JPS58111709A - 平面度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は物体平面のモ面度を１超精密に、しかも自助的
に測定することを０ＴＭＥとする平面度測定装：―を提
案するものである。

磁気８ｃ！、録装置の磁気ヘッドのスライダー而には０
．０５声ｍ以下という極めて精密な平面度が要求される
趨勢にある。平面度の非接触測定方法としては光の干渉
を利用した方法が種々存在するものの、上述の（４）き
積度での測定を容易且つ安定に行わせる上で、機構部品
の精度、極微調整、測定精度の保守等の点での間頭が多
く、実用化されている例は皆無である。

木尾明ｔ／′ｉ所かる事情に鑑みてなされたものであっ
て、０．０１／１ｍの精度での平面ｊＷ測定を自動的に
行える装置Ｈの提供を目的とする。

まず本発明の測定装置による平面度測′尼の原理につき
説明するが、この原理自体は、本＠明者の提案に係る特
願昭５３−６８６７４号（特開昭５４−１５９２５８号
公報）の「平面度測定方法」の測定原理と同様である。

即ち例えばフィゾー光学干渉糸によって、第１図に示す
ように被検平面とオプチカルフラット等の参照平向との
干渉縞１を得る。

この干渉縞１のパターンをその徒手方向を干渉縞の縞幅
方間に整合させた１次元のイメージセンサ３４によって
、縞方向に相異る３つの位置ａ、ｂ。

Ｃにて捉え、所定の明稿（又は暗縞）の位ＩＭａ。

ｂ、ｃ夫々における縞幅方回位１ｊｆＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ
及び縞ピッチＰをイメージセンサ出力から検知し、平面
度Ｆを Ｆ＝入×ａ　　　　　　・・・（１） ｎ　　Ｐ 似し、＾：干渉光源波長 ｎ：干渉灰吹（似しここではｎ＝１　）Δｐ＝ｐｂ　−
’−３しＬ劇　　　　・・・（２）として算出するもの
である。

そして本発明装置は上述の位ＩＩ　ａ　＊　ｂ＋　ｃに
おけるイメージセンサ出力の読込みに関して新規な工夫
を施したものである。以下本発明装置ｄ４１！ｉｌ−そ
の実施例を示す図面に基き具体的に説明する。

第２図は本発明装置の外観図、ｆＪａ図はその光学系の
レイアクト図である。この光学系は彼検物１０をその測
定対象平面１０ａを上に向けて載１ｗすべき、上下＃可
能のサンプルステージ１１を１余いて内部を遮光したブ
ース１２内に納められている。

干渉光源となるＨｅ−Ｎｅｖ−ザ（波長０．６３２８７
Ｊ２１はサンプルステージ１１の後側に設けたケース１
２の筒状部１２ａ内に出力側を上方にして鉛直に取付け
てあり、レーデビームは光量調整用に設けたＮＤフィル
タ２２．ビーム拡散レンズ２３．直径２財ｍのピンホー
ル２４を経て上方に設けた全反射鏡２５に到るようにし
である。全反射鏡２５は水平面、鉛直面の双方て対して
４５°傾斜させてピンホール２４を出た細径レーザビー
ムをケース１２の前方へ水平に反射すべく配してあり、
この反射レーザビームの光路におけるサンプルステージ
１１の上方には全反射鏡２６が水平開、鉛直面の双方に
対して４５°須斜させて、サンプルステージ１１に向け
て鉛直にレーデビームを投じるように配してあり、この
レーデビームはいずれも全反射鏡２６とサンプルステー
ジ１１との間に記した対物レンズとしてのアクロマート
２７、ハーフミラ２８及びオプチカルフラット２９を経
てサンプルステージＩＩＫ回かうようにしである。ハー
フミラ２８は水平面、鉛直面の双方に対して４５°傾斜
させて、オプチカルフラット２９測からの光、つまりオ
プチカルフラット２９の参照平向２９ａと被検平面１０
ａとによる干渉縞パターンをケース１２の左方へ水平に
反射すべく配しである。

