JPS60225008A - 円筒面を光学的に試験する方法および装置 - Google Patents

円筒面を光学的に試験する方法および装置

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JPS60225008A
JPS60225008A JP60068628A JP6862885A JPS60225008A JP S60225008 A JPS60225008 A JP S60225008A JP 60068628 A JP60068628 A JP 60068628A JP 6862885 A JP6862885 A JP 6862885A JP S60225008 A JPS60225008 A JP S60225008A
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cylindrical
grating
cylindrical surface
test
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JP60068628A
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ジヨージ・イー・ハースト
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Applied Biosystems Inc
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Perkin Elmer Corp
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    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
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    • GPHYSICS
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    • G01B9/00Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02Interferometers
    • G01B9/02034Interferometers characterised by particularly shaped beams or wavefronts
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    • G01B9/02039Shaping the wavefront, e.g. generating a spherical wavefront by matching the wavefront with a particular object surface shape
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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】 産業上の利用分野: 本発明は円筒面の品質の光学的試験に関し、詳細には試
験すべき物体の全円筒面を解析しうる方法および装置に
関する。
従来の技術: 円筒面を試験する従゛来の方法および装置は円筒面の1
つの軸または他の軸の品質を試験するためにつくられた
試験板を使用する。たとえば試験する円筒面を評価する
標準またはゲージである比較的狭い球面試験板をつくる
ことができる。この板を次に円筒面と接触するようにそ
の主軸を横切って配置し、円筒の主軸に沿って種々の点
へ動かし、縞・ξターンを形成することによって光学的
に誤差を検出する。もう1つの試験法によれば円筒試験
板の全面を試験すべき円筒の全面と接触させる。試験表
面の誤差は光学的に縞・ξターンとして示される。
円筒面を試験するもう1つの可能性はレーザ光線のよう
な平行にした光線の試験円筒へ向う光路に参照射出円筒
を使用することである。この系は非常に高価であり、波
面品質が制限され。
工業的に使用されなかった。
発明が解決しようとする問題点: 本発明の目的は外部的干渉計を使用せずに優れたコント
ラストの縞・ξターンが得られるきわめて有効な、コン
・ξクトな、比較的強固で安価な、円筒面を試験する改
善された方法および装置を得ることである。
問題点を解決するための手段: この目的を達成する方法および装置はレーザおよびビー
ムエクス・ぞンダ/コリメータによって得られるような
単色光の平行光束を異なる間隔の線形格子へ向け、この
格子により2つの1次回折円筒波面すなわち1つはブレ
ーズ方向に収れんする光束、他はアンチブレーズ方向に
発散する光束が発生する。ブレーズ方向の光束は1つの
焦線に収れんし、それを超えて発散する。
円筒表面の試験物体の軸を焦線と一致するように配置す
ることによって試験物体は波面を格子へ戻し、そこでこ
の波面はアンチブレーズ波面と干渉する。アンチブレー
ズ光束および戻り波面の鏡面反射光線が当るように適当
な形式のスクリンを配置することによって試験すべき円
筒面の像品質を表わす縞・ξターンがスクリン上に形成
