JPH08240418A - 計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法 - Google Patents
計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法Info
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- JPH08240418A JPH08240418A JP6883195A JP6883195A JPH08240418A JP H08240418 A JPH08240418 A JP H08240418A JP 6883195 A JP6883195 A JP 6883195A JP 6883195 A JP6883195 A JP 6883195A JP H08240418 A JPH08240418 A JP H08240418A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明な平板の面上に目的の異なる計算機ホロ
グラムを複数個形成し、この計算機ホログラムを有する
平板を用いて、該平板の位置出し、被検査面の位置出し
及び被検査面の測定が容易に、且つ正確に行える計算機
ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法を得
ること。 【構成】 透明な平板の面上に被検査面を計測する為の
波面を所定の入射光波面に対して発生させる測定用計算
機ホログラム及び該測定用計算機ホログラムに対する該
被検査面の適切な位置を設定する為の被検物位置出し計
算機ホログラムを有する平板にして、該被検物位置出し
計算機ホログラムは所定の入射光波面に対して各々独立
して該被検査面の異なる点に集光する波面を発生する複
数のサブホログラムより成ることを特徴とする計算機ホ
ログラムを有する平板。
グラムを複数個形成し、この計算機ホログラムを有する
平板を用いて、該平板の位置出し、被検査面の位置出し
及び被検査面の測定が容易に、且つ正確に行える計算機
ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法を得
ること。 【構成】 透明な平板の面上に被検査面を計測する為の
波面を所定の入射光波面に対して発生させる測定用計算
機ホログラム及び該測定用計算機ホログラムに対する該
被検査面の適切な位置を設定する為の被検物位置出し計
算機ホログラムを有する平板にして、該被検物位置出し
計算機ホログラムは所定の入射光波面に対して各々独立
して該被検査面の異なる点に集光する波面を発生する複
数のサブホログラムより成ることを特徴とする計算機ホ
ログラムを有する平板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は計算機ホログラムを用い
て被検物体、特に非球面の形状測定を光学的に行う場合
に好適な計算機ホログラムを有する平板及びそれを用い
た計測方法に関するものである。
て被検物体、特に非球面の形状測定を光学的に行う場合
に好適な計算機ホログラムを有する平板及びそれを用い
た計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光学系に新しい機能が求められる
のに伴い光学系への非球面の適用が盛んになってきてい
る。コンパクトビデオカメラ、走査光学系など新しく開
発された分野では非球面が積極的に活用されている。
のに伴い光学系への非球面の適用が盛んになってきてい
る。コンパクトビデオカメラ、走査光学系など新しく開
発された分野では非球面が積極的に活用されている。
【０００３】非球面を用いる場合の問題点の一つに、で
き上がった非球面の形状検査がある。特に非球面量が大
きくなると、通常のフィゾー型の干渉計では発生する干
渉縞の数が多くなりすぎ、実質的に測定が困難になると
いう問題がある。
き上がった非球面の形状検査がある。特に非球面量が大
きくなると、通常のフィゾー型の干渉計では発生する干
渉縞の数が多くなりすぎ、実質的に測定が困難になると
いう問題がある。
【０００４】このため従来、非球面の測定では通常の干
渉計による球面測定とは異なる手法が用いられている。
接触プローブを用いて機械的に非球面を測定する方法
や、計算機ホログラムを用いて被測定面（非球面）に対
する等価波面を発生させて計測する方法などが一般的に
知られている。
渉計による球面測定とは異なる手法が用いられている。
接触プローブを用いて機械的に非球面を測定する方法
や、計算機ホログラムを用いて被測定面（非球面）に対
する等価波面を発生させて計測する方法などが一般的に
知られている。
【０００５】特に計算機ホログラムを用いる方法は任意
の波面を発生させることができ、又、干渉縞の形で被測
定面を測定できるため、高精度、高速で被測定面全体を
２次元測定できるということで注目されている。
の波面を発生させることができ、又、干渉縞の形で被測
定面を測定できるため、高精度、高速で被測定面全体を
２次元測定できるということで注目されている。
【０００６】従来、計算機ホログラムを使用する測定の
場合、測定用ガラス基板上には測定用の計算機ホログラ
ムのみが描画されている場合があった。又本出願人は特
開平5-157532号公報において同一ガラス基板上に測定用
の計算機ホログラムに加えてガラス基板の位置合わせ用
の計算機ホログラムを設け、測定に際しては、まず基板
位置合わせ用の計算機ホログラムを使用して干渉計に対
してガラス基板の位置合わせを行い、しかる後に基板を
その基板面に沿って所定量移動して測定用の計算機ホロ
グラムを所定位置にセットし、非球面の形状を測定して
いる。
場合、測定用ガラス基板上には測定用の計算機ホログラ