ハーフミラ２８から反射された光ビームはケース１２の
左右方向及び前後方向の双方て対して４５゜傾斜させで
あるハーフミラ３１を４過して、鉛直軸回りに水平回転
可能に取付けた全反射鏡３２に到り、またハーフミラ３
１に反射されてケース１２の正面に設けたピントフード
３３に到るようになっている。ピントフード３：ｌ−１
，干渉縞の目視観察及び写真撮影のだめのものである。

全反射鏡３２の鉛直軸の後方には１次元のイメージセン
サ３４がその長手方向を鉛直方向にして立設されており
、全反射鏡３２をケース１２の左右方向及びｒｉｆｌ後
方Ｉｔ’ｌｌの双方に対して４５°傾斜する回動位置に
なった場合に１イメージセンサ３４の親骨位置が第１図
に示すｂ位置　％つまりこれらの光学系によって得られ
る干渉縞のＩＱ！中央位置に在り、全反射鏡３２が平面
視て時計方向（又は反時計方向）へ回−１すると、イメ
ージセンサ３４の視野位置はＣ位置方向（又は８位置方
向）へ偏位することになる。

全反射鏡３２は適宜の枠体３２ａに収付けられており、
その下側中央から下方へ延出させた丸軸を回転軸３２ｂ
とし、この回転軸３２ｂ　ＫＦ；ｔギヤ３２ｃが嵌着さ
れており、下端には図示しない架台に支持された回転エ
ンコーダ４１が連結されている。回転エンコーダ４１の
側方には出力軸を鉛直にしたパルスモータ４２が架台に
取付けられており、その出力軸ＫＭ着したギヤ４２ａと
前記ギヤ３２ｃとの間にはコグドベルト１３が掛は回さ
れており、パルスモータ４２の駆１助によって全反射鏡
３２を水平回転させるようにしである。全反射鏡３２又
はその枠体３２ａの回動域にはこの回妨域限を規定する
リミットスイッチ４３．４４が設けられており、この回
動域限は前述のようにイメージセンサ３４の？ＪＬＪ位
ｉｄが５位１ｄにある状態から反時計方向及び時計方向
へ略々等角度（１０°以下）回動した位置に定めである
。

以上の構成から理解されるように干渉光路都、より詳し
くは光束重合せ光学系の検出側の光を回転６Ｊ　Ｅな全
反射鏡３２（プリズムでもよい）にてイメージセンサ３
４へ向かわせる構成としており、全反射鏡３２の回転に
より縞を読取るべき位置を変更するようにしているので
ある。なお上述の構成はフィゾー干渉光学系を用いたが
、マイケルソン干渉光学系等、他の干渉縞を得るだめの
光学系も同順に使用できる。その１也１４．１４はオプ
チカルフラット２９の姿勢調整用のネジ、３はケース１
２外に設けたレーザ用電源である。

ケース１２及びその内部の光学系よりなる測定装置本体
２は振動による測定誤差を排除するために各部を可及的
忙堅固に構成してあり、また底面には防振ゴム１１４１
１５を取付ける等の配慮をしである。更に光学系の取付
位置の精度、或はり動部の工作精度等は１０，１１ｍオ
ーダとする。更Ｋまた、ハーフミラ２８．３１及びオプ
チカルフラット２９は裏面干渉を回避するために裏面に
政変のテーバを付したものを用いる。

第４図は本発明装置の電子回路の要部を略示するブロッ
ク図でちる。この電子回路のうち前述のイメージヤ２９
３４２回転エンコーダ４１．パルスモータ４２．その駆
動回路５３．リミットスイッチ４３．４４並びにイメー
ジセンサ３４用の駆１め回路４５及びヘッドアンプ４６
、その他若干の操作部材、パイロットランプの外は制御
部４としてそのケース４７の内外に収付けられている。

