面形状検出器１０で検出された可変鏡９によるレ
ーザ光の波面変形量の分布ξ（ｘ，ｙ）とすると、干渉
縞が示す波面形状Δ（ｘ，ｙ）は（２）式で求められ
る。 ｇ（ｘ，ｙ）≒ψ（ｘ，ｙ）＋ξ（ｘ，ｙ）＋Δ（ｘ，ｙ）−−−（２） ｇ（ｘ，ｙ）は（１）式と同様に被測定物５の被測定面
形状であり、干渉縞の本数が最も少なく、かつ、最も太
くなるように可変鏡９を操作してレーザ光の波面を変形
させることによって、波面変換レンズ２４を介して被測
定物５の被測定面５ａに照射されるレーザ光を被測定面
形状に沿った波面形状とすることができる。
面形状を変形させないときの波面形状ψ（ｘ，ｙ）、お
よび波面形状検出器１０で検出された可変鏡９によるレ
ーザ光の波面変形量の分布ξ（ｘ，ｙ）とすると、干渉
縞が示す波面形状Δ（ｘ，ｙ）は（２）式で求められ
る。 ｇ（ｘ，ｙ）≒ψ（ｘ，ｙ）＋ξ（ｘ，ｙ）＋Δ（ｘ，ｙ）−−−（２） ｇ（ｘ，ｙ）は（１）式と同様に被測定物５の被測定面
形状であり、干渉縞の本数が最も少なく、かつ、最も太
くなるように可変鏡９を操作してレーザ光の波面を変形
させることによって、波面変換レンズ２４を介して被測
定物５の被測定面５ａに照射されるレーザ光を被測定面
形状に沿った波面形状とすることができる。
【００２９】このように、被測定物５の被測定面５ａに
照射されるレーザ光を被測定面形状に沿った波面形状と
することによって干渉縞の生成が可能となるので、非球
面あるいは形状精度の良くない被測定物の計測を行うこ
とができる。
照射されるレーザ光を被測定面形状に沿った波面形状と
することによって干渉縞の生成が可能となるので、非球
面あるいは形状精度の良くない被測定物の計測を行うこ
とができる。
【００３０】以上の実施例ではレーザ光源を使用してい
るが、これに限定されるものではなく、計測に必要な干
渉性を有する光ビームを照射するものであれば良い。ま
た、干渉光学系の形式もこれに限定されるものではな
く、例えば、マッハ−ツェンダー型、フィゾー型等の干
渉光学系に適用することもできる。
るが、これに限定されるものではなく、計測に必要な干
渉性を有する光ビームを照射するものであれば良い。ま
た、干渉光学系の形式もこれに限定されるものではな
く、例えば、マッハ−ツェンダー型、フィゾー型等の干
渉光学系に適用することもできる。
【００３１】図４は、本発明の他の実施例における光干
渉計を示す。Ｈｅ−Ｎｅレーザ１５より照射されるレー
ザ光を反射して可変鏡２０に入射させる反射ミラー１６
と、可変鏡２０と反射ミラー１６の間の光路上に設けら
れた半透鏡６と、反射ミラー１６で反射されたＨｅ−Ｎ
ｅレーザ１５からのレーザ光を半透鏡６を介して光強度
検出器１３に入射するように反射する基準平面２３と、
可変鏡２０に正対して設けられる波面形状検出器１０
と、可変鏡２０で反射されたレーザ光を所定の径に拡大
するエキスパンダレンズ２と、エキスパンダレンズ２で
拡大されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレン
ズ３と、被測定物５に面して所定の波面を生成する波面
変換レンズ２４と、半透鏡６の反射側の分岐光路上に設
けられたＴＶカメラ１８と、ＴＶカメラ１８によって撮
影された干渉縞画像を解析して表示するパーソナルコン
ピューター１９を有している。
渉計を示す。Ｈｅ−Ｎｅレーザ１５より照射されるレー
ザ光を反射して可変鏡２０に入射させる反射ミラー１６
と、可変鏡２０と反射ミラー１６の間の光路上に設けら
れた半透鏡６と、反射ミラー１６で反射されたＨｅ−Ｎ
ｅレーザ１５からのレーザ光を半透鏡６を介して光強度
検出器１３に入射するように反射する基準平面２３と、
可変鏡２０に正対して設けられる波面形状検出器１０
と、可変鏡２０で反射されたレーザ光を所定の径に拡大
するエキスパンダレンズ２と、エキスパンダレンズ２で
拡大されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレン
ズ３と、被測定物５に面して所定の波面を生成する波面
変換レンズ２４と、半透鏡６の反射側の分岐光路上に設
けられたＴＶカメラ１８と、ＴＶカメラ１８によって撮
影された干渉縞画像を解析して表示するパーソナルコン
ピューター１９を有している。
【００３２】図５は、可変鏡２０の断面図を示し、基板
２０ａ上には複数のピエゾアクチュエータ２０ｂが配置
され、ピエゾアクチュエータ２０ｂの突出子２０ｃには
研磨された表面に反射膜を蒸着して形成された反射鏡部
２０ｄを有するガラス２０ｅが固定されている。その他
の構成および機能については図１の光干渉計と同様であ
るので説明を省略する。
２０ａ上には複数のピエゾアクチュエータ２０ｂが配置
され、ピエゾアクチュエータ２０ｂの突出子２０ｃには
研磨された表面に反射膜を蒸着して形成された反射鏡部
２０ｄを有するガラス２０ｅが固定されている。その他
の構成および機能については図１の光干渉計と同様であ
るので説明を省略する。
【００３３】図６は、本発明の更に他の実施例における
光干渉計を示し、レーザ光源１５から反射ミラー１６に
至る光路上に設けられる電気光学空間位相変調素子２１
と、電気光学空間位相変調素子２１より出射されるレー
ザ光を分岐する半透鏡２２と、半透鏡２２の反射側の分
岐光路上に設けられる波面形状検出器１０を有してい
る。他の構成および機能については図４の光干渉計と同
様であるので説明を省略する。
光干渉計を示し、レーザ光源１５から反射ミラー１６に
至る光路上に設けられる電気光学空間位相変調素子２１
と、電気光学空間位相変調素子２１より出射されるレー
ザ光を分岐する半透鏡２２と、半透鏡２２の反射側の分
岐光路上に設けられる波面形状検出器１０を有してい
る。他の構成および機能については図４の光干渉計と同
様であるので説明を省略する。
【００３４】図７は、電気光学空間位相変調素子２１の
構造を示し、電気光学効果を有する板状の結晶部材２１
ａと、結晶部材２１ａの入射側と出射側に取り付けら