ムのみが描画されている場合があった。又本出願人は特
開平5-157532号公報において同一ガラス基板上に測定用
の計算機ホログラムに加えてガラス基板の位置合わせ用
の計算機ホログラムを設け、測定に際しては、まず基板
位置合わせ用の計算機ホログラムを使用して干渉計に対
してガラス基板の位置合わせを行い、しかる後に基板を
その基板面に沿って所定量移動して測定用の計算機ホロ
グラムを所定位置にセットし、非球面の形状を測定して
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにガラス基板上に測定用計算機ホログラムと同ガラ
ス基板の位置合わせ用の計算機ホログラムのみが設けら
れている場合には、被検物を測定装置にセットするのに
機械的な位置精度により被検物の位置出しを行う方法に
頼っていた。しかしながら機械的な位置精度で被検査面
を正しい位置にセットするには一般的に精度不足であ
り、被検査面の製作誤差を正確に観察、測定することは
困難であった。
ようにガラス基板上に測定用計算機ホログラムと同ガラ
ス基板の位置合わせ用の計算機ホログラムのみが設けら
れている場合には、被検物を測定装置にセットするのに
機械的な位置精度により被検物の位置出しを行う方法に
頼っていた。しかしながら機械的な位置精度で被検査面
を正しい位置にセットするには一般的に精度不足であ
り、被検査面の製作誤差を正確に観察、測定することは
困難であった。
【０００８】本発明は、透明な平板の面上に目的の異な
る計算機ホログラムを複数個形成し、この計算機ホログ
ラムを有する平板を用いて、該平板の位置出し、被検査
面の位置出し及び被検査面の測定が容易に、且つ正確に
行え、従って被検査面としての非球面の製作誤差を容易
に且つ高精度で観察、測定できる計算機ホログラムを有
する平板及びそれを用いた計測方法を提供することを目
的としている。
る計算機ホログラムを複数個形成し、この計算機ホログ
ラムを有する平板を用いて、該平板の位置出し、被検査
面の位置出し及び被検査面の測定が容易に、且つ正確に
行え、従って被検査面としての非球面の製作誤差を容易
に且つ高精度で観察、測定できる計算機ホログラムを有
する平板及びそれを用いた計測方法を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の計算機ホログラ
ムを有する平板は、 （１−１） 透明な平板の面上に被検査面を計測する為
の波面を所定の入射光波面に対して発生させる測定用計
算機ホログラム及び該測定用計算機ホログラムに対する
該被検査面の適切な位置を設定する為の被検物位置出し
計算機ホログラムとを有し、該被検物位置出し計算機ホ
ログラムは所定の入射光波面に対して各々独立して該被
検査面の異なる点に集光する波面を発生する複数のサブ
ホログラムより成ること等を特徴としている。
ムを有する平板は、 （１−１） 透明な平板の面上に被検査面を計測する為
の波面を所定の入射光波面に対して発生させる測定用計
算機ホログラム及び該測定用計算機ホログラムに対する
該被検査面の適切な位置を設定する為の被検物位置出し
計算機ホログラムとを有し、該被検物位置出し計算機ホ
ログラムは所定の入射光波面に対して各々独立して該被
検査面の異なる点に集光する波面を発生する複数のサブ
ホログラムより成ること等を特徴としている。
【００１０】特に、 （１−１−１） 前記被検物位置出し計算機ホログラム
は、前記平板上で直交する２つの軸線の夫々において、
その上に中心を有する少なくとも２つのサブホログラム
を有する。 （１−１−２） 前記被検物位置出しホログラムは、前
記平板上で直交する２つの軸線の夫々において、その上
に中心を有して２つの軸線の交点に対して対称な少なく
とも２つのサブホログラムを有する。 （１−１−３） 前記平板の面上に前記入射光波面の位
相共役波面を有する回折光束を発生する反射型の基板位
置出し計算機ホログラムを形成している。こと等を特徴
としている。
は、前記平板上で直交する２つの軸線の夫々において、
その上に中心を有する少なくとも２つのサブホログラム
を有する。 （１−１−２） 前記被検物位置出しホログラムは、前
記平板上で直交する２つの軸線の夫々において、その上
に中心を有して２つの軸線の交点に対して対称な少なく
とも２つのサブホログラムを有する。 （１−１−３） 前記平板の面上に前記入射光波面の位
相共役波面を有する回折光束を発生する反射型の基板位
置出し計算機ホログラムを形成している。こと等を特徴
としている。
【００１１】又、本発明の計測方法は、 （１−２） （１−１）、（１−１−１）項又は（１−
１−２）項の平板に干渉計より光束を入射させ、前記被
検物位置出しホログラムにより前記被検査面の位置出し
を行い、次いで該平板を所定量移動して前記測定用計算
機ホログラムにより該被検査面の形状を測定する。 （１−３） （１−１−３）項の平板に干渉計より光束
を入射させ、前記基板位置出し計算機ホログラムにより
該干渉計に対する該平板の適切な位置を設定した後に該
平板を所定量移動して前記被検物位置出しホログラムに
より前記被検査面の位置出しを行い、次いで該平板を所
定量移動して前記測定用計算機ホログラムにより該被検
査面の形状を測定する。こと等を特徴としている。
１−２）項の平板に干渉計より光束を入射させ、前記被
検物位置出しホログラムにより前記被検査面の位置出し
を行い、次いで該平板を所定量移動して前記測定用計算
機ホログラムにより該被検査面の形状を測定する。 （１−３） （１−１−３）項の平板に干渉計より光束
を入射させ、前記基板位置出し計算機ホログラムにより
該干渉計に対する該平板の適切な位置を設定した後に該
平板を所定量移動して前記被検物位置出しホログラムに
より前記被検査面の位置出しを行い、次いで該平板を所