４８は本発明装置Ｈの間両・演算の中枢となるマイクロ
コンピュータでちってＣＰＵ　（中央処理装峙）、ＲＯ
Ｍ　（＋ａ出し専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセ
スメモリメ入出力インターフェース、タロツクパルス発
振回路等を備えている。

制御部４の正面に臨ませたスタートスイッチ４９及びス
トップスイッチ５０はマイクロコンピュータ（以下マイ
コンという）４８に対して測定の開始及び停止又は中断
を夫々指令する押ボタン式の照光スイッチであり、押込
操作によって上記指令をマイコン４８に与えると共に、
マイコン４８側からの信号にて点灯する。同じく制御部
４の正面にｍ４せたディジタルスイッチ５１はサムホイ
ルスイッチ２桁分からなり、その置数内容を被検物ｌＯ
の平面度演算対象とするイメージセンサ出力を得べき親
骨を指定するためのデータ、換言すれば位１１イａ、ｃ
を視野とするときの全反射鏡３２０回転角度位置を指示
するためのデータとしてマイコン４８に与えるものであ
る。前記回転エンコーダ４１は全反射鏡３２の１０の回
転につき１０発のパルスを出力するように１１１ｍして
あり、その出力はエンコーダインターフェース５２を介
してマイコン４８へ読込まれる。反時計方向への位置域
限を１見定するリミットスイッチ４３及び時計方向への
回１域限を規定するリミットスイッチ４４０作動状態は
いずれもマイコン４８へ読込まれる。

リミットスイッチ４３，４４０作幼状愚にマイコン４８
によるパルスモータ４２の発停制御情報となる。即ちイ
ニシャル状態では全反射鏡３２はリミットスイッチ４３
を作動せしめている状態にあり、この状態でスタートス
イッチ４９を押込操作するとマイコン４８はモータ駆動
回路５３ヘバルスモーク４２を正転させて全反射鏡３２
を時計方向へ回動させるべき信号を発し、これによる回
動が行われて全反射鏡３２がリミットスイッチ４４を作
動せしめたり、或はストップスイッチ５０が押込操作さ
れた場合は上述の正転のだめの信号を断ち、モータ駆動
回路５３ヘバルスモーク４２を逆転させて、全反射＠３
２を゛反時計方向へ回動させるベキ信号を発し、これに
よる回転が行われてリミットスイッチ４３が作動する七
モータ躯妨回路５３への信号が１析たれる。

マイコン４８に（はイメージセンサ４８の視野位１ｄ又
は全反射鏡の回前位置特定のためのカクンタを備えてお
り、このカクンタは回転エンコーダ４１が発する原点パ
ルスにてクリヤされるようにしである１、この原点パル
スは全反射鏡３２がリミットスイッチ４３作動位置から
少し時計方向に同動じた位１ａにて得られるように回転
軸３２ｂと回１版エンコーダ４１とを連結しである。そ
してマイコン４８は上記力クリヤの計数値が９０になる
全反射鏡３２０回蛸位置Ｂを、そのときのイメージセン
サ出力を平面度演算に用いるべき視野位ＩＷ　ｂとし、
ディジタルスイッチ５１による置数をＸとすると、カク
ンタ計攻値が９０−ｘ、９０＋ｘとなる２つの１！、０
功位ｉ［ｆ　Ａ　＊　Ｃを、そのときのイメージセンサ
出力を平面度演算に用いるべき視野位置ａ、ｃとする。

但しＸはａ−ｃ同寸法を綱単位で表わす数値として置数
され、また回転エンコーダパルスが視野中の０．２　ｗ
＝ｓに（［１当するように光学系を構成しているのでｘ
−（Ｘ／２）÷０．２として算出される。上記カクンタ
の内５ｇが９０＋ｘになった場合にはリミットスイッチ
４４の作動を待つまでもなくパルスモータ４２を逆転す
るように制御が行われる。

