JPS5958305A - 測定方法及びその装置 - Google Patents
測定方法及びその装置Info
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- JPS5958305A JPS5958305A JP16831382A JP16831382A JPS5958305A JP S5958305 A JPS5958305 A JP S5958305A JP 16831382 A JP16831382 A JP 16831382A JP 16831382 A JP16831382 A JP 16831382A JP S5958305 A JPS5958305 A JP S5958305A
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- phase
- light
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/255—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring radius of curvature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、被測定物の表面形状を測定する方法および装
置に関するものである。′ 〔従来技術〕 被測定物の表面形状を測定する方法として、従来、トワ
イマングリーン型干渉計やフィゾウ型干渉計により、参
照光と被測定物により発生する干渉縞パターンの形状か
ら被測定物の表面形状を求める方法が広（行われている
。
置に関するものである。′ 〔従来技術〕 被測定物の表面形状を測定する方法として、従来、トワ
イマングリーン型干渉計やフィゾウ型干渉計により、参
照光と被測定物により発生する干渉縞パターンの形状か
ら被測定物の表面形状を求める方法が広（行われている
。
また、測定精度を向上する方法として、参照光または物
体光の光波位相を変化させた時に生ずる干渉パターンの
強度変化を干渉パターン上のサンプル点で求め、その強
度が最小になる時の物体光の光波位相の変化刈や干渉パ
ターンの強度変化の正弦波的変化の位相差を各サンプル
点で求める方法が行われている。
体光の光波位相を変化させた時に生ずる干渉パターンの
強度変化を干渉パターン上のサンプル点で求め、その強
度が最小になる時の物体光の光波位相の変化刈や干渉パ
ターンの強度変化の正弦波的変化の位相差を各サンプル
点で求める方法が行われている。
後者の方法として、複素数高速フーリエ変換（以下−Ｆ
ＦＴと略称する。）を用いることが可能であるが、ＦＦ
Ｔにより得られる値は離散的周波数サンプル点における
周波数成分（複素数）である。
ＦＴと略称する。）を用いることが可能であるが、ＦＦ
Ｔにより得られる値は離散的周波数サンプル点における
周波数成分（複素数）である。
従って、入力データが非常ｔこ多（ならなければ、離散
的周波数サンプル点の間隔は大きくなり、Ｆ Ｊ、ｉ”
Ｔにより得られた離散自′ｄ波数サンプル点での値の
絶対値が最大となるデータのみを用いて位相値を求める
と充分な測定精度が得られない。
的周波数サンプル点の間隔は大きくなり、Ｆ Ｊ、ｉ”
Ｔにより得られた離散自′ｄ波数サンプル点での値の
絶対値が最大となるデータのみを用いて位相値を求める
と充分な測定精度が得られない。
これを避けるために入力データ数を多数にすると、−す
なわち、光波位相を多数の段階に亘り変化させ、多数の
測定データを用いようとすると、美大な測定時間および
計算時間を要′８るのみなら１゛、長時間に亘る測定時
間における外乱の影響も無視することができないという
問題がある。
なわち、光波位相を多数の段階に亘り変化させ、多数の
測定データを用いようとすると、美大な測定時間および
計算時間を要′８るのみなら１゛、長時間に亘る測定時
間における外乱の影響も無視することができないという
問題がある。
