JPH09280844A - 光学測定装置検査用参照板 - Google Patents
光学測定装置検査用参照板Info
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- JPH09280844A JPH09280844A JP11414696A JP11414696A JPH09280844A JP H09280844 A JPH09280844 A JP H09280844A JP 11414696 A JP11414696 A JP 11414696A JP 11414696 A JP11414696 A JP 11414696A JP H09280844 A JPH09280844 A JP H09280844A
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Abstract
なる参照面を備えることにより、モアレ装置の検査用参
照板でありながら光波干渉装置でも測定することがで
き、モアレ装置の測定誤差を高精度に測定可能とする。 【課題解決手段】 この参照面2は粗さの大きい粗面の
各山部の山頂部分を平滑に研磨して微小平面を形成した
もので、粗面部分2Aの間に光沢面部分2Bが均一に分
布する。この参照面2に入射した光束は、粗面部分2A
でモアレ装置に必要な散乱光とされ、光沢面部分2Bで
干渉装置に必要な正反射光とされる。
Description
き、線状光を被検体に投射して測定を行う光学測定装置
の測定誤差を検査するための検査用参照板であって、詳
しくはこれら光学測定装置よりも精度の高い光波干渉計
にて測定できるようにした光学測定装置検査用参照板に
関するものである。
線画像を作成できるという利点から種々の物体の表面形
状計測にモアレ装置が用いられている。また同様に表面
形状計測の一手法として1本の線状光を物体表面に投射
し、その直線性を観測することにより被検体の表面形状
を計測する光切断計測装置が用いられている。なお、こ
れら2つの装置は、その本質的な原理および作用におい
て異なるところがないので、以下の説明においては、理
解の便宜上、モアレ装置を例にとって説明する。
チで形成された基準格子となるモアレ格子板を用い、こ
のモアレ格子板の基準格子の影を光源からの照射光によ
り物体表面上に投影する。物体表面に凸凹が存在する
と、上記投影された基準格子の影である複数の線状光に
よる格子状明暗像は、上記光照射方向とは別方向からこ
の物体表面を観察した場合に、その物体表面形状に応じ
て変形を受けた変形格子となり、基準格子との重なり合
いによって物体の表面形状を示す等高線モアレ縞が観察
できる。
いわゆるフリンジスキャニング法等を用いて解析精度を
高める努力がなされており、その解析精度は1μmオー
ダーの高精度となっている。これに伴い、モアレ装置の
測定誤差がどの程度であるかを1μmオーダー以上の測
定精度で面全体を測定検査できる手法の提案が望まれて
いる。
うなモアレ装置においては投射された格子条の影を観察
点で見るためには物体表面からの散乱光が不可欠であ
る。すなわち、物体表面が拡散反射面であることが必要
であり、このような拡散反射面を1μm以下で面測定す
る適当な装置が存在せず、それ故にこれまでは、モアレ
装置の測定誤差検査用としての基準となる参照板は、検
査対象となるモアレ装置以上にモアレ形成用格子のピッ
チが細かいものを採用した、他のモアレ装置で測定した
ものを使用するに止まっていた。このような現状に鑑
み、測定精度が桁違いに高い光波干渉計による測定結果
を生かせる手法の採用が望まれている。
のできる被検体は、モアレ装置とは反対に物体表面から
の正反射光にて測定するために物体表面が光沢面でなけ
ればならず、これまでは、モアレ装置で測定できる表面
が拡散反射面である物体を干渉計で測定できないもので
あった。そこで、本発明はモアレ装置の測定誤差を精度
高く検査できるようにすることを目標とし、光波干渉計
での測定ができ且つモアレ装置でも測定できる新規な検
査用参照板を提供することを目的とするものである。
如く少なくとも1本以上の線状光を被検体に投射して測
定を行う光学測定装置の測定誤差を検査するための検査
用参照板であって、拡散反射面内に光波干渉計にて測定
可能な微小光沢面が略均一に分布してなる参照面を備え
てなることを特徴とするものである。また、前記拡散反
射面を粗面とすることが好ましい。
を形成している凹凸の谷部を残存させた状態で山部の山
頂部を平滑に研磨加工し、反射コーティングすることに