イメージセンサ３４ばこれによって捉える干渉縞の本数
あたり１００ビツト程度のものが望ましい。

けだし相隣明槁（又は暗槁）同寸法λ／２をｌ／１００
の精度で測定するのであるから、この場合の精度は理論
的に （λ／２）Ｘ（１／１０　ｏ）中　０．００３μｍにす
ることができ、実用上での０．０１　ｐｍの精度を、ギ
易に実現できるからである。従って実施例では１０本の
干渉縞を捉える光学系の構成に対して１０２４ビツトの
ＭＯＳセンサを用いた。なおフォトダイオードピッチは
２５μｍである。

さてマイコン４８はデータ読込の処理に入ると駆動回路
４５に対してスタートパルス及びタロツクパルスを発す
る。駆動回路４５はこれを所要レベルにしてイメージセ
ンサ３４に与える。そうするとイメージセンサ３４は第
１ビツトから％　１０２４ビツトｔで順次走査されて、
その受光端に応じたレベルのビデオ出力を発し、このビ
デオ出力はヘッドアンプ４６にて増幅されて制御部４側
のピークホールド増幅器５５、ローパスフィルタ５６ａ
。

５６ｂ又１＃ｉ：５６ｃ、サンプルホールド増幅器５７
及びＮΦコンバータ５８を介してマイコン４８にディジ
タルデータとして取込まれる。サンプルホールド周期及
びＮ勺変換周期は駆動回路４５へ与えるタロツクパルス
周期と整合させである。

ローパスフィルタ５６ａ、　５６ｂ、５６ｃ　ｔｒ、ｊ
：、犬々の遮断周波数が５００’Ｈｚ、　２５０１−１
＋　、　１００Ｈｚと異っており、切換スイッチ５９に
よっていずれか一つが選択されるようになっている。い
ずれを選択するかは外部雑音の周波数に応じて定めれば
よい。

このようにして取込まれたデータに基き、（１）式に依
る平面度Ｆの演算が行われ、その結果が制御部４の］Ｆ
而に設けた４桁の表示装置６０に）１ｍ単位で小数以下
３桁まで表示されるようにしである。

第５図はマイコン４８の制御内容を示す主要プログラム
のフローチャートである。スタートスイッチ４９が操作
されるとパルスモータ４２を正回転させる。

そしてディジタルスイッチ５１の１ｉｆ４１！：、内容
Ｘを読込み、Ｐ、＝　９０−ｘ　、　Ｐ３＝９０＋ｘを
算出する。これらＰＩ、Ｐｌ及びＢ位置を規定するＰ２
＝９０を所定レジスタに格納する。パルスモータ４２が
回転を開始すると少し遅れて回転エンコーダ４１から原
点パルスが入力される。この原点パルス入力によりイメ
ージセンサ３４の視野位置を特定するために回転エンコ
ーダ４１の出力パルスを叶故するカウンタをリセットす
る。そしてイメージセンサ３４からのデータ読込（後述
）を行い、回転エンコーダ４１からのパルスが入力され
ると再びイメージセンサ３４からのデータ読込を行い、
次いでカウンタをインクリメントする。これをカウンタ
の計数内容がレジスタのＰｌに一致するまで反復し、Ｐ
ｌになったときにピークアドレスの計算（後述）を行う
。

ピークアドレスとは明縞を捉えているイメージセンサ３
４のビットのアドレス１〜１０２４であり、前述のＰ、
ΔＰの算出に用いる情報である。そして算出したピーク
アドレス（明槁の敢だけ有る）Ｐｎ。

Ｐ＋２・・・Ｐｈｉ・・・をＲＡＭに格納する。この場
合には別の２つの＠域に格納され、一方はＰ、ΔＰの演
算に、他方は次のピークアドレスとの対応のために用い
られる。そして回１版エンコーダからのパルスが入力さ
れる都度イメージセンサ３４からのデータ読込、カウン
タのインクリメントを行う。そしてイメージセンサから
読込んだデータによりピークアドレスを計算し、これを
１−：）ｉｔＪのピークアドレス計算にて得たピークア
ドレス、最初はｐＨＩ　Ｐ＋２・・・ＰＨ１・・・と比
較し、新規に現れた明縞、消滅した明縞等に対応するピ
ークアドレスに対する履歴をＲＡＭにアドレスと共に格
納する。そしてピークアドレスをＲＡＭに格納し、次に
算出されたピークアドレスとの比較データとして用いる
。所かる処理をカウンタ内容がＰ２になる迄継続する。

