JPS6023281B2 - Interferometer for inspecting the shape of the convex surface of optical elements - Google Patents

Interferometer for inspecting the shape of the convex surface of optical elements

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JPS6023281B2
JPS6023281B2 JP55501687A JP50168780A JPS6023281B2 JP S6023281 B2 JPS6023281 B2 JP S6023281B2 JP 55501687 A JP55501687 A JP 55501687A JP 50168780 A JP50168780 A JP 50168780A JP S6023281 B2 JPS6023281 B2 JP S6023281B2
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interferometer
lens
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lenses
convex
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ダニール トロフイモヴイツチ プルヤエフ
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MOSUKOFUSUKOE BISUSHE TEKUNICHESUKOE UCHIRISUCHE IMENI ENU II BAUNA
Original Assignee
MOSUKOFUSUKOE BISUSHE TEKUNICHESUKOE UCHIRISUCHE IMENI ENU II BAUNA
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は光学素子の検査装置に関し、特に光学素子の球
面の形状を検査するための干渉計に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element inspection apparatus, and more particularly to an interferometer for inspecting the shape of a spherical surface of an optical element.

発明の昔忌 テストガラスと補償器(球補償器)の使用に塞きレンズ
の凸球面の形状を検査するための干渉計は当技術分野に
おいて周知である(So皿dersl.B.,1.Re
s.Nat.Bm.Stan船rd.,19払,53,
M.1,p29参照)。
Antecedents of the Invention Interferometers for testing the shape of the convex spherical surface of a closing lens for the use of test glasses and compensators (spherical compensators) are well known in the art (SoDersl.B., 1. Re
s. Nat. Bm. Stan ship rd. ,19 pay,53,
M. 1, p. 29).

テストガラスの直径は被検査面の直径より概ね小さいた
めテストガラスに光を1度通すだけで被検査面の検査を
行うことは不可能であり、又テストガラスを被検査面に
繰返し当てるには多大の時間を浪費する。加えて、検査
作業を行なうため被検査面にテストガラスを接触させる
には細心の注意を舷つて被検査面を調べなければならな
い。製造上の事情から被検査面の半径が変更される場合
、新しいテストガラスを作らなければならないが、この
ため検査作業の経費は増大する。平面波面もしくは球面
波面を所望の形状の波面に変換する補償器を使用する干
渉計は当技術分野において周知である(G.V.Kre
opalova,D.T.Pmyaev,Studie
s and Check−up of Optical
Sあtems,M.Mashi皿strMniePub
l.,1978)。
Since the diameter of the test glass is generally smaller than the diameter of the surface to be inspected, it is impossible to inspect the surface to be inspected by passing light through the test glass only once, and it is impossible to repeatedly apply the test glass to the surface to be inspected. waste a lot of time. In addition, in order to bring the test glass into contact with the surface to be inspected for inspection, the surface to be inspected must be examined with great care. If the radius of the surface to be inspected is changed due to manufacturing reasons, a new test glass must be made, which increases the cost of the inspection operation. Interferometers that use compensators to transform a plane or spherical wavefront into a wavefront of a desired shape are well known in the art (G.V. Kre
opalova, D. T. Pmyaev, Studie
s and Check-up of Optical
Satems, M. Mashi DishstrMniePub
l. , 1978).