より形成されていることが好ましい。また、前記光学測
定装置検査用参照板を透明あるいは半透明な素材から構
成した場合には、その参照面に反射コーティングを施す
ことが望ましい。また、前記粗面が光沢面を粒状加工し
て形成することも可能である。
における前記平面に入射する光ビームの入射角度が大と
なるのに従い、前記粗面内の前記微小光沢面の割合が小
となるように構成されてなることが好ましいものであ
る。なお、前記光沢面とは、干渉計による測定を行う場
合、少なくとも干渉縞を観察できる程度に正反射光を反
射し得る平面を称する用語であり、また粗面とは、モア
レ装置の検査用参照面として用いた場合に、少なくとも
モアレ縞を観察することができる程度の散乱光を得るこ
とができる平面を称する用語である。
学測定装置検査用参照板について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。図1は本実施形態の検査用参照板1の外
形を示す概略図であり、その一面に参照面2が形成され
ている様子が示されている。また、図2は、この参照面
2の断面形状を示す概略図である。
の板形状をなしており、その一面に図5に示す如き粗さ
の大きい粗面102の各山部の山頂部分を、平滑に研磨
して微小平面を形成したもので、これにより粗面部分2
Aの間に光沢面部分2Bが均一に分布することになる。
部分2Aで散乱光とされ、また、光沢面部分2Bで正反
射光とされ、結局、この参照面2からの反射光4の指向
特性5は、図5(A)に示す如き、参照板101の粗い
粗面102からの散乱光104の指向特性105と、図
5(B)に示す如き、参照板101の細かい粗面102
からの正反射光104の指向特性105を加えたものに
近くなる。これにより、ある程度の大きさの強度を有す
る散乱光を得つつ、強度の大きい正反射光を得ることが
できる。
ば、物体表面からの散乱光成分を必要とするモアレ装置
と、正反射光成分を必要とする干渉計とのいずれにおい
ても測定でき、しかも、いずれの観察画像のコントラス
トをも良好とすることができる。
場合について図4を用いて説明する。すなわち、図3に
示すように、このモアレ装置は、高精度の機械部品の表
面凹凸形状を、モアレ縞を利用して解析する装置であっ
て、モアレ格子板12と、被検体支持移動機構(以下、
ステージと称する)14と、白色光源18と、CCDカ
メラ20と、モアレ縞観察用ディスプレイ22とを備え
ており、このステージ14上に上記検査用参照板1がセ
ットされる。
によりモアレ格子板12の影を参照板1上に形成し、こ
れをモアレ格子板12を通して、光束入射方向とは異な
る方向からCCDカメラ20で観察する。このときに参
照板1からCCDに入射する光は、この参照板1の参照
面2の粗面部分2Aから射出された散乱光である。次
に、図4に示すように、この干渉装置はレーザ光源38
と、ビームスプリッタ32と、コリメータレンズ34
と、基準面37を有する基準板36と、CCDカメラ4
0と、干渉縞観察用ディスプレイ42を備えており、こ
の基準板36の下方の所定位置に上記検査用参照板1が
セットされる。
面37および参照面2へ垂直入射させ、これら2つの面
37、2からの反射光を互いに干渉させ、この干渉によ
り生じる干渉縞を直上に配されたCCDカメラ40で観
察する。このときに参照板1からCCDカメラ40に入
射する光は、この参照板1の参照面2の光沢面部分2B
から射出された正反射光である。
面2は種々の方法により作成可能であり、例えば、ガラ
ス上に金属コーティング(例えばアルミコーティング)
して形成された鏡面上を、遊離砥粒を用いた砥粒加工や
サンドブラスト加工等の粒状加工(掘込み)により軽く
荒らして作成しても良く、また、鏡面を化学処理により
若干傷つけるようにしても良く、さらに仮艶処理により
形成された粗面上にコーティングしても良いものであ
る。また、例えばマグネシウム等の物質を燃焼させ、そ
の酸化物よりなる微粉末を鏡面上に付着させて上記参照
面2を形成することも可能である。
その方向性がないように平均加工処理が施されるように
配慮する必要がある。
しては金属、ガラス、セラミックス等の種々の材料を採
用できるが、擦りガラスや半透光性セラミックス等の半
透光性材料を用いる場合には、内部に侵入した入射光が
内部粒子により表面方向に反射され、これにより表面に
形成されたモアレ格子の影が明瞭でなくなり、モアレ縞
のコントラストが低下するため、この場合には最後にコ
ーティング材料を被覆して参照面2を作成することが望