上述の如きピークアドレスの順次比較により、明縞の同
定が行われる結果、干渉縞パターンが複雑であっても＾
／２波長波長異相異相隣明縞を誤認混同することはない
。

而してカウンタ内容がＰ２になると、Ｐ、の場合同様に
ピークアドレスＰ２１　＊　Ｐ２２・・・Ｐ、ｉ・・・
を算出しこれをＲＡＭに格納する。以下カウンタ内容が
Ｐｌになる迄２１〜２７間と同様の処理を行い、Ｐｌに
なると同様にピークアドレスＰ３１．Ｐ３２・・・Ｐｈ
ｉ・・・を算出してこれをＲＡＭに格納する。そしてパ
ルスモータ４２をリミットスイッチ４３が作動するまで
逆転させる。

この１ｍＰ＋、ｐ、、　Ｐｇでのピークアドレスのうち
共通する明縞に関連するものにつき平面度の演算を行い
これを表示装置６０に表示させる。

次にイメージセンサからのデータ読込処理につイー’ｃ
’第６　図のフローチャートに基き説明する。回転エン
コーダ４１パルスが入力される等、データ読込開始の所
定の条件が整うと駆動回路４５にスタートパルスを与え
るべく接続しである出力ポートをハイレベルにし、所定
のカウンタに３をセットし、次いでタロツクパルスをｗ
、勅回路４５へ発する。このタロツクパルスにて上記カ
ウンタをデクリメントし、カウンタ内容が０になったあ
と上記出力ポートをローレベルにする。即ちスタートパ
ルスを立下らせる。ここまでの処理は使用イメージセン
サ３４がスタートパルスを受けてから最初のビットの出
力を発する迄の時間遅れ（クロックパルス３発分）を補
償するためのものである。

次にそのデータ読込の場合に用意されたＲＡＭ内エリア
の先頭番地Ｉ（をアドレスカウンタにセットし、またカ
ウンタにはイメージセンサ３４のピッ）　９１０２４を
セットする。セしてクロックパルスに同期してイメージ
センサ３４の出力をＡ７Ｄｆ換し、変換データをに番地
に格納し、アドレスカウンタをインクリメント、上記カ
ウンタをデクリメントする。このような処理をカウンタ
がＯになるまで継続し、ＲＡＭのに−に＋１０２３４地
にデータを格納する。

第７図はピークアドレスの計算のための処理内容を示す
フローチャートである。まず修１のアドレスカウンタに
Ｋ（処理対象とする１０２４のデータを格納したＲＡＭ
エリアの先頭番地）＋５１セツトし、シ用のカウンタに
は９００をセットする。これは１０２４のデータのうち
上端の５１ビツト、下端の１２４ピツトをデータ処理対
象から外すための処置である。次いで計算したピークア
ドレスを格納するためのＲＡＭエリアの先頭番地を第２
のアドレスカウンタにに′としてセットする。虹に算出
ピーク攻を計数するだめのピークカウンタにＯをセット
する。

次に第１のアドレスカウンタの番地（般初はに十５０番
地）のデータＤＡＴＡ　Ｏ及びその次の番地（最初はに
＋５１・番地）のデータＤＡＴＡ　Ｉを読み出し、両者
と比較する。両者が等しい場合（両ビットの受光レベル
が等しい場合を意味する）は第１のアドレスカウンタの
内容を＋１し、またカウンタは−１する。そして次の番
地について同様の処理を実行する。