本発明の目的は、被測定物の表面形状を短時間で、かつ
、非常に高精度に測定することができ、また、外乱条件
に比較的強い測定ができる測足力法および装置を提供″
１−ることにある。
、非常に高精度に測定することができ、また、外乱条件
に比較的強い測定ができる測足力法および装置を提供″
１−ることにある。
このような目的を達成するために、本発明では、被測定
物からの光および参照光のいずれか一力の光波位相をＮ
回変化した時に得ら第１るＮ個の干渉パターンの強度分
布を記録し、この干渉パターン土の各ザンノ゛ル点から
へ個取り出した離散的データを離散的複素数Ｆ Ｊｉ”
Ｔ Ｌ、、ＦＦＴして得られたＮ個の離散的複素数フ
ーリエ変換データの絶対値が最大となる離散的周波数と
、その周波数の＾ｉ」後の離散的周波数に対応−１−る
複素数フーリエ変換データを補間し、それぞれのサンプ
ル点での干渉パターンの位相を求め、そｉ−１，により
併測定物の表面形状を測定Ｊるようにしたことに特徴が
ある。
物からの光および参照光のいずれか一力の光波位相をＮ
回変化した時に得ら第１るＮ個の干渉パターンの強度分
布を記録し、この干渉パターン土の各ザンノ゛ル点から
へ個取り出した離散的データを離散的複素数Ｆ Ｊｉ”
Ｔ Ｌ、、ＦＦＴして得られたＮ個の離散的複素数フ
ーリエ変換データの絶対値が最大となる離散的周波数と
、その周波数の＾ｉ」後の離散的周波数に対応−１−る
複素数フーリエ変換データを補間し、それぞれのサンプ
ル点での干渉パターンの位相を求め、そｉ−１，により
併測定物の表面形状を測定Ｊるようにしたことに特徴が
ある。
し発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明による表面形状測定装置の一実施例を示
すものである。
すものである。
図において、レーザ等の可干渉性光源１を出射した光を
高速シャッタ２によりオン−メツする。高速シャッタ２
を通した光をビーム拡大光学系６によりｒ′５１望のビ
ーム径に４ｙｌ、太し、ビームスプリンタ４により２つ
の光路５および６に分離する。光路５には、被測定物７
が設置さ′Ｊ１ており、被測定物７が球面からなる場合
にはフォーカスレンズ８が挿入される。このフォーカス
レンズ８は入射する拡大平行ビームを一点に集束せしめ
るもので、この集束点と球面鏡としての被測定物７０曲
率中心が一致するように、被測定物７を設置すれば、被
測定物７で反射した光は再びツメ−カスレンズ８を通過
し平行ビームとなり、ビームスプリッタ４に戻って来る
。
高速シャッタ２によりオン−メツする。高速シャッタ２
を通した光をビーム拡大光学系６によりｒ′５１望のビ
ーム径に４ｙｌ、太し、ビームスプリンタ４により２つ
の光路５および６に分離する。光路５には、被測定物７
が設置さ′Ｊ１ており、被測定物７が球面からなる場合
にはフォーカスレンズ８が挿入される。このフォーカス
レンズ８は入射する拡大平行ビームを一点に集束せしめ
るもので、この集束点と球面鏡としての被測定物７０曲
率中心が一致するように、被測定物７を設置すれば、被
測定物７で反射した光は再びツメ−カスレンズ８を通過
し平行ビームとなり、ビームスプリッタ４に戻って来る
。
ビームスグリツタ４で分離されたイ也力のビームの光路
６は参照元路となるが、この参照光路には楔ガラス９が
挿入されており、この楔力ラス９は駆動機措１０により
一定ピッチ１つ移動される。楔ガラス９を通過し一折返
しミラー１１で反射され、楔ガラス９を遭」び通過した
ビームは、ビームスプリッタ４に戻る。
６は参照元路となるが、この参照光路には楔ガラス９が
挿入されており、この楔力ラス９は駆動機措１０により
一定ピッチ１つ移動される。楔ガラス９を通過し一折返
しミラー１１で反射され、楔ガラス９を遭」び通過した
ビームは、ビームスプリッタ４に戻る。
被測定物７から戻ったビームおよび参照元路からのビー
ムは干渉パターン発生光路１２で干渉する。この干渉パ
ターンは結像レンズ１３により、撮像装置１４の撮像面
１５上に投影される。この結像レンズ１６は、はｙ被測