定量移動して前記測定用計算機ホログラムにより該被検
査面の形状を測定する。こと等を特徴としている。
【００１２】
【実施例】図１〜図９は本発明の計算機ホログラムを有
する平板を用いた計測方法の実施例１の説明図である。
図１は実施例１で使用する計算機ホログラムを有する平
板の説明図、図５は実施例１によるガラス基板の位置出
しの説明図、図２、３、４は実施例１による被検物位置
出しの説明図、図８、９は実施例１による被検査面の測
定の説明図である。
する平板を用いた計測方法の実施例１の説明図である。
図１は実施例１で使用する計算機ホログラムを有する平
板の説明図、図５は実施例１によるガラス基板の位置出
しの説明図、図２、３、４は実施例１による被検物位置
出しの説明図、図８、９は実施例１による被検査面の測
定の説明図である。
【００１３】図中、１はレーザー光源、４はレンズ２、
３よりなるコリメーターレンズ、５はビームスプリッタ
ー、６は集光レンズである。集光レンズ６の一方の面７
は参照面である。参照面７は入射光を数％反射して、基
準光束を形成する。
３よりなるコリメーターレンズ、５はビームスプリッタ
ー、６は集光レンズである。集光レンズ６の一方の面７
は参照面である。参照面７は入射光を数％反射して、基
準光束を形成する。
【００１４】８は計算機ホログラムが形成されている透
明な平板、例えばガラス平板（基板）である。１０はガ
ラス基板８上に描画している被検査面の面精度測定用の
測定用計算機ホログラム（以後「測定用ホログラム」と
略称する）であり、１０0 はその中心である。９は被検
査面の位置出しをする為の被検物位置出し計算機ホログ
ラム（以後「被検物位置出しホログラム」と略称する）
であり、９0 はその中心である。１１はガラス基板８の
位置出しをする為の基板位置出し計算機ホログラム（以
後「基板位置出しホログラム」と略称する）であり、１
１0 はその中心である。ガラス基板８及びこれらのホロ
グラムは計算機ホログラムを有する平板１０１の一要素
を構成している。
明な平板、例えばガラス平板（基板）である。１０はガ
ラス基板８上に描画している被検査面の面精度測定用の
測定用計算機ホログラム（以後「測定用ホログラム」と
略称する）であり、１０0 はその中心である。９は被検
査面の位置出しをする為の被検物位置出し計算機ホログ
ラム（以後「被検物位置出しホログラム」と略称する）
であり、９0 はその中心である。１１はガラス基板８の
位置出しをする為の基板位置出し計算機ホログラム（以
後「基板位置出しホログラム」と略称する）であり、１
１0 はその中心である。ガラス基板８及びこれらのホロ
グラムは計算機ホログラムを有する平板１０１の一要素
を構成している。
【００１５】１２は被検査面（トーリック面）１３を有
する被検レンズ（被検物）である。２０は被検物セット
治具であり、不図示の治具取り付け台に取り付けて使用
する。１４はＣＣＤカメラ１５上に干渉縞の像を結像す
る為の結像レンズである。
する被検レンズ（被検物）である。２０は被検物セット
治具であり、不図示の治具取り付け台に取り付けて使用
する。１４はＣＣＤカメラ１５上に干渉縞の像を結像す
る為の結像レンズである。
【００１６】以上の各要素の内、レーザー光源１、コリ
メーターレンズ４、ビームスプリッター５、集光レンズ
６、結像レンズ１４、ＣＣＤカメラ１５等は干渉計１０
０の一要素を構成している。
メーターレンズ４、ビームスプリッター５、集光レンズ
６、結像レンズ１４、ＣＣＤカメラ１５等は干渉計１０
０の一要素を構成している。
【００１７】図１は実施例１で使用する計算機ホログラ
ムを有する平板１０１の説明図である。本実施例では図
に示すようにガラス基板８上に基板位置出しホログラム
１１と測定用ホログラム１０と本発明の特徴である被検
物位置出しホログラム９とを設けている。
ムを有する平板１０１の説明図である。本実施例では図
に示すようにガラス基板８上に基板位置出しホログラム
１１と測定用ホログラム１０と本発明の特徴である被検
物位置出しホログラム９とを設けている。
【００１８】図１に示すように被検物位置出しホログラ
ム９は５つのホログラム（以後サブホログラムと称す）
９C ，９R ，９L ，９U ，９D から構成している。中心
に位置するサブホログラム９C の中心は被検物位置出し
ホログラム９の中心９0 と一致している。２つのサブホ
ログラム９U ，９D の中心は前記中心を通る縦軸線上に
前記中心から等距離にある。又、２つのサブホログラム
９R ，９L の中心は前記中心を通り縦軸に直交する横軸
線上に前記中心から等距離にある。
ム９は５つのホログラム（以後サブホログラムと称す）
９C ，９R ，９L ，９U ，９D から構成している。中心
に位置するサブホログラム９C の中心は被検物位置出し
ホログラム９の中心９0 と一致している。２つのサブホ
ログラム９U ，９D の中心は前記中心を通る縦軸線上に
前記中心から等距離にある。又、２つのサブホログラム
９R ，９L の中心は前記中心を通り縦軸に直交する横軸
線上に前記中心から等距離にある。
【００１９】これらのサブホログラムは干渉計からの所
定収束光を受けて、夫々透過回折光を発生し、そのうち
の所定次数の回折光が被検物の位置出しの役割を果た
す。即ち被検査面１３が被検物位置出しホログラム９に
対して所定の位置に位置している場合、図２、３、４に
示すようにサブホログラム９C から発生する所定次数の
回折光は被検査面（トーリック面）１３の母線（主経
線）と干渉計から出て中心９0 を通る光線と交わる点Ｓ
C に集光する。サブホログラム９R ，９L から発生する
所定次数の回折光は被検査面１３の母線上で点ＳC の右
に位置する点ＳR と左に位置する点ＳL に集光する。サ
ブホログラム９U ，９D から発生する所定次数の回折光