かかる干渉計で検査を行なう際の問題は、被検査面の誤
差に関する情報を、被検査面の個々の区域から得るとい
うよりもむしろ、被検査面の全帯城から同時に得るとい
うことに存する。・この問題は、被検査凸球面の中心と
一致する頂点を有する同じ集中光東の形状で光を差向け
るよう設計された補償器を使用することによって解決さ
れる。凸球面がレンズに付与されている場合、面がその
曲率中心から検査される凹面の場合と同じ方法で凸面の
検査も出来るようにするため、補償器はしンズの他の面
の及ぼす作用も考慮して設計されなければならない。こ
の方法を実施しようとすれば複数個の補償器を個々に使
用しなければならない。その理由は各補償器は所定の形
状をもった1つのレンズの検査に使用できるに過ぎない
からである。被検査面が不透明材料で作られた光学素子
の面である場合、補償器の使用に基く干渉計は、光学素
子の材料の内部に侵入せしめられる光東を利用して行な
う凸面の検査には、全く使用することが出来ない。当技
術分野においては、光学素子の凸球面の形状を検査する
ために設計された干渉計であって、単色光源とその後方
で光東の通路中に配置された−遂の装鷹とから成り、こ
の−達の装置は合魚レンズ、光分割器、補償器、合様レ
ンズの後側焦点と光学的に整合せしめられた曲率中心を
もつ基準凹球面をその下流の面として有するレンズ系及
び干渉パターンを記録するための記録系を含むような干
渉計は周知である(YuV.:くolomiybov,
lntehe−romete岱.,MashinosV
oenie Publ.,1976p296)。
The problem with testing with such interferometers is that information about errors in the surface to be tested is obtained simultaneously from the entire swath of the surface to be tested, rather than from individual areas of the surface. - This problem is solved by using a compensator designed to direct the light in the same concentrated light east shape with the apex coinciding with the center of the convex spherical surface to be inspected. If a convex spherical surface is applied to the lens, the compensator also takes account of the effects of other surfaces on the lens, so that the convex surface can be inspected in the same way as a concave surface, where the surface is inspected from its center of curvature. must be designed with this in mind. To implement this method, multiple compensators must be used individually. This is because each compensator can only be used to test one lens with a given shape. If the surface to be inspected is the surface of an optical element made of opaque material, an interferometer based on the use of a compensator is suitable for inspection of convex surfaces using a light beam that penetrates inside the material of the optical element. , cannot be used at all. In the art, an interferometer designed for inspecting the shape of a convex spherical surface of an optical element is known, which consists of a monochromatic light source and a light beam located behind it in a light path. , these devices consist of a matching lens, a light splitter, a compensator, a lens system having as its downstream surface a reference concave spherical surface whose center of curvature is optically aligned with the rear focus of the matching lens; Interferometers that include a recording system for recording interference patterns are well known (YuV.: Kulomiybov,
lntehe-rometedai. , MasinosV
oenie Publ. , 1976 p296).

この干渉計によれば比較的小さな直径(loo乃至15
仇鷹)をもち且つ、D及びRを夫々被検査面の直径及び
半径として、比○/Rが或る値をもつ光学素子の球面を
検査することが可能である。
This interferometer has a relatively small diameter (loo to 15
It is possible to inspect the spherical surface of an optical element having a certain value of the ratio ○/R, where D and R are the diameter and radius of the surface to be inspected, respectively.

従来技術の干渉計は、(500乃至60仇収のオーダー
の)大きな直径をもち且つ他の値のD/R比をもつ凸球
面を検査する場合、その使用が制限される。その理由は
、レンズ系を基準面に取替える必要があり、骨の折れる
調整作業を必要とし、而もこの従釆技術の干渉計は寸法
が不当に大きいからである。発明の開示 本発明は光学素子の凸面の形状を検査するための干渉計
を提供する問題に基きなされたものであって、本干渉計
によれば種々のD/R比をもつ、大直径(約60物舷)
及び小直径(約10W舷)の面の高精度検査が骨の折れ
る調整作業を要せずして可能となり、しかも本干渉計は
その寸法が比較的小さい。
Prior art interferometers are of limited use when examining convex spherical surfaces with large diameters (on the order of 500 to 60 mm) and other values of D/R ratios. The reason for this is that the lens system must be replaced with a reference surface, arduous adjustment work is required, and the interferometers of this conventional technique are unduly large in size. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is based on the problem of providing an interferometer for inspecting the shape of a convex surface of an optical element. Approximately 60 ships)
High-precision inspection of surfaces of small diameter (approximately 10 W) is possible without the need for laborious adjustment work, and the interferometer is relatively small in size.