定物７の像を撮像面１５に結像する関係にｌｋつている
。
ムは干渉パターン発生光路１２で干渉する。この干渉パ
ターンは結像レンズ１３により、撮像装置１４の撮像面
１５上に投影される。この結像レンズ１６は、はｙ被測
定物７の像を撮像面１５に結像する関係にｌｋつている
。
撮像面１５は、第２図に示すように、実効的にＬ ｘ
ＪＪ個に分割さねた撮像サンプル点を有し一干渉パター
ン６０は一定ピンチでサンプルされ、各撮像サンプル点
における干渉パターン強度が検出され、制御回路１６に
送られる。
ＪＪ個に分割さねた撮像サンプル点を有し一干渉パター
ン６０は一定ピンチでサンプルされ、各撮像サンプル点
における干渉パターン強度が検出され、制御回路１６に
送られる。
制御回路１６では、楔ガラス９を一定ピ７チで間欠的に
移動しては高速シャッタ２を開放し。
移動しては高速シャッタ２を開放し。
撮像装置１４で得られた干渉パターン強度信号を取り込
む。このようにして、Ｎ回の楔ガラス９０位僧移動によ
り、Ｎ個の干渉パターン強度信号を取り込み、それをア
ナログ／′ディジタル変換し、コンビ二−タ１７を通し
て外部メモリ１８に蓄積づ−る。
む。このようにして、Ｎ回の楔ガラス９０位僧移動によ
り、Ｎ個の干渉パターン強度信号を取り込み、それをア
ナログ／′ディジタル変換し、コンビ二−タ１７を通し
て外部メモリ１８に蓄積づ−る。
第ｔｉ回目の楔ガラス９の位置に対して、撮像面１５の
（ｔ、ｍ）番地の干渉パターン強度をＬｚ、ｍ （ｔｉ
）とすると、楔ガラス９は一定ピノチで移動するため
、例えば、第２図の撮像面上のＡおよびＢ点の強度信号
はそハぞれ第５図のｌＡおよびＩＢのように変化する。
（ｔ、ｍ）番地の干渉パターン強度をＬｚ、ｍ （ｔｉ
）とすると、楔ガラス９は一定ピノチで移動するため
、例えば、第２図の撮像面上のＡおよびＢ点の強度信号
はそハぞれ第５図のｌＡおよびＩＢのように変化する。
撮像面１５上の干渉ハターン発生部の全サンプル点につ
いて、同様の強度変化が得られ、この正弦波状強度変化
の相対的な位相差が、被測定物の表面形状を表わしてい
る。従って、正弦波状強度変化の位相を求めればよい。
いて、同様の強度変化が得られ、この正弦波状強度変化
の相対的な位相差が、被測定物の表面形状を表わしてい
る。従って、正弦波状強度変化の位相を求めればよい。
外部メモリ１８に格納された多数のデータから、（ｔ
＋ ” ） 番地のデータのみをＮ個コンビーータ１
７に取り出し、これをＦ Ｆ Ｔ演α４回路１９、例え
ば、アレイプロセッサに入力し、複素数ＦＦＴ演算を行
う。
＋ ” ） 番地のデータのみをＮ個コンビーータ１
７に取り出し、これをＦ Ｆ Ｔ演α４回路１９、例え
ば、アレイプロセッサに入力し、複素数ＦＦＴ演算を行
う。
すなわち、次式に示す離散的フーリエ変換を行う。
（ｊ：＃、数、ｌｊ 、 Ｊｋ＝０．ｉ 、２＋・・・
・・、Ｎ−１）離散的フーリエ変換で得られた結果は、
第４図（ａ）あるいは第４図０））のようになる。
・・、Ｎ−１）離散的フーリエ変換で得られた結果は、
第４図（ａ）あるいは第４図０））のようになる。
第４図（ａ）は、楔ガラス９が一定回数間欠送りされた
時、元の干渉パターン強度を再現している場合である。
時、元の干渉パターン強度を再現している場合である。
１−なわち、楔ガラスによる１回の間欠送りによる位相
変調量△φが２π／Ｌ（Ｌ：整数）で表わされる場合で
ｋ）ろ。この場合には、’Ｏｙ ’ｌ（ｙ ｆＮ−１−
１ｒを除き、全てのサンプル点で、１ｉ１１［数的デー
タ（Ｊ（ｆ）の絶対値１０（Ｑｌは０に近い値となり、
複素数０（ｆ）の位相、すなわち、データ０（ｆ）の実
数部をデータ（ｆ）の虚数部でＷｒｌｌつだもののアー
クタンジェント（ａｒｃｔａｎｇｅｎＢ ４よ求めん
とブる表面形状位相となる。
変調量△φが２π／Ｌ（Ｌ：整数）で表わされる場合で
ｋ）ろ。この場合には、’Ｏｙ ’ｌ（ｙ ｆＮ−１−
１ｒを除き、全てのサンプル点で、１ｉ１１［数的デー
タ（Ｊ（ｆ）の絶対値１０（Ｑｌは０に近い値となり、