は被検査面１３の子線（副経線）上で点ＳC の上に位置
する点ＳU と下に位置する点ＳD に集光する。
定収束光を受けて、夫々透過回折光を発生し、そのうち
の所定次数の回折光が被検物の位置出しの役割を果た
す。即ち被検査面１３が被検物位置出しホログラム９に
対して所定の位置に位置している場合、図２、３、４に
示すようにサブホログラム９C から発生する所定次数の
回折光は被検査面（トーリック面）１３の母線（主経
線）と干渉計から出て中心９0 を通る光線と交わる点Ｓ
C に集光する。サブホログラム９R ，９L から発生する
所定次数の回折光は被検査面１３の母線上で点ＳC の右
に位置する点ＳR と左に位置する点ＳL に集光する。サ
ブホログラム９U ，９D から発生する所定次数の回折光
は被検査面１３の子線（副経線）上で点ＳC の上に位置
する点ＳU と下に位置する点ＳD に集光する。
【００２０】本実施例による非球面形状の測定方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２１】まず計算機ホログラムを形成しているガラ
ス基板８を測定光学系（干渉計１００）に対して所定の
位置に位置出しする。その手順は次のとおりである。ま
ず図５に示すように基板位置出しホログラム１１を集光
レンズ６に対しておおよそ正しい位置にセットする。そ
して干渉計１００を動作させれば、レーザー光源１から
射出した光はコリメーターレンズ４を通って広がった平
行光束となり、ビームスプリッタ５を通って集光レンズ
６に入射する。集光レンズ６では大部分の光が透過して
収束球面波光束（参照波）となる。一方、集光レンズ６
の中の参照面７で反射した数％の光は集光レンズ６を出
ると平行光束となりビームスプリッター５で反射して結
像レンズ１４を通りＣＣＤカメラ１５に入射する。この
光束は常に基準光束となる。
ス基板８を測定光学系（干渉計１００）に対して所定の
位置に位置出しする。その手順は次のとおりである。ま
ず図５に示すように基板位置出しホログラム１１を集光
レンズ６に対しておおよそ正しい位置にセットする。そ
して干渉計１００を動作させれば、レーザー光源１から
射出した光はコリメーターレンズ４を通って広がった平
行光束となり、ビームスプリッタ５を通って集光レンズ
６に入射する。集光レンズ６では大部分の光が透過して
収束球面波光束（参照波）となる。一方、集光レンズ６
の中の参照面７で反射した数％の光は集光レンズ６を出
ると平行光束となりビームスプリッター５で反射して結
像レンズ１４を通りＣＣＤカメラ１５に入射する。この
光束は常に基準光束となる。
【００２２】一方、集光レンズ６を透過した収束球面波
光束（参照波）はガラス基板８に入射する。入射した光
束は基板位置出しホログラム１１により反射回折し、所
定の回折次数の回折光束はガラス基板８への入射光束と
略同じ経路を辿って集光レンズ６へ戻り、ビームスプリ
ッタ５、結像レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１５へ達
する。これは参照光束である。そしてこの参照光束の波
面と基準光束の波面とが干渉してＣＣＤカメラ１５上で
干渉縞を発生する。
光束（参照波）はガラス基板８に入射する。入射した光
束は基板位置出しホログラム１１により反射回折し、所
定の回折次数の回折光束はガラス基板８への入射光束と
略同じ経路を辿って集光レンズ６へ戻り、ビームスプリ
ッタ５、結像レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１５へ達
する。これは参照光束である。そしてこの参照光束の波
面と基準光束の波面とが干渉してＣＣＤカメラ１５上で
干渉縞を発生する。
【００２３】この干渉縞を観察しながら不図示の基板取
付台を操作してガラス基板８の位置及び傾きを調節し、
干渉縞をヌルの状態（干渉縞が０本の状態）にする。ヌ
ル干渉縞の状態が達成されれば基板位置出しホログラム
１１を干渉計１００に対して正確に位置合わせしている
ことになる。即ちガラス基板８を干渉計１００に対して
正しい位置にセットしている。
付台を操作してガラス基板８の位置及び傾きを調節し、
干渉縞をヌルの状態（干渉縞が０本の状態）にする。ヌ
ル干渉縞の状態が達成されれば基板位置出しホログラム
１１を干渉計１００に対して正確に位置合わせしている
ことになる。即ちガラス基板８を干渉計１００に対して
正しい位置にセットしている。
【００２４】次に被検物の位置出しを行う。上記の手順
でガラス基板８を干渉計１００に対して正しい位置にセ
ットした後、ガラス基板８を機械的にずらして基板位置
出しホログラム１１の在った位置に被検物位置出しホロ
グラム９をセットする（図２は実施例１による被検物位
置出しの説明図（平面図）であり、図３はその側面図で
ある）。これはガラス基板８上での両ホログラム９、１
１の位置関係が予め分かっているので、その位置関係に
基づきホログラム面内でガラス基板８をシフトさせ、被
検物位置出しホログラム９の中心９0 を基板位置出しホ
ログラム１１の中心１１0 が在った位置に設定すれば良
い。以上の作業によって被検物位置出しホログラム９は
干渉計１００に対して正しい位置にセットしている。
でガラス基板８を干渉計１００に対して正しい位置にセ
ットした後、ガラス基板８を機械的にずらして基板位置
出しホログラム１１の在った位置に被検物位置出しホロ
グラム９をセットする（図２は実施例１による被検物位
置出しの説明図（平面図）であり、図３はその側面図で
ある）。これはガラス基板８上での両ホログラム９、１
１の位置関係が予め分かっているので、その位置関係に
基づきホログラム面内でガラス基板８をシフトさせ、被
検物位置出しホログラム９の中心９0 を基板位置出しホ
ログラム１１の中心１１0 が在った位置に設定すれば良