ましい。また、透明な材料を用いた場合にも参照面2を
形成する際にコーティング材料を被覆する必要がある。
面部分2Bの割合は適宜変更することができるが、モア
レ装置における光源18からの入射角度が大きいときほ
ど、粗面部分2Aに対する光沢面部分2Bの割合を小と
することが好ましい。すなわち、物体表面への光の入射
角度が大きくなるのに従い正反射光の割合が増加するた
め、例えば光入射角度が30度のときに両部分2A、2
Bの面積割合を1:1とすることが適当である場合に、
同一条件下で光入射角度が45度となったときには粗面
部分2Aと光沢面部分2Bの面積割合を例えば3:2と
するように調整するのが好ましい。
は、上記実施形態のものに限られず、例えば、その外形
は円板状などの他の形状とされていてもよい。また、使
用されるモアレ装置および干渉装置としては、上記実施
形態のものに限られず、例えばマイケルソン型の干渉計
等でもよい。さらに、本発明の参照板は粗面の部分を備
えているために、1本の線状光を物体表面に投射しその
直線性を観測することにより表面形状を計測する光切断
計測装置などにも測定検査用参照板として用いることが
できるものである。
学測定装置検査用参照板によれば、光沢面部分をもって
正反射光が得られるので高精度の測定ができる干渉計に
よって表面形状を計測でき、その計測結果と、得られた
参照面を利用してモアレ装置等の、粗面による散乱光に
基づいて測定する光学測定装置による表面形状の測定結
果との差異により、そのモアレ装置のごとき光学測定装
置の測定誤差を正確に知ることができるものである。
照板を示す外形図
状を模式的に示す断面図
装置に用いた場合の一例を示す概略図
ー型干渉装置に用いた場合の一例を示す概略図
較例を示す概略図
Claims (6)
- 【請求項1】 モアレ装置の如く少なくとも1本以上の
光線条を被検体に投射して測定を行う光学測定装置の測
定精度を検査するための検査用参照板であって、拡散反
射面内に微小光沢面が略均一に分布してなる参照面を備
えてなることを特徴とする光学測定装置検査用参照板。 - 【請求項2】 前記拡散反射面が粗面であることを特徴
とする請求項1記載の光学測定装置検査用参照板。 - 【請求項3】 前記光沢面が、前記粗面を形成している
凹凸の谷部を残存させた状態で山部の山頂部分を平滑に
研磨加工して形成されてなることを特徴とする請求項1
または2記載の光学測定装置検査用参照板。 - 【請求項4】 前記光学測定装置検査用参照板が透明あ
るいは半透明な素材からなり、その参照板の参照面に反
射コーティングを施したことを特徴とする請求項1〜3
のうちいずれか1項記載の光学測定装置検査用参照板。 - 【請求項5】 前記粗面が前記光沢面を粒状加工したも
のであることを特徴とする請求項1または2記載の光学
測定装置検査用参照板。 - 【請求項6】 前記光学測定装置における前記参照面に
入射する光線条の入射角度が大となるに従い、前記粗面
内の前記微小光沢面の割合が小となるように構成されて
なることを特徴とする請求項1記載の光学測定装置検査
用参照板。
Priority Applications (1)
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JP11414696A JP3415717B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 光学測定装置検査用参照板 |
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Publications (2)
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JPH09280844A true JPH09280844A (ja) | 1997-10-31 |
JP3415717B2 JP3415717B2 (ja) | 2003-06-09 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP3415717B2 (ja) |
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1996
- 1996-04-10 JP JP11414696A patent/JP3415717B2/ja not_active Expired - Fee Related
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