される。
凹面および凸面のコーチングしたまたはしない円筒面を
この方法および装置によって試験することができる。
実施例: 次に本発明の実施例を図面により説明する。
たとえばブレーズ光束の焦線と試験物体の距離を測定す
ることによって円筒の曲率半径を決定することができる
第1図には入射光束九対し垂直に配置した回折格子16
に向う平行単色レーザ光束16の光源12を有する試験
円筒面30のための試験装置10が示される。光学的に
平面の参照射出要素たとえば18を使用する場合、回折
格子からのゼロ次戻り光束を、回折格子16を入射光束
14に対し垂直に配置するため使用することができる。
回折格子16はブレーズ方向(+1次回折)に高率の1
次円筒収れん波面20および反ブレーズ方向(−1次回
折)に1次円筒発散波面22を発生するようにブレーズ
した異なる間隔の溝を平面・\刻線した線形格子である
。波面20は焦線24へ収れんし、次に円筒波面26と
して発散し、凹の円筒面30のような試験物体へ当る。
軸が焦線24と一致する円筒面30は波面を格子16へ
戻し、そこでもう1つの1次回折が発生する。
この1次回折光は平らな波面として解析のだめ干渉計の
光学的に平面の参照要素18へ戻るけれど、第2回折で
は多くのエネルギーが失われ、ゼロ次エネルギーの高い
ノコツクグラウンドがあるので、縞のコントラストが低
下する。
スクリン32を配置することKよって得られる。 1こ
の光束は虚像34から発散し、焦線から格子面による鏡
面(ゼロ次)反射を介して戻る波面と干渉し、凹の円筒
面30の像品質を表わす縞パターンをスクリン32に発
生する。スクリンはスクリンの前面または背面の℃・ず
れかの方向から観測し、インターフエロダラム写真をと
るために使用しうる任意の平らな表面である。
本発明のもう1つの態様によれば円筒試験物体の主軸は
焦線24と一致しなければならず、焦線と円筒の距離は
試験表面の曲率に依存する。
焦線と円筒面の距離を知ることにより試験表面の曲率半
径を決定することができる。これは円筒をその表面が焦
線と一致するまで動かし、移動距離を測定することによ
って達成することができる。第2縞・ξターンの検知は
光学要素が正確に焦線に配置されたことを表わす。
第2図は凸の円筒面30aを試験する同様の試験装置を
示す。しかしこの場合臼の円筒面3Qaは焦線24(図
示せず)の前方に配置され、1次回折波而は回折格子へ
戻される。しかし30aで示す試験物体により平行入射
光束が少し妨害される。この図のすべての要素は凸の円
筒30aを除き第1図の同じ番号の要素と同じ機能を有
するので、この図の要素の説明は不用である。
本発明を実施するため必要な要素はレーザのような単色
光源、市場で容易に入手しうるビームエクス・ξンダ/
コリメータおよび回折格子がすべてであることは明らか
である。図示の回折格子の1つのタイプは光学的に反射
性の平面格子であり、刻線16bの間のギヤノブ16&
の幅は平行光束を円筒波面へ回折するため1つの側16
cから他の側16dへ減少する。代表的にはギヤツブは
16Cに始まる150線/埴から反対側16dの950
線/■へ変化する。格子は隣接する溝から回折した光線
の光路がつねに1波長変化するような溝の配置で設計さ
れる。
格子を横切るギャップはすべての光線を共通の線へ向け
るように変化し、それによって真円円筒面を試験するた
めの円筒波面が得られる。しかし真円円筒試験光学要素
を試験するための格子は一般的であることは明らかであ
る。と℃・うのは所要のすべては焦線を形成し、試験光
学系の主軸をそれと一致させ、それによって光束を試験
光学系の表面に垂直に当てることであるからである。非
真円円筒試験表面の場合、格子は試験光学要素からの戻
り光線を、焦線が1次光線を試験光学要素表面に対し垂
直に向け、この表面で1次光線が同じ光路に沿って反射
されて戻るように、適合させるために独特に刻線しなけ
ればならない。
格子刻線に使用するコンピユータ化した光線追跡法はマ
グロ−ヒルインク(Me Grow HillInc、
)1966年のウォレン J、スミス(War−「HJ
、 Sm1th )によるモダンオプティヵルエンノニ
ャリング(Modean 0ptical Engin
eering )と題する論文〔ライブラリオブコング
レス(L−ibrary of Congress )
カードm66−182141に記載される。コンピユー
タ化した光線追跡を論するオプティカルコンビュテーシ
ョン(Opti−cal Computation )
および格子を論する141ページのストップスアンドア
パーチアズ(5t−ops and Aperture
s )と題する章を参照。
開示された方法および装置によれば1回の回折しか含ま
れないので、装置の効率が高く、ゼロ次エネルギーは・
々ツクグラウンドから除去され、縞のコントラストが大
きく改善される。前記要素に対し付加的に必要な装置は
光学系の調節可能の支持装置であり、それによって非常
にコン・ξクトな、比較的強固で安価な系が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は凹の円筒面を試験する本発明の装置、第2図は
凸の円筒面を試験する装置のそれぞれ光路図、第3図は