複素数０（ｆ）の位相、すなわち、データ０（ｆ）の実
数部をデータ（ｆ）の虚数部でＷｒｌｌつだもののアー
クタンジェント（ａｒｃｔａｎｇｅｎＢ ４よ求めん
とブる表面形状位相となる。
しかるに、一般には、上記の１４丁整数にならない。こ
の場合は、ｒｋおよびｆｏ以外の点でも１（Ｊ（ｒ）ｌ
は０とならず、干渉パターンの正弦波的変化の周波数に
相当する値は、第４図（ｂ）に示すように、Ｆ Ｆ Ｔ
１７．ｌ離散的データ０（ｆ）の絶対値が最大となる
点「ｋからすれた点ｆｋ’（Ｉｋ’は整数でない。）と
なる〇 従って、この点ｒｌ＜’を求め、その点におけるデータ
０（ｆ）の位相を求める必要がある。楔ガラス９０１回
の移動により生ずる光波位相変化Δφを２ｆｆｋＯ／′
Ｎとする。こ又で、Ｎは撮像する干渉パターン数であり
、ｋｏは実数であり、次の式を満足するものとずろ。
の場合は、ｒｋおよびｆｏ以外の点でも１（Ｊ（ｒ）ｌ
は０とならず、干渉パターンの正弦波的変化の周波数に
相当する値は、第４図（ｂ）に示すように、Ｆ Ｆ Ｔ
１７．ｌ離散的データ０（ｆ）の絶対値が最大となる
点「ｋからすれた点ｆｋ’（Ｉｋ’は整数でない。）と
なる〇 従って、この点ｒｌ＜’を求め、その点におけるデータ
０（ｆ）の位相を求める必要がある。楔ガラス９０１回
の移動により生ずる光波位相変化Δφを２ｆｆｋＯ／′
Ｎとする。こ又で、Ｎは撮像する干渉パターン数であり
、ｋｏは実数であり、次の式を満足するものとずろ。
ｋｏ＝ ｋ、斗Δｋ ・・・・・・・・・・・（２）
（ｋｌ：整数、１ハに１≦０．５ ） また、（ｔ、 ＩＴ＋ ）番地の位相をφ（ｔ、ｍ）と
すれば、干渉パターンの強度１ｚ、ｍ （ｔｔ ）は次
式で与えられる。
（ｋｌ：整数、１ハに１≦０．５ ） また、（ｔ、 ＩＴ＋ ）番地の位相をφ（ｔ、ｍ）と
すれば、干渉パターンの強度１ｚ、ｍ （ｔｔ ）は次
式で与えられる。
１（
Ｉｚ 、ｍ（ｔｉ） ＝ ａｏ ＋ ａＨｒｘｓ （２
＋ｒ−ｆｊ−ｔ４＋φ（ｔ、ｍ）） ・−・・＝ （３
）ｔＨ＝１．２，３、−・＝、Ｎ、ａｏ≧ａ。
＋ｒ−ｆｊ−ｔ４＋φ（ｔ、ｍ）） ・−・・＝ （３
）ｔＨ＝１．２，３、−・＝、Ｎ、ａｏ≧ａ。
被測定物からの光と参照光とが等しい時のみ、ａｏ＝ａ
、となるが、一般には、ａｏ）ａ、となるように設計さ
ｆする。
、となるが、一般には、ａｏ）ａ、となるように設計さ
ｆする。
Ｆ Ｆ ’ｌ’を実行した結果は、（３）式を（１）式
に代入した結果と一致するから、次の式が得られる。
に代入した結果と一致するから、次の式が得られる。
・・・・・・・・・・・・・・・（４）この（４）式の
第１項は、へがＪきい時、デルタ関数Ｊ（ｆｋ）ＰＣ比
例し、Ｎの大小に拘わらず、ｆｋ＝ｎ−６Ｎ、他の整数
ｆｌｃ （０、＜ ｆｉＬ５Ｎ−１）に対しては０とな
る。第２項および第３項はへか大きい時、デルタ関数δ
（ｆｋ＋ｋｏ ）およびδｕｋ−ｋｏ）にそれぞれ比例
し、Ｎの大小に−ｉ＜ｉｊゎらず、ｆｋ−十ｋ。でＮと
なる。従って、ｋｏが整数の時は、第４図（ａ）のよう
に、ｋｏが整数でない時は第４図（１））σ）Ｊ５ｔｒ
てンよる。第４図（１））に示すように、ＦＦＴＫより
得られろ結果は、ｒｋが整数における値であるから、ｆ
ｋ＝土ｋ。（ｋ、 ”ｑ整数）ＫおけるデータＯ１，ｍ
ｆＱ＜）の値は直接出力さ１１ない。
第１項は、へがＪきい時、デルタ関数Ｊ（ｆｋ）ＰＣ比
例し、Ｎの大小に拘わらず、ｆｋ＝ｎ−６Ｎ、他の整数
ｆｌｃ （０、＜ ｆｉＬ５Ｎ−１）に対しては０とな
る。第２項および第３項はへか大きい時、デルタ関数δ
（ｆｋ＋ｋｏ ）およびδｕｋ−ｋｏ）にそれぞれ比例
し、Ｎの大小に−ｉ＜ｉｊゎらず、ｆｋ−十ｋ。でＮと
なる。従って、ｋｏが整数の時は、第４図（ａ）のよう
に、ｋｏが整数でない時は第４図（１））σ）Ｊ５ｔｒ
てンよる。第４図（１））に示すように、ＦＦＴＫより
得られろ結果は、ｒｋが整数における値であるから、ｆ
ｋ＝土ｋ。（ｋ、 ”ｑ整数）ＫおけるデータＯ１，ｍ
ｆＱ＜）の値は直接出力さ１１ない。