い。以上の作業によって被検物位置出しホログラム９は
干渉計１００に対して正しい位置にセットしている。
【００２５】次に、被検物セット治具２０に被検物１２
を取り付け、被検物位置出しホログラム９の後方の治具
取り付け台（不図示）にセットする。この状態で干渉計
１００を動作させれば集光レンズ６から参照波が射出し
て被検物位置出しホログラム９を構成しているサブホロ
グラム９C ，９R ，９L ，９U ，９D に入射して透過回
折光を発生する。
を取り付け、被検物位置出しホログラム９の後方の治具
取り付け台（不図示）にセットする。この状態で干渉計
１００を動作させれば集光レンズ６から参照波が射出し
て被検物位置出しホログラム９を構成しているサブホロ
グラム９C ，９R ，９L ，９U ，９D に入射して透過回
折光を発生する。
【００２６】これらのサブホログラムより発生した所定
次数の光束は各サブホログラム毎に独立して図２、３、
４に示すように被検査面１３上の５箇所の点ＳC ，Ｓ
R ，ＳL ，ＳU ，ＳD に集光する。これらの点に集光し
た光束は被検査面１３で反射されて入射時と略同じ経路
を辿って被検物位置出しホログラム９に再び戻り、再び
透過回折光を発生し、その内の特定の次数の回折光束が
集光レンズ６、ビームスプリッター５、結像レンズ１４
を介してＣＣＤカメラ１５に達する。この光束は参照光
束である。
次数の光束は各サブホログラム毎に独立して図２、３、
４に示すように被検査面１３上の５箇所の点ＳC ，Ｓ
R ，ＳL ，ＳU ，ＳD に集光する。これらの点に集光し
た光束は被検査面１３で反射されて入射時と略同じ経路
を辿って被検物位置出しホログラム９に再び戻り、再び
透過回折光を発生し、その内の特定の次数の回折光束が
集光レンズ６、ビームスプリッター５、結像レンズ１４
を介してＣＣＤカメラ１５に達する。この光束は参照光
束である。
【００２７】この参照光束の波面と集光レンズ６の参照
面７で反射した来た基準光束の波面が干渉し、ＣＣＤカ
メラ１５上で干渉縞が観察される。この時ＣＣＤカメラ
１５により観察される干渉縞は例えば図６のようにな
る。
面７で反射した来た基準光束の波面が干渉し、ＣＣＤカ
メラ１５上で干渉縞が観察される。この時ＣＣＤカメラ
１５により観察される干渉縞は例えば図６のようにな
る。
【００２８】この干渉縞を観察しながら不図示の治具取
付台を操作して被検物セット治具２０の位置、傾き等を
調節し、干渉縞をヌルの状態にする。図７に示すように
全く干渉縞が無い状態が達成されれば被検査面１３を被
検物位置出しホログラム９に対して正確に位置出しした
ことになる。
付台を操作して被検物セット治具２０の位置、傾き等を
調節し、干渉縞をヌルの状態にする。図７に示すように
全く干渉縞が無い状態が達成されれば被検査面１３を被
検物位置出しホログラム９に対して正確に位置出しした
ことになる。
【００２９】最後に、被検査面１３の検査を行う。その
手順は次のとおりである。上記の手順でガラス基板８に
対して被検査面１３を正しい位置にセットした後、ガラ
ス基板８を機械的にずらして被検物位置出しホログラム
９が在った位置に測定用ホログラム１０をセットする
（図８、９）。これはガラス基板８上での両ホログラム
の位置関係が予め分かっているので、その位置関係に基
づきホログラム面内でガラス基板８をシフトさせ、測定
用ホログラム１０の中心１０0 を被検物位置出しホログ
ラム９の中心９0 が在った位置に設定すれば良い。以上
の作業によって測定用ホログラム１０は干渉計１００に
対して正しい位置にセットしている。
手順は次のとおりである。上記の手順でガラス基板８に
対して被検査面１３を正しい位置にセットした後、ガラ
ス基板８を機械的にずらして被検物位置出しホログラム
９が在った位置に測定用ホログラム１０をセットする
（図８、９）。これはガラス基板８上での両ホログラム
の位置関係が予め分かっているので、その位置関係に基
づきホログラム面内でガラス基板８をシフトさせ、測定
用ホログラム１０の中心１０0 を被検物位置出しホログ
ラム９の中心９0 が在った位置に設定すれば良い。以上
の作業によって測定用ホログラム１０は干渉計１００に
対して正しい位置にセットしている。
【００３０】以上の動作を行った後、干渉計１００を動
作させれば、集光レンズ６から参照波が射出して測定用
ホログラム１０に入射して透過回折光を発生する。本発
明ではその内の特定の次数の回折光束を使用する。この
光束は設計非球面の等価波面を形成する収束波であり、
もし被検査面１３に製作誤差が無ければ被検査面１３に
垂直に入射する光束である。（図８はトーリック面であ
る被検査面１３の母線断面、図９では子線断面を示
す）。
作させれば、集光レンズ６から参照波が射出して測定用
ホログラム１０に入射して透過回折光を発生する。本発
明ではその内の特定の次数の回折光束を使用する。この
光束は設計非球面の等価波面を形成する収束波であり、
もし被検査面１３に製作誤差が無ければ被検査面１３に
垂直に入射する光束である。（図８はトーリック面であ
る被検査面１３の母線断面、図９では子線断面を示
す）。
【００３１】そしてこの光束は被検査面１３に入射し、
反射された光束はそのまま測定用ホログラム１０に再び
戻り、再び透過回折光を発生し、その内の特定の次数の
回折光束が集光レンズ６、ビームスプリッター５、結像
レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１５に達する。この光
束は測定光束である。
反射された光束はそのまま測定用ホログラム１０に再び
戻り、再び透過回折光を発生し、その内の特定の次数の
回折光束が集光レンズ６、ビームスプリッター５、結像
レンズ１４を介してＣＣＤカメラ１５に達する。この光
束は測定光束である。
【００３２】この測定光束の波面と集光レンズ６の参照