これに対しテ１）ＡＴＡ　Ｏ＞　ＤＡＴＡ　１である場
合（Ｋ＋５０番目のビットよりに＋５１番目のビットの
方が暗いことを意味する）は１＜　１のアドレスカウン
タの番地を＋１し、またカウンタは−１する。そしてこ
の状態でＤＡＴＡ　Ｉ　（Ｋ＋５２番地のデータ）及び
ＤＡＴＡ　Ｏ（Ｋ＋５１番地の、データ）を読出して両
者を比較しＤＡＴＡ　１　＞　ＤＡＴＡ　Ｏでない場合
は番地が大となるに伴い暗くなる傾向を示していること
になるので同様の処理を反復する。

この過程にあってＤＡＴＡ　Ｏ＜　ＤＡＴＡ　Ｉとなっ
た場合は次に説明するピーク特定のステップに入る。

即ち第１のアドレスカウンタかに＋５０の場合或は次々
とインクリメントされていった過程において、Ｉ）Ａ′
ｒＡ　Ｏ＜　ＤＡＴＡ　１　（！：なった場合は番地を
大としてデータ処理を進めていくに従い１」るくなる傾
向にあることになる。この場合も％１のアドレスカウン
タを＋１し、カウンタを−ｌする処理をＩ）ＡＴＡ　Ｏ
＞　ＤＡＴＡ　Ｉとなるまで（つまり１浸も１利るいビ
ットの番地が第１のアドレスカウンタの内容になるまで
）反復し、そのステップでの第１のアドレスカウンタの
内容をピークアドレスとして、第２のアドレスカウンタ
ばて指示されるＲＡＭのアドレス（最初はに′番地）へ
格納する。そしてこの第２のアドレスカウンタの内容を
＋１し、ビークカウンタを＋１　ｆ’る。そしてＤＡＴ
Ａ　Ｏ、ｆ）ＡＴＡ　１の大小比較を反復していく。以
上の処理をカウンタの内容がＯになるまで実行する。

以上のようにして求めたピークアドレスは、イメージセ
ンサ３４に捉えられた干渉縞の用縞の中心位置をイメー
ジセンサ３４の一端を基準とする位置情報となっている
。

而して本発明装置では前述のピークアドレスＰ１１゜Ｐ
Ｉ３・・・Ｐｔｉ・・・、Ｐ２１＋　　Ｐ２２・・・Ｐ
ｔｉ・・・、Ｐ３１１　　Ｐ３２・・・Ｐ３１・・・を
平面度算出のためのデータとするが、Ｐ、＝９０−ｘ　
−Ｐ３−９０＋ｘの間において中途で現れ又は消滅した
明縞（例えば第１図の最下の実線で表される明ｆｓ）は
処理対象から外される。これは前述のようにピークアド
レス算出後に、回転エンコーダの出力パルス１つ分前に
算出したピークアドレスとの比較により識別され、ＲＡ
Ｍにその履歴情報が付される。

即ち、最新のピークアドレスをＰｊ、＋　＊　　Ｐｊ、
２・・・Ｐｊ、。（ｍはピークカウンタの計数１１酊）
とし、回転エンコーダの出力１つ分前のピークアドレス
をＰｊ−１，ｌ、Ｐｊ−１，２・・・とする。まず（Ｐ
ｊ、　ｔ　　Ｐｊ、　ｒ　）／４＝　Ｐｏとして縞ピッ
チＰの±ｌ／４を算出し、これ以下であることを槁同定
の条件とする。

そしてＰｊ、＋とＰｊ−１、ｌ　＋　　Ｐ」−Ｈ、２夫
々との差ΔＰｌ＋ΔＰ２を算出し、Ｐｏより小さい組合
せの縞を同一のものとして同定する。ＰＪ、１とＰｊ−
１ｊが同定された場合はＰｊ−１，Ｉが消滅したものと
して記憶され、又は平面度演算に必要なしとして放置さ
れる。以下ｋ（＝　２．３−ｍ　）番目のピークＰｊ、
ｋにつきＰｊ−１，ｋ−１。