しかるに、（７，ｍ）番地における「１ｃ＝ｋｏでのデ
ータＯＬ、ｍ （ｆｋ ）の位相（位相差）が表面形状
を表わし、ているため−コンピーータ１７″′Ｃは、以
下の演１つ処理を実行する。
ータＯＬ、ｍ （ｆｋ ）の位相（位相差）が表面形状
を表わし、ているため−コンピーータ１７″′Ｃは、以
下の演１つ処理を実行する。
（１！！７Ｊ！ガラスの移動開け、予め、ある程度正確
に分っているため、（２）式の整Ｈｋ１は既知である。
に分っているため、（２）式の整Ｈｋ１は既知である。
そこで、このに、に対し、ハ１（を−０５から０５まで
一定ステップで変化させた時のデータ□ｚ、ｍ（Ｉ、）
の位相ｑｒ（△１（、φ）を次式により求める。
一定ステップで変化させた時のデータ□ｚ、ｍ（Ｉ、）
の位相ｑｒ（△１（、φ）を次式により求める。
（２） 同様にして、計とφ（ｌ、ｍ）を、ｆ 述Ｌ
タように変化させた時の、次の（６）式で与えられる
Ｒをテーブルにする。
タように変化させた時の、次の（６）式で与えられる
Ｒをテーブルにする。
（ＩＪ Ｌ、こＮで、Ｓは次の式の条件を満たすものと
する。
する。
” Ｌ 、ｍ （ｋｏ ＋ｓ ） Ｉ≧ｌｏｚ、ｒｎ（
ｋｏ ５）ｌｌｓｌ＝１ ・・・
・−・・・・・・・・・・（７）（３） 測定さハた
Ｎ個の干渉パターンテ〜りの内の（ｔ ｒ ” ）番地
の′Ｎ個のデータをＩｉ’ ｉいＴした結果Ｏ４，ｍ
（ｒｋ）の絶対値がＪｉｔ大とプＳるｌ’ｋをｆｌｃ
’ｑ Ｏ。
ｋｏ ５）ｌｌｓｌ＝１ ・・・
・−・・・・・・・・・・（７）（３） 測定さハた
Ｎ個の干渉パターンテ〜りの内の（ｔ ｒ ” ）番地
の′Ｎ個のデータをＩｉ’ ｉいＴした結果Ｏ４，ｍ
（ｒｋ）の絶対値がＪｉｔ大とプＳるｌ’ｋをｆｌｃ
’ｑ Ｏ。
へ
ｆｋ≦７の範囲で見つけ、その時のｆ１τをｋｏとする
。
。
こ０ＦＦＴの結果から、ｆｋ−ｋｏにおけるＯｔ、ｍ
（ｆｋ）の位相’（ｋｏ）と次式を求メル。
（ｆｋ）の位相’（ｋｏ）と次式を求メル。
俳し、Ｓは（７）式で与えられる。
１なわち、ｋｏ＋ｓはｋ。の隘りで、２＆目に絶対値か
大きなＦ Ｆ ’Ｉ’出方のナンブル点である。
大きなＦ Ｆ ’Ｉ’出方のナンブル点である。
予め作成された、第５図のテーブルを用い、ψ（ｋｏ）
と■も′に一致Ｊ−る△にとφ（ム）をテーブル内から
求める処理を行えば、その時のψ（ｔｏ）が求める位相
となる。
と■も′に一致Ｊ−る△にとφ（ム）をテーブル内から
求める処理を行えば、その時のψ（ｔｏ）が求める位相
となる。
なお、上述した（３）項の処理を行うに際して、テーブ
ル内のｒ（ｘｋ、φ）とＲ（八に、φ）の値を内挿すれ
は、更に高精度に値を求めろことが可能となる。
ル内のｒ（ｘｋ、φ）とＲ（八に、φ）の値を内挿すれ
は、更に高精度に値を求めろことが可能となる。
この（１）〜（３）の処理を被測定物の干渉パターンが
表われている全番地に亘り行５ことにより、被測定物の
形状を求めることができる。
表われている全番地に亘り行５ことにより、被測定物の
形状を求めることができる。
このようにして得られた被測定物の表面形状は、第１図
に示す測定光学系そのものが完全な平面鏡や安全なビー
ムスプリッタ、フォーカスレンズを具備していないこと
により、必らずしも正確な表面形状測定結果を表わして
いない。
に示す測定光学系そのものが完全な平面鏡や安全なビー
ムスプリッタ、フォーカスレンズを具備していないこと
により、必らずしも正確な表面形状測定結果を表わして
いない。
このような場合には、被測定物の測定に先がけ、非常に
精度の高い原器（第１図では球面原器）を被測定物とし
て用いて、上述したと同様な方法により測定する。その
測定結果は測定光学系そのものの不完全性（否）を表わ
しているため、この測定結果を以後の任意の球面測定の
補正値として用いれば、球面原器の精度を測定絶対精度
として任意の球面を高精度に測定１′ることかできる。
精度の高い原器（第１図では球面原器）を被測定物とし
て用いて、上述したと同様な方法により測定する。その