面７で反射した来た基準光束の波面が干渉し、ＣＣＤカ
メラ１５上で干渉縞が観察される。被検査面１３に製作
誤差がなければ測定用ホログラム１０に戻ってくる光束
は被検査面１３の入射光束の位相共役波となっており、
測定用ホログラム１０で再回折した光が参照波の位相共
役波となってＣＣＤカメラ１５上ではヌルの干渉縞が形
成される。被検査面１３に製作誤差があればそれが測定
光束の波面の乱れとなってＣＣＤカメラ１５上で干渉縞
として観察される。
面７で反射した来た基準光束の波面が干渉し、ＣＣＤカ
メラ１５上で干渉縞が観察される。被検査面１３に製作
誤差がなければ測定用ホログラム１０に戻ってくる光束
は被検査面１３の入射光束の位相共役波となっており、
測定用ホログラム１０で再回折した光が参照波の位相共
役波となってＣＣＤカメラ１５上ではヌルの干渉縞が形
成される。被検査面１３に製作誤差があればそれが測定
光束の波面の乱れとなってＣＣＤカメラ１５上で干渉縞
として観察される。
【００３３】本実施例では以上の手順により、ガラス基
板８の位置出しを行った後、被検物位置出しホログラム
９によって被検査面の縦、横方向の傾き、面内回転、位
置等の状態を把握しながら被検査面１３の位置出しを行
い、速やかに被検査面１３の位置出しを終わる。次いで
直ちに被検査面の測定を行える。従って非球面の製作誤
差の観察、測定が高精度で短時間に実施できる。
板８の位置出しを行った後、被検物位置出しホログラム
９によって被検査面の縦、横方向の傾き、面内回転、位
置等の状態を把握しながら被検査面１３の位置出しを行
い、速やかに被検査面１３の位置出しを終わる。次いで
直ちに被検査面の測定を行える。従って非球面の製作誤
差の観察、測定が高精度で短時間に実施できる。
【００３４】図１０は本発明の計算機ホログラムを有す
る平板を用いた計測方法の実施例２の説明図である。本
実施例の計測方法が実施例１と異なるところは被検査面
１３の位置出しを行うに当たって被検査面１３上の位置
出し点の数は実施例１と同じく５点であるが、位置出し
点の位置が異なる。そして構成として異なる点は被検物
の位置出しホログラム９の部分であり、その他の構成は
同じである。
る平板を用いた計測方法の実施例２の説明図である。本
実施例の計測方法が実施例１と異なるところは被検査面
１３の位置出しを行うに当たって被検査面１３上の位置
出し点の数は実施例１と同じく５点であるが、位置出し
点の位置が異なる。そして構成として異なる点は被検物
の位置出しホログラム９の部分であり、その他の構成は
同じである。
【００３５】即ち、本実施例では図１０に示すように被
検物位置出しホログラム９は５つのサブホログラム９
C ，９UR，９UL，９DR，９DLから構成している。中心に
位置するサブホログラム９C の中心は被検物位置出しホ
ログラム９の中心９0 と一致している。４つのサブホロ
グラム９UR，９UL，９DR，９DLの中心は前記中心９0 を
通る縦、横軸線に対して４５度方向に中心９0 から等距
離に設けている。
検物位置出しホログラム９は５つのサブホログラム９
C ，９UR，９UL，９DR，９DLから構成している。中心に
位置するサブホログラム９C の中心は被検物位置出しホ
ログラム９の中心９0 と一致している。４つのサブホロ
グラム９UR，９UL，９DR，９DLの中心は前記中心９0 を
通る縦、横軸線に対して４５度方向に中心９0 から等距
離に設けている。
【００３６】これらのサブホログラムは干渉計からの所
定収束光を受けて、夫々透過回折光を発生し、そのうち
の所定次数の回折光が被検物の位置出しの役割を果た
す。即ち被検査面１３が被検物位置出しホログラム９に
対して所定の位置に位置している場合、サブホログラム
９C から発生する所定次数の回折光は被検査面（トーリ
ック面）１３の母線（主経線）と干渉計から出て中心９
0 を通る光線と交わる点ＳC に集光する。サブホログラ
ム９UR，９DRから発生する所定次数の回折光は点ＳC よ
り或る距離離れた位置の子線上で母線の上下略等距離の
点ＳUR，ＳDRに集光する。同様にサブホログラム９UL，
９DLから発生する所定次数の回折光は点ＳC より或る距
離離れた位置の子線上で母線の上下略等距離の点ＳUL，
ＳDLに集光する（図１１）。
定収束光を受けて、夫々透過回折光を発生し、そのうち
の所定次数の回折光が被検物の位置出しの役割を果た
す。即ち被検査面１３が被検物位置出しホログラム９に
対して所定の位置に位置している場合、サブホログラム
９C から発生する所定次数の回折光は被検査面（トーリ
ック面）１３の母線（主経線）と干渉計から出て中心９
0 を通る光線と交わる点ＳC に集光する。サブホログラ
ム９UR，９DRから発生する所定次数の回折光は点ＳC よ
り或る距離離れた位置の子線上で母線の上下略等距離の
点ＳUR，ＳDRに集光する。同様にサブホログラム９UL，
９DLから発生する所定次数の回折光は点ＳC より或る距
離離れた位置の子線上で母線の上下略等距離の点ＳUL，
ＳDLに集光する（図１１）。
【００３７】本実施例では以上の手順により、ガラス基
板８の位置出しを行った後、被検物位置出しホログラム
９によって被検査面の縦、横方向の傾き、面内回転、位
置等の状態を把握しながら被検査面１３の位置出しを行
い、速やかに被検査面１３の位置出しを終わる。更に本
実施例の被検物位置出しホログラム９を構成するサブホ
ログラムの内周辺部にあるサブホログラム９UR，９UL，
９DR，９DLは対称のパターンのホログラムとなる為、計
算機ホログラムを作成する際の計算は１パターン分で済
む。（実施例１では２パターンであった）。従って非球
面の製作誤差の観察、測定が高精度でより短時間に実施
できる。
板８の位置出しを行った後、被検物位置出しホログラム
９によって被検査面の縦、横方向の傾き、面内回転、位