ｐ、−１２，、・Ｐｊ＋ｔ、に夫々との差Δｐｋ−，・
ΔＰｋ・　ΔＰｋ＋１を求め、これがＰ。以下となる組
合せの槁を同一のものとして同定する。

而してピークアドレスｐＨ１ＰＩ２・・・Ｐｔｉ・・・
、Ｐ２１　＋　Ｐ２２・・・Ｐ２ｉ・・・及びＰ３１＋
　ｐａｔ・・・Ｐ３ド・・のうち、中途での発生、消滅
に係る履歴を有するものを除外すると、その大小順に組
合せた３つ１組の数値が同一の明縞に係るピークアドレ
スとして同定される。従って３つ１組のデータにより（
１）式に従って下記のように算出する。

平面度Ｆ　＝　（Ｆｌ十Ｆ２＋・＋Ｆ、、−１　）／（
ｍ−ｔ）但し、ｍは各組に共面の縞の故 この平面度Ｆは前述のように表示装置１１６０に表示さ
れる。なおｍの攻が２以下又は１６以上の場合はエラー
表示を行わせる。また上述の説明は明稿について行った
が暗槁についても同様に実施できることは直うまでもな
い。

以上のように本発明に係る平面度測定装置は干渉縞を生
成させるべき光学系と、 干渉縞を捉えるための１次元のイメージセンサと、 イメージセンサ出力に基き平面度を演算するデータ処理
回路と、 前記光学系による干渉縞の光をイメージセンサへ向かわ
せる光学手段とを備え、 ｎ「」記イメージセンサは干渉縞の縞幅方向をその長手
方向に捉えるべく配してあり、 まだ前記光学手段はイメージセンサの視野を干渉縞の縞
方向に変じるべく回前可能に枢支されており、 央に前記光学手段に連結された回動駆動手段を備え、 前記データ処理回路は前記光学手段の回動位１Ｈに関連
する情報を平面度演算におけるイメージセンサの視野特
定情報としたことを特徴とするものであるから０．０１
　ｐｍの精度での平面度測定を実現できる。しかもこの
測定は被検物１０をサンプルステージ１１に載置し、所
要のスイッチ操作を行うだけで自ＩＣノ的に行われる。

更に上述の如き精度を得るだめの機（！！：部品或は組
付けの精度はｌＯ）Ｌｍオーダで足り、使用時の極微調
整、面倒な保守等は全く不要である。更に干渉縞パター
ン読取のための１次元イメージセンサの視野走査はこれ
を光路中間に介在させた光学手段（実施例では全反射鏡
）の回転によって行う構造としているのでイメージセン
サを堅固に固定し得、振切、その他によるノイズ、従っ
て誤差要因が排除できる。まだ上記光学手段についても
視野走査を回転運動にて行わせるのでその可動部を容易
に高精度で製作し得、且つその回転運動も安定的に行わ
れる。

更にこの回転運動は回転エンコーダにてマイコンを中枢
とするデータ処理回路にて正確に把握されるので、回転
速度の変動等があっても測定精度は何らこれに影響され
ることがない。なお回転エンコーダを設けることなく、
マイコン４８からパルスモータ４２のｆｆｉ！ｉ１回路
５３ヘパルスモータ４２をステップ回転させるために与
えるパルス信号の故そのものを走査視野情報とすること
ができる。

更に測定領域をディジタルスイッチ等の［Ｈ故手段にて
簡単に設定でき、被検物裳はピントフード３３にて観察
される干渉縞パターンに応じた＠域を選択指示する上で
極めて便宜である。なお測定頭域を固定しておく構成、
或はソフトウェアにて測定領域を指定する構成とするこ
ともげ能であることは勿論である。