測定結果は測定光学系そのものの不完全性（否）を表わ
しているため、この測定結果を以後の任意の球面測定の
補正値として用いれば、球面原器の精度を測定絶対精度
として任意の球面を高精度に測定１′ることかできる。
なお、第１図の例では、球面を被測定物としているが、
フォーカスレンズを除けば、平面の被測定物を測定″１
−ろことができろ。
フォーカスレンズを除けば、平面の被測定物を測定″１
−ろことができろ。
また、第１図の例では、反射型の被測定物を示シタが、
−７７ハｅゼ：／ ｐ−−（Ｍａｃｈ −Ｚｅｎｄｅｒ
）型干渉泪を用いれば、レンズや透過型光学部品の特
性も同様に測定することがｕＪ能となる。
−７７ハｅゼ：／ ｐ−−（Ｍａｃｈ −Ｚｅｎｄｅｒ
）型干渉泪を用いれば、レンズや透過型光学部品の特
性も同様に測定することがｕＪ能となる。
上述した実施例から解るように、比較的少ないへ個の干
渉パターンの強度データを離散的複素数高速フーリエ変
換して得られるデータから精度の高い測定結果が得られ
るため、比較的短時間の測定および処理時間で、非常に
精度の高い表面形状測定が可能となるばかりか、外乱の
影響も無視できる。
渉パターンの強度データを離散的複素数高速フーリエ変
換して得られるデータから精度の高い測定結果が得られ
るため、比較的短時間の測定および処理時間で、非常に
精度の高い表面形状測定が可能となるばかりか、外乱の
影響も無視できる。
また、楔ガラス等の位相変調器の光波変調の光波変調ス
テップが特定の個でな（でも、高精度測定を可能に１−
ることである。すなわち、従来方法では数十分のλ程度
の精度であったが、本発明では、数百分のλの精度を実
現することができる。
テップが特定の個でな（でも、高精度測定を可能に１−
ることである。すなわち、従来方法では数十分のλ程度
の精度であったが、本発明では、数百分のλの精度を実
現することができる。
さらに、このような高精度測定のためには、従来方法で
は、測定光学系や被測定物の固定の安定性や、被′６１
１１定物の光路ｉ６よび参照光路の空気のゆらぎが非常
に安定していることが不可欠であったが一上述した実施
例では、測定時間内に線型に変化１−るものに対しては
安定性をそれぞれ要求さｔｔ／ｒいため、測定光学系に
要求される条件（゛よ緩くても置１精度測にが可能とな
る。
は、測定光学系や被測定物の固定の安定性や、被′６１
１１定物の光路ｉ６よび参照光路の空気のゆらぎが非常
に安定していることが不可欠であったが一上述した実施
例では、測定時間内に線型に変化１−るものに対しては
安定性をそれぞれ要求さｔｔ／ｒいため、測定光学系に
要求される条件（゛よ緩くても置１精度測にが可能とな
る。
し発明の効呆〕
以上述べたように、本発明によれは、被測定物の表面形
状を短時間に、かつ、高精度に測定１ろことができ、ま
た、外乱条件に比較的強い表向形状測定ができる。
状を短時間に、かつ、高精度に測定１ろことができ、ま
た、外乱条件に比較的強い表向形状測定ができる。
図はいすｆ’ｌも本発明の実施例に係るもので、第１図
は測定装置Ｆｔの一実施例の構成図、第２図は第１図の
撮像装置の撮像面上の干渉パターンと撮像シンプル点の
配置を示す図、第３図は干渉パターンのサンプル点上の
強度変化を示す図、第４図（ａ） 、 （ｂ）は干渉パ
ターンのサンプル点上の強度のＦＦＴ結果を示す図、第
５図は位相値を■ 求めろためのテーブルを示す図である。 １・・可干渉性光源 ８・・・被測定物 ９・・楔力ラス １４・・・撮＠装置 １５ ・・ １最イ象面 １６・制御回路 １７・・コンビ一一タ 第 ２ 閾 ７３ 目 第 ４ 図 −３（ 第 ５ 図
は測定装置Ｆｔの一実施例の構成図、第２図は第１図の
撮像装置の撮像面上の干渉パターンと撮像シンプル点の
配置を示す図、第３図は干渉パターンのサンプル点上の
強度変化を示す図、第４図（ａ） 、 （ｂ）は干渉パ
ターンのサンプル点上の強度のＦＦＴ結果を示す図、第