この問題は、光学素子の凸面の形状を検査するための干
渉計であって、単色光源とその後方で光東の遍路中に配
置された一連の装置とから成り、この一連の装置は合魚
レンズ、光分割器、補償器、この補償器によって前記合
篤レンズの後側焦点に光学的に整合せしめられた曲率中
心をもった基準凹球面をその最後の面として有するレン
ズ系及びこの基準面からの光東の反射によって得られた
干渉パターンを記録するための記録系を含むような干渉
計において、本発明によれば、この干渉計がレンズ系の
後方で光東の通路にそって配置された一連の装置を包含
し、この一連の装置は追加の補償器、追加の光分割器、
追加の合焦レンズ、最後の基準面の曲率半径とは別の曲
率半径の基準凹球面を又有するレンズ系の、光東の通路
中で単色光源から最初の曲率中心に後側焦点を追加の補
償器によって光学的に整合せしめられた追加の合篤レン
ズに単色光源からの光東を差向けるための鏡系、及びレ
ンズ系の最初の基準面からの光東の反射によって得られ
た干渉パターンを記録するための追加の記録系を含むよ
うにすることによって解決される。
This problem involves an interferometer for inspecting the shape of the convex surface of an optical element, which consists of a monochromatic light source and a series of devices placed behind it during the Koto pilgrimage. A lens, a light splitter, a compensator, a lens system having as its last surface a reference concave spherical surface whose center of curvature is optically aligned with the rear focal point of the focusing lens by the compensator, and this reference surface. In such an interferometer including a recording system for recording an interference pattern obtained by reflection of a light beam from This series includes additional compensators, additional light splitters,
An additional focusing lens, a lens system which also has a reference concave spherical surface with a radius of curvature different from that of the last reference surface, adds a rear focal point from the monochromatic light source to the first center of curvature in the optical path. A mirror system for directing light from a monochromatic light source to an additional matching lens optically aligned by a compensator, and an interference pattern obtained by reflection of the light from an initial reference plane of the lens system. The solution is to include an additional recording system for recording.

か)る干渉計においては、レンズ系は好ましくは2つの
正〆ニスカスレンズと、これらメニスカスレンズの間に
配置され且つ上記〆ニスカスレンズの凸面に対向する平
面を有する2つの平凸レンズとから構成される。
In such an interferometer, the lens system is preferably composed of two positive niscus lenses and two plano-convex lenses disposed between these meniscus lenses and having a plane facing the convex surface of the final niscus lens.

小さなD/R比をもつ凸球面を検査するには、レンズ系
は2つの正〆ニスカスレンズとこれらレンズの間に配置
された両凸レンズとから成るのが好ましい。
For testing convex spherical surfaces with a small D/R ratio, the lens system preferably consists of two positive varnish lenses and a biconvex lens placed between these lenses.

大きなD/R比をもつ凸球面を検査するには、レンズ系
は2つの正〆ニスカスレンズから成り、少なくとも1つ
のレンズの凸面は非球面であって主補償器と追加の補償
器としての機能を果すようにするのが好ましい。
To test convex spherical surfaces with large D/R ratios, the lens system consists of two positive niscus lenses, and the convex surface of at least one lens is aspheric and functions as a main compensator and an additional compensator. It is preferable to do so.

本発明の干渉計によれば、D/R比の最大値が2つの範
囲にある、大きな直径を有する光学素子の凸球面の検査
が可能となり、しかもこの検査は干渉計の設計を変えた
り、組立体の調整を追加して行なったり、異なる値のD
/R比を有する素子の検査に際し部品の取替を行なった
りすることないこ実行される。
According to the interferometer of the present invention, it is possible to inspect the convex spherical surface of an optical element having a large diameter, in which the maximum value of the D/R ratio is in two ranges, and this inspection does not require changing the design of the interferometer. Additional assembly adjustments or different values of D
This is performed without replacing parts when testing an element having a /R ratio.

干渉計の全部品は動くものが無く、光学ベンチの上に便
利に配置することのできる、こじんまりした光学組立体
を形成し、しかも運搬のため独立したユニットとして形
成することができる。
All parts of the interferometer are stationary and form a compact optical assembly that can be conveniently placed on an optical bench, yet can be formed as a separate unit for transportation.

本発明の干渉計においては、被検査面のD/R比の1つ
の数値範囲から別の範囲への切替は追加のレンズに光東
を差向ける鏡の系の再配列を行なうだけで達成できて、
干渉計を追加して調整する必要は無い。干渉計の光学系
において、異なるD/R比をもった、2つの基準凹球面
を同時に使用するということは、同一の基準面をもった
2つの干渉計を使用したり、あるいは同一の基準面を有
する2つの交換レンズを使用する従来技術による干渉計
を使用するのに比べれば造るかに経済的である。
In the interferometer of the present invention, switching from one numerical range of the D/R ratio of the surface to be inspected to another can be accomplished simply by rearranging the mirror system that directs the light beam to the additional lens. hand,
There is no need to add or adjust an interferometer. In the interferometer optical system, simultaneously using two reference concave spherical surfaces with different D/R ratios means using two interferometers with the same reference surface, or using the same reference surface. It is much more economical to build than using prior art interferometers that use two interchangeable lenses with .