本発明を実施する回折格子の横断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 円筒面の像品質を光学的に評価する装置において
    、 平らな単色光波面、 1次円筒波面をブレーズ方向に回折させる形および間隔
    の溝を有する平面回折格子を有し、 前記波面を格子へ戻すように評価すべき円筒面を配置し
    、 格子からアンチブレーズ方向へ発散する1次回折円筒波
    面を遮断するように配置した装置を有し、 この発散する円筒波面が円筒面から戻った波面の鏡面反
    射波面と干渉し、この装置上に円筒面の像品質を表わす
    縞・にターンを形成する ことを特徴とする円筒面を光学的に試 験する装置。 2、 円筒面が凹面である特許請求の範囲第1項記載の
    装置。 3、 円筒面がコーチングされている特許請求の範囲第
    2項記載の装置。 仝、 円筒面がコーチングされていない特許請求の範囲
    第1項記載の装置。 5 溝の間隔が真円波面をブレーズ方向およびアンチブ
    レーズ方向に回折するように変化して(・る特許請求の
    範囲第1項記載の装置。 6、溝の間隔が非真円波面をブレーズ方向およびアンチ
    ブレーズ方向に回折するように変化している特許請求の
    範囲第1項記載の装置。 7、 円筒面を試験する方法において。 選択した波長の平行単色光束を形成し、この光束の光路
    に回折格子を備え、 この格子が高率の1次円筒波面を発生ずるように間隔の
    変化する直線的溝を有し、この波面が焦線へ収れんし、
    かつ円筒波面として発散し、 試験すべき円筒面をその軸が焦線と一致し、円筒波面を
    同じ光路に沿って格子へ反射するように配置し、 格子からの1次アンチブレーズ回折光および円筒面から
    戻った波面の鏡面反射光の両方を遮断するように、格子
    に対してスクリンを配置する ことを特徴とする円筒面を試験する方法。 8、 選択した波長の平行単色光の光源を備え、この光
    源から平面波面が発し、 この平行光線の光路に変化する間隔の線形格子を備え、
    この格子が円筒波面の試験光束を発生し、 試験すべき円筒をこの試験光束の光路に配置し、試験光
    束を格子へ戻し、 スクリンを平行光束の試験円筒面と反対側に配置し、格
    子によつ℃回折した光束および試験光束の鏡面反射光を
    受光し、このスクリン上に試験円筒面の形を表わす縞を
    発生させる 特許請求の範囲第7項記載の方法。 9 円筒表面の像品質を光学的に評価する装置において
    、 平面的単色光波面、 1次円筒波面をブレーズ方向に回折するような形状およ
    び間隔の平面回折格子を有し、この波面が焦線に収れん
    し、かつ円筒波面に発散し、その光線が円筒面に垂直に
    当り、同じ光路に沿って戻り、 格子からアンチブレーズ方向へ発散する1次回折円筒、
    波面を遮断するように配置した装置を有し、この波面が
    試験円筒面から戻った波面の鏡面反射波面と干渉し、こ
    のスクリン上に円筒面の像品質を表わす縞・ξターンを
    形成する ことを特徴とする円筒面を試験する装置。 10 試験円筒面を焦点へ動かし、移動距離を測定して
    試験表面の曲率半径を決定する特許請求の範囲第7項記
    載の方法。
JP60068628A 1984-04-02 1985-04-02 円筒面を光学的に試験する方法および装置 Pending JPS60225008A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/595,782 US4606640A (en) 1984-04-02 1984-04-02 Method and apparatus for optically testing cylindrical surfaces
US595782 1984-04-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60225008A true JPS60225008A (ja) 1985-11-09

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ID=24384657

Family Applications (1)

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JP60068628A Pending JPS60225008A (ja) 1984-04-02 1985-04-02 円筒面を光学的に試験する方法および装置

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US (1) US4606640A (ja)
EP (1) EP0157230A3 (ja)
JP (1) JPS60225008A (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
EP0157230A2 (en) 1985-10-09
US4606640A (en) 1986-08-19
EP0157230A3 (en) 1987-05-13

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