以上詳述したように本発明は測定精度、使用の便宜性及
び製造の而で画期的な平面度測定装置を提供することを
可能とし、本発明が超精密平面度測定技術に寄与する処
は多大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は測
定原理の説明図、第２図は本発明装置の外観図、第３図
は光学系のレイアクト図、第４図は電子回路のブロック
図、第５図乃至第８図はマイコンによる演算、制御のフ
ローチャートである。 ２１−　Ｈｅ　−Ｎ　ｅレーザ　２８，３１−／％−７
ミラ２９・・・オプチカルフラット　３２・・・全反射
鏡３４・・・イメージセンサ　４１・・・回転エンコー
ダ４２・・・パルスモータ　４８・・・マイコン　５１
・・・ディジクルスイッチ　５６ａ、　５６ｂ、　５６
ｃ・・・ローパスフィルタ 特　許　出　願　人　　　住友特殊金属株式会社代理人
　弁理士　　河　野　登　夫 手続補正筈（自発） 昭和５７年１０月２９日 特許庁長官　殿 ／、事件の表示 昭和５６年特許願第２１５４１８号 −発明の名称　　平面度測定装置 ３　補止をする者 事伺−との関係　　特許出願人 所在地　　　大阪市東区北浜５丁目２２番地名　称　　
　住友特殊金属株式会社 ７　代　ゆ　人　　　代表者　岡　１１″−重ｊ　補正
の対象 とあるのを「イメージセンサ３４」に訂正する。 （２）明細書第２１頁１８行目の「・・・とする。」と
「まず」との間に 「そして第８図に示すように」を挿入する。 （３）明細Ｎ第２３頁３行目に ［但し、ｍけ各組に共通の縞の数」 とあるのケ、 「但し、ｍは視野位置ａ、ｂ、ｃに共通の縞の数」に訂
正する。 （４）明細書箱２５頁７行目の１影響されることがない
１１．１と「なお」との間に以下の文章を加入する。 「そして回転エンコーダを用いる場合は全反射鏡３２の
回削駆前手段としてパルスモータに替えて連続回転する
通常のモータを使用できる。」６−２図面 第５図を添付図面のように訂正する。 ２、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検平面と参照平面とに関連する干渉縞を得、該干
   渉縞に基いて被検平面の平面度を測定する装置において
   、 干渉縞を生成させるべき光学系と、 干渉縞を捉えるだめの１次元のイメージセンサと、 イメージセンサ出力に基き平面度を演算するデータ処理
   回路と、 前記光学系による干渉縞の光をイメージセンサへ向かわ
   せる光学手段とを備え、 前記イメージセンサは干渉縞の縞幅方向をその長手方向
   に捉えるべく配してあり、また前記光学手段はイメージ
   センサの視野を干渉縞の縞方向に変じるべく目切可能に
   枢支されており、 更に前記光学手段に連結された回動駆動手段を備え、 前記データ処理回路は前記光学手段の回１１σノ位置に
   関連する情報を平面度演算におけるイメージセンサの視
   野特定情報としたことを特徴とする平面度測定装置。 ２、　被検平面と参照平■とに関ｉ車する干渉縞を得、
   該干渉縞に基いて被検平面の平面度を測定する装置Ｈに
   おいて、 干渉縞を生成させるべき光学系と、 干渉縞を捉えるだめの１次元のイメージセンナと、 イメージセンサ出力に基き平面度を演算するデータ処理
   回路と、 ＋４ｆ前記光李糸による干渉縞の光をイメージセンザヘ
   回かわせる光学手段とを備え、 ｎｆＪ記イメージセンサは干渉縞の縞幅方向をその長手
   方向に捉えるべく配してあり、また前記光学手段はイメ
   ージセンナの視野を干渉縞の縞方向に変じるべく回動０
   Ｔ能に枢支されており、 ガに１１ｆ１記光学手段に連結された回蛸１幹仙手↓役
   と、 ｆｉｔ改手段とｆｆ：備え、 前記データ処理回路は、前記光学手段の回り力位置に関
   連する情報を平面度演算におけるイメージセンサの視野
   特定情報とし、また目口記置政手段によるｉｔ攻内容を
   、平面度演算対象とするイメージセンサ出力を得べき視
   野指定情報とすることを特徴とする平面度測定装置ｔ。