れ、２次元に配置されたセグメント状の透明電極２１ｂ
および２１ｃを有している。
構造を示し、電気光学効果を有する板状の結晶部材２１
ａと、結晶部材２１ａの入射側と出射側に取り付けら
れ、２次元に配置されたセグメント状の透明電極２１ｂ
および２１ｃを有している。
【００３５】電気光学空間位相変調素子２１は、透明電
極に電圧を印加することにより、例えば、ａの方向に電
場が形成されると、そのセグメントにおける結晶部材２
１ａの屈折率が変化することによって、矢印の方向に透
過するレーザ光の波面形状をＡからＢに変化させる。一
方、電圧が印加されないセグメントでは屈折率は変化せ
ず、レーザ光はそのまま透過する。
極に電圧を印加することにより、例えば、ａの方向に電
場が形成されると、そのセグメントにおける結晶部材２
１ａの屈折率が変化することによって、矢印の方向に透
過するレーザ光の波面形状をＡからＢに変化させる。一
方、電圧が印加されないセグメントでは屈折率は変化せ
ず、レーザ光はそのまま透過する。
【００３６】従って、波面形状検出器１０でレーザ光の
波面形状を観察しながら、電気光学空間位相変調素子２
１の２次元配置された透明電極２１ｂおよび２１ｃを適
宜選択して電圧を印加することによって、エキスパンダ
レンズ２，コリメータレンズ３を介して波面変換レンズ
２４に照射されるレーザ光の波面形状を所望の形状に設
定することができる。図６では透過型の電気光学空間位
相変調素子２１を用いているが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、反射型のものを使用しても良い。
波面形状を観察しながら、電気光学空間位相変調素子２
１の２次元配置された透明電極２１ｂおよび２１ｃを適
宜選択して電圧を印加することによって、エキスパンダ
レンズ２，コリメータレンズ３を介して波面変換レンズ
２４に照射されるレーザ光の波面形状を所望の形状に設
定することができる。図６では透過型の電気光学空間位
相変調素子２１を用いているが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、反射型のものを使用しても良い。
【００３７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光干渉計お
よび干渉計測方法によると、基準波面と被測定波面の形
状をほぼ同じにするようにしたため、非球面および形状
精度の低い被測定物を高精度で計測することができる。
よび干渉計測方法によると、基準波面と被測定波面の形
状をほぼ同じにするようにしたため、非球面および形状
精度の低い被測定物を高精度で計測することができる。
【図１】本発明の一実施例における光干渉計の構成を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】本発明の一実施例における可変鏡９を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例における波面形状検出器１０
の構成を示す説明図である。
の構成を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施例における光干渉計の構成を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】本発明の一実施例における可変鏡２０を示す断
面図である。
面図である。
【図６】本発明の更に他の実施例における光干渉計の構
成を示す説明図である。
成を示す説明図である。
【図７】電気光学空間位相変調素子２１の構造を示す断
面図である。
面図である。
【図８】従来の光干渉計の構造を示す説明図である。
１，レーザ光源 ２，エキスパンダレンズ ３，コリメータレンズ ４，原器 ４Ａ，基準波面 ４ａ，半透面 ５，被測定物 ５Ａ，被測定波面 ５ａ，被測定面 ６，半透鏡 ７，レンズ ８，観察面 ９，可変鏡 ９ａ，基板 ９ｂ，アクチュエータ ９ｃ，突出子 ９ｄ，反射面 ９ｅ，ガラス １０，波面形状検出器 １０ａ，波面形状モニタ用光源 １０ｂ，波面形状モニタ用光学系 １０ｃ，半透鏡 １０ｄ，マイクロレンズアレー １０ｅ，結像部 １１，エキスパンダレンズ １２，コリメータレンズ １３，光強度検出器 １４，干渉縞解析装置 １５，Ｈｅ−Ｎｅレーザ １６，反射ミラー １８，ＴＶカメラ １９，パーソナルコンピューター ２０，可変鏡 ２０ａ，基板 ２０ｂ，ピエゾアクチュエータ ２０ｃ，突出子 ２０ｄ，反射鏡部 ２０ｅ，ガラス ２１，電気光学空間位相変調素子 ２１ａ，結晶部材 ２１ｂ，２１ｃ，透明電極 ２２，半透鏡 ２３，基準平面 ２４，波面変換レンズ
Claims (5)
- 【請求項１】 光源から光学系を介して被測定物の被測
定面に光を照射することにより得られる被測定波面と前
記光学系で得られる基準波面との干渉縞を検出し、前記
干渉縞に基づいて前記被測定波面の形状を計測する光干
渉計において、 前記被測定波面または前記基準波面を生成する光学系の
光路中に設けられ、前記被測定波面または前記基準波面
の形状を所定の形状に変形させて両波面の形状をほぼ同
じにする波面形状変形素子を有することを特徴とする光
干渉計。 - 【請求項２】 光源から光学系を介して被測定物の被測
定面に光を照射することにより得られる被測定波面と前
記光学系で得られる基準波面との干渉縞を検出し、前記
干渉縞に基づいて前記被測定波面の形状を計測する光干
渉計において、 前記被測定波面または前記基準波面を生成する光学系の
光路中に設けられ、前記被測定波面または前記基準波面
の形状を所定の形状に変形させて両波面の形状をほぼ同
じにする波面形状変形素子と、 前記波面形状変形素子によって変形させられた前記被測
定波面または前記基準波面の変形量を検出する波面形状
変形量検出手段とを備え、 前記変形量に基づいて前記被測定波面の形状の計測を行
うことを特徴とする光干渉計。 - 【請求項３】 光源から光学系を介して被測定物の被測