５図は位相値を■ 求めろためのテーブルを示す図である。 １・・可干渉性光源 ８・・・被測定物 ９・・楔力ラス １４・・・撮＠装置 １５ ・・ １最イ象面 １６・制御回路 １７・・コンビ一一タ 第 ２ 閾 ７３ 目 第 ４ 図 −３（ 第 ５ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 被測定物からの光および参照光により得られろ干
渉パターンのＮ個の強度分布を、上記被測定物からの光
および参照光のいずれか一力の光波位相をＮ回度化して
求めて記録し、干渉ハターン上の１つのサンプル点から
Ｎ個取り出した離散的データを離散的複素数フーリエ変
換し、該フーリエ変換で得られたＮ個のフーリエ変換デ
ータの絶対値が最大となる離散的周波数と、該周波数に
隣接する離散的周波数に対応するフーリエ変換データを
補間し、全てのサンプル点での干渉パターンの位相を求
めろようにしたことを特徴とする表面形状測定力法。 ２ 可干渉性光源と、該光源がらの元を２つの光１δに
分Ｍシする分前手段と、該２つの光路の一力を核計１定
物に照射させる１１セ射手段と、上記２つの光路の一方
の光の光波位相を変調する変調手段と、上記２つの光路
を１つの光路ＶＩ−導いて干渉パターンを発生さ−ぜる
発生手段と、発生さｉ７だ干渉パターンの強度をサンプ
ル点で検出する検出手段と、該手段で検出された一上記
′）Ｙ；波位相をＮ回度調した時のＮ個の干渉パターン
の強度分布を記憶する記憶手段と、該手段に記憶さ才ま
たパターンから、所定サンプル点の強度信号をＮ個取り
出し−ｐＪＩ散的複累数フーリエ変換１−る手段と、該
手段で得らｉまた離散的複素数フーリエ変換データの絶
対値か彫゛太となる離散的周波数と、該周波数に隣接す
る周波数に対応する離散的複素数フーリエ変換データを
補間し一上記ザンプル点の干渉パターン位相を求める手
段とからなることを特徴と′１−る表面形状測定装置。 ６ 上記変調手段が、横形ガラスと、該ガラスを一定微
少邦゛ずつ移動させる手段とからなることを特徴とする
請求範囲第２項記載の表面形状測定装置、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16831382A JPS5958305A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16831382A JPS5958305A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 測定方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958305A true JPS5958305A (ja) | 1984-04-04 |
| JPH0437362B2 JPH0437362B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=15865710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16831382A Granted JPS5958305A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958305A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990009A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Rikagaku Kenkyusho | 物体形状測定法と物体形状測定装置 |
| JPS61294327A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 放物面鏡の表面形状測定用干渉方法及び放物面鏡の表面形状測定用干渉計 |
| JPS62214309A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面粗さ・形状測定装置 |