置等の状態を把握しながら被検査面１３の位置出しを行
い、速やかに被検査面１３の位置出しを終わる。更に本
実施例の被検物位置出しホログラム９を構成するサブホ
ログラムの内周辺部にあるサブホログラム９UR，９UL，
９DR，９DLは対称のパターンのホログラムとなる為、計
算機ホログラムを作成する際の計算は１パターン分で済
む。（実施例１では２パターンであった）。従って非球
面の製作誤差の観察、測定が高精度でより短時間に実施
できる。
【００３８】実施例１、２を通じて本発明の計算機ホロ
グラムを有する平板は、被検査面としての非球面の等価
波面を発生する測定用ホログラムと基板位置出しホログ
ラムに加えて、ホログラムを有するガラス基板８に対し
て被検査面を正しい位置に設置する為の特殊な被検物位
置出しホログラムを設けている。
グラムを有する平板は、被検査面としての非球面の等価
波面を発生する測定用ホログラムと基板位置出しホログ
ラムに加えて、ホログラムを有するガラス基板８に対し
て被検査面を正しい位置に設置する為の特殊な被検物位
置出しホログラムを設けている。
【００３９】本発明の計算機ホログラムを有する平板を
用いた計測方法は、かかる計算機ホログラムを有する平
板を使用するので、ガラス基板８の位置出し、被検査面
１３の位置出し、被検査面１３の測定が容易に、且つ正
確に行える。
用いた計測方法は、かかる計算機ホログラムを有する平
板を使用するので、ガラス基板８の位置出し、被検査面
１３の位置出し、被検査面１３の測定が容易に、且つ正
確に行える。
【００４０】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、透明な平板
の面上に目的の異なる計算機ホログラムを複数個形成
し、この計算機ホログラムを有する平板を用いて、該平
板の位置出し、被検査面の位置出し及び被検査面の測定
が容易に、且つ正確に行え、従って被検査面としての非
球面の製作誤差を容易に且つ高精度で観察、測定できる
計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方
法を達成している。
の面上に目的の異なる計算機ホログラムを複数個形成
し、この計算機ホログラムを有する平板を用いて、該平
板の位置出し、被検査面の位置出し及び被検査面の測定
が容易に、且つ正確に行え、従って被検査面としての非
球面の製作誤差を容易に且つ高精度で観察、測定できる
計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方
法を達成している。
【００４１】特に、 （２−１） 被検査面の位置出しを効率良く、高精度に
行え、被検査面としての非球面の面精度（製作誤差）を
容易に且つ高精度で観察、測定できる。
行え、被検査面としての非球面の面精度（製作誤差）を
容易に且つ高精度で観察、測定できる。
【００４２】また、この測定結果を加工工程へフィード
バックし、更に正確な加工を行うことによって非球面レ
ンズを高精度、かつ高速で製作することができる。 （２−２） 被検査面の状態（縦、横方向の傾き、面内
回転、位置等）を把握しながら被検査面の位置出しを行
うことができるので、測定時間を短縮する。 （２−３） 実施例２によれば被検査面上の５つの位置
出し点に対応する５つのサブホログラムを２種類のパタ
ーン（対称のパターンは１つと勘定して）で作成できる
ので、計算機ホログラムの作成にかかる手間が少なくて
済み、より容易に速やかな測定ができる。 （２−４） ガラス基板の位置出しホログラム、被検物
位置出しホログラム及び測定用ホログラムすべてを同一
の平板上に設けたので、被検物位置出しホログラムのセ
ット、測定用ホログラムのセットが容易且つ精度良く行
える。 等の効果がある。
バックし、更に正確な加工を行うことによって非球面レ
ンズを高精度、かつ高速で製作することができる。 （２−２） 被検査面の状態（縦、横方向の傾き、面内
回転、位置等）を把握しながら被検査面の位置出しを行
うことができるので、測定時間を短縮する。 （２−３） 実施例２によれば被検査面上の５つの位置
出し点に対応する５つのサブホログラムを２種類のパタ
ーン（対称のパターンは１つと勘定して）で作成できる
ので、計算機ホログラムの作成にかかる手間が少なくて
済み、より容易に速やかな測定ができる。 （２−４） ガラス基板の位置出しホログラム、被検物
位置出しホログラム及び測定用ホログラムすべてを同一
の平板上に設けたので、被検物位置出しホログラムのセ
ット、測定用ホログラムのセットが容易且つ精度良く行
える。 等の効果がある。
【図１】 実施例１の計算機ホログラムを有する平板の
説明図
説明図
【図２】 本発明の計算機ホログラムを有する平板を用
いた計測方法の実施例１による被検物位置出しの説明図
（平面図）
いた計測方法の実施例１による被検物位置出しの説明図
（平面図）
【図３】 実施例１による被検物位置出しの説明図（側
面図）
面図）
【図４】 本発明の計算機ホログラムを有する平板を用
いた計測方法の実施例１による被検物位置出しの説明図
（斜視図）
いた計測方法の実施例１による被検物位置出しの説明図
（斜視図）
【図５】 実施例１によるガラス基板の位置出しの説明
図
図
【図６】 実施例１で観察される干渉縞の例（被検査面
の位置出し完了前）
の位置出し完了前）
【図７】 実施例１で観察される干渉縞の例（被検査面
の位置出し完了後）
の位置出し完了後）
【図８】 実施例１による被検査面の測定の説明図（母
線断面方向）
線断面方向）
【図９】 実施例１による被検査面の測定の説明図（子
線断面方向）
線断面方向）
【図１０】 本発明の計算機ホログラムを有する平板を
用いた計測方法の実施例２の説明図被検物位置出しホロ
グラムの説明図