定面に光を照射することにより得られる被測定波面と、
前記光学系で得られる基準波面との干渉縞を検出し、前
記干渉縞に基づいて前記被測定波面の形状を求める干渉
測定方法において、 前記被測定波面または前記基準波面の形状を所定の形状
に変形させて両波面の形状をほぼ同じにし、 前記両波面の形状がほぼ同じにされた前記被測定波面ま
たは前記基準波面の干渉縞から得られた光強度を演算す
ることによって前記被測定波面の形状を計測することを
特徴とする干渉計測方法。 - 【請求項４】 光源から光学系を介して被測定物の被測
定面に光を照射することにより得られる被測定波面と、
前記光学系で得られる基準波面との干渉縞を検出し、前
記干渉縞に基づいて前記被測定波面の形状を求める干渉
測定方法において、 前記被測定波面または前記基準波面の形状を所定の形状
に変形させて両波面の形状をほぼ同じにし、 変形させられた前記被測定波面または前記基準波面の変
形量を検出し、 前記両波面の形状がほぼ同じにされた前記被測定波面ま
たは前記基準波面の干渉縞から得られた光強度を前記変
形量に基づいて演算することによって前記被測定波面の
形状を計測することを特徴とする干渉計測方法。 - 【請求項５】 前記被測定波面または前記基準波面の変
形は、前記干渉縞の本数が最も少なく、前記干渉縞が最
も太くなるように前記変形量が設定される請求項第３項
あるいは第４項記載の干渉計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003751A JPH08193805A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光干渉計およびそれを用いた干渉計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003751A JPH08193805A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光干渉計およびそれを用いた干渉計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08193805A true JPH08193805A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11565905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7003751A Pending JPH08193805A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 光干渉計およびそれを用いた干渉計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08193805A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310612A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Canon Inc | 干渉計 |
| JP2002310611A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Canon Inc | 干渉計 |
| US6832020B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-12-14 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| JP2009162539A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Fujinon Corp | 光波干渉測定装置 |
| JP2009244227A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujinon Corp | 光波干渉測定装置 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP7003751A patent/JPH08193805A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310612A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Canon Inc | 干渉計 |
| JP2002310611A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-23 | Canon Inc | 干渉計 |
| JP4590124B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2010-12-01 | キヤノン株式会社 | 測定装置 |
| US6832020B2 (en) | 2001-07-17 | 2004-12-14 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| US7197211B2 (en) | 2001-07-17 | 2007-03-27 | Fujitsu Limited | Variable wavelength dispersion compensator |
| JP2009162539A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Fujinon Corp | 光波干渉測定装置 |
| JP2009244227A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujinon Corp | 光波干渉測定装置 |
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