| JPH02238306A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Ricoh Co Ltd | 微小変位測定装置 |
| US6690158B2 (en) | 2000-08-04 | 2004-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position sensor for electromagnetic actuator to detect a position of a shaft |
| US7557568B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-07-07 | Smc Corporation | Actuator with position detecting mechanism |
| JP2022043701A (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-16 | Ckd株式会社 | 三次元計測装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP16831382A patent/JPS5958305A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5990009A (ja) * | 1982-11-15 | 1984-05-24 | Rikagaku Kenkyusho | 物体形状測定法と物体形状測定装置 |
| JPH0157722B2 (ja) * | 1982-11-15 | 1989-12-07 | Rikagaku Kenkyusho | |
| JPS61294327A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 放物面鏡の表面形状測定用干渉方法及び放物面鏡の表面形状測定用干渉計 |
| JPH0552881B2 (ja) * | 1985-06-21 | 1993-08-06 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPS62214309A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-21 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | 表面粗さ・形状測定装置 |
| JPH02238306A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-20 | Ricoh Co Ltd | 微小変位測定装置 |
| US6690158B2 (en) | 2000-08-04 | 2004-02-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position sensor for electromagnetic actuator to detect a position of a shaft |
| US7557568B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-07-07 | Smc Corporation | Actuator with position detecting mechanism |
| JP2022043701A (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-16 | Ckd株式会社 | 三次元計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437362B2 (ja) | 1992-06-19 |
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