用いた計測方法の実施例２の説明図被検物位置出しホロ
グラムの説明図
【図１１】 本発明の計算機ホログラムを有する平板を
用いた計測方法の実施例２による被検物位置出しの説明
図（斜視図）
用いた計測方法の実施例２による被検物位置出しの説明
図（斜視図）
１ レーザ光源 ２ レンズ ３ レンズ ４ コリメーターレンズ ５ ビームスプリッタ ６ 集光レンズ ７ 参照面 ８ ガラス基板 ９ 被検物の位置出しホログラム ９C 、９U 、９D 、９R 、９L サブホログラム ９UR、９DR、９UL、９DL サブホログラム １０ 被検査面測定用の計算機ホログラム １１ 基板位置出しホログラム １２ 被検レンズ（被検物） １３ 被検査面 １４ 結像レンズ １５ ＣＣＤカメラ １７ 位置出し治具 ２０ 被検物セット治具 １００ 干渉計 １０１ 計算機ホログラムを有する平板
Claims (6)
- 【請求項１】 透明な平板の面上に被検査面を計測する
為の波面を所定の入射光波面に対して発生させる測定用
計算機ホログラム及び該測定用計算機ホログラムに対す
る該被検査面の適切な位置を設定する為の被検物位置出
し計算機ホログラムとを有し、 該被検物位置出し計算機ホログラムは所定の入射光波面
に対して各々独立して該被検査面の異なる点に集光する
波面を発生する複数のサブホログラムより成ることを特
徴とする計算機ホログラムを有する平板。 - 【請求項２】 前記被検物位置出し計算機ホログラム
は、前記平板上で直交する２つの軸線の夫々において、
その上に中心を有する少なくとも２つのサブホログラム
を有することを特徴とする請求項１の計算機ホログラム
を有する平板。 - 【請求項３】 前記被検物位置出しホログラムは、前記
平板上で直交する２つの軸線の夫々において、その上に
中心を有して２つの軸線の交点に対して対称な少なくと
も２つのサブホログラムを有することを特徴とする請求
項１の計算機ホログラムを有する平板。 - 【請求項４】 前記平板の面上に前記入射光波面の位相
共役波面を有する回折光束を発生する反射型の基板位置
出し計算機ホログラムを形成していることを特徴とする
請求項２又は３の計算機ホログラムを有する平板。 - 【請求項５】 請求項１、２又は３の平板に干渉計より
光束を入射させ、前記被検物位置出しホログラムにより
前記被検査面の位置出しを行い、次いで該平板を所定量
移動して前記測定用計算機ホログラムにより該被検査面
の形状を測定することを特徴とする計測方法。 - 【請求項６】 請求項４の平板に干渉計より光束を入射
させ、前記基板位置出し計算機ホログラムにより該干渉
計に対する該平板の適切な位置を設定した後に該平板を
所定量移動して前記被検物位置出しホログラムにより前
記被検査面の位置出しを行い、次いで該平板を所定量移
動して前記測定用計算機ホログラムにより該被検査面の
形状を測定することを特徴とする計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6883195A JPH08240418A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6883195A JPH08240418A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08240418A true JPH08240418A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=13385048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6883195A Pending JPH08240418A (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 計算機ホログラムを有する平板及びそれを用いた計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08240418A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007537426A (ja) * | 2004-05-14 | 2007-12-20 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 光学素子の製造方法 |
| CN107782254A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种混合补偿式子孔径拼接面形检测方法 |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP6883195A patent/JPH08240418A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007537426A (ja) * | 2004-05-14 | 2007-12-20 | カール・ツァイス・エスエムティー・アーゲー | 光学素子の製造方法 |
| CN107782254A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-09 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种混合补偿式子孔径拼接面形检测方法 |
| CN107782254B (zh) * | 2017-09-29 | 2019-05-21 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种混合补偿式子孔径拼接面形检测方法 |
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