以下に本発明を添付図面に示す本発明の特定の実施例を
参照しつ)説明する。第1図は干渉計の光学図であって
、D/R比の1つの範囲に対して凸球面を検査する場合
について光東の通路を示す。
The invention will now be described with reference to specific embodiments of the invention that are illustrated in the accompanying drawings. FIG. 1 is an optical diagram of the interferometer showing the optical path for testing a convex spherical surface for one range of D/R ratios.

第2図は第1図に示すものと同じ図であって、D/R比
の異なる範囲に対して凸球面を検査する楊舎について光
東の通路を示す。
FIG. 2 is the same view as shown in FIG. 1, and shows the passage of the light east for Yangsha, which inspects convex spherical surfaces for different ranges of D/R ratios.

第3図は小さいD/R比をもった凸球面の検査のために
採用されたレンズ系の1実施例を示す。
FIG. 3 shows an embodiment of a lens system adopted for the inspection of convex spherical surfaces with a small D/R ratio.

第4図は大きいD/R比をもった凸球面の検査に好都合
なしンズ系の1実施例を示す。本発明の実施例 本発明による干渉計は、ヘリウム・ネオンレーザのよう
な単色光源1(第1図)、位瞳1及びUを占めることの
できる回転平面鏡2、テレセントリックな光東通略を有
する顕微鏡対物レンズのような合鷺レンズ3を包含する
FIG. 4 shows an embodiment of a lens system suitable for inspecting convex spherical surfaces with a large D/R ratio. Embodiments of the Invention The interferometer according to the invention comprises a monochromatic light source 1 (FIG. 1), such as a helium-neon laser, a rotating plane mirror 2 capable of occupying a position pupil 1 and a microscope having a telecentric light beam. It includes a matching lens 3 like an objective lens.

合魚レンズ3は光源1から出て鏡2により反射された光
東を受取り、レンズ3の後側焦点F,の位直に点光源を
形成する。光分割器4はしンズ3の後方で光路中に配直
された、例えば、半透明な面をもったキューブであって
、光東はこのキュープによって単一レンズもしくはレン
ズ群から成る補償器5の方向へ偏向される。
The combining lens 3 receives the light emitted from the light source 1 and reflected by the mirror 2, and forms a point light source directly at the rear focal point F of the lens 3. The light splitter 4 is, for example, a cube with a translucent surface arranged in the optical path behind the lens 3, and Koto uses this cube to divide the compensator 5 into a compensator 5 consisting of a single lens or a group of lenses. deflected in the direction of

補償器5の光軸は光分割器によってレンズ3の光軸と整
合せしめられる。
The optical axis of the compensator 5 is aligned with the optical axis of the lens 3 by a light splitter.

補償器5の後方にその光軸にそってレンズ7,8,9及
び10から成るレンズ系6が配置される。レンズ系6の
最後の面Aは基準凹球面であって、この基準凹球面Aは
その曲率中心を補償器5によってレンズ3の後側焦点F
,に光学的に整合せしめられている。レンズ系6の最初
の面Bも基準凹球面であるが、その曲率半径は面Aの曲
率半径とは概ね異なる。検査中に面からの反射によって
得られた干渉パターンを記録するため、記録系11がレ
ンズ系6と補償器5との光軸にそつて光分割器4の後方
に配置される。
A lens system 6 consisting of lenses 7, 8, 9 and 10 is arranged behind the compensator 5 along its optical axis. The last surface A of the lens system 6 is a reference concave spherical surface, and this reference concave spherical surface A has its center of curvature adjusted to the rear focal point F of the lens 3 by the compensator 5
, are optically matched to. The first surface B of the lens system 6 is also a reference concave spherical surface, but its radius of curvature is generally different from that of the surface A. A recording system 11 is arranged behind the light splitter 4 along the optical axis of the lens system 6 and the compensator 5 in order to record the interference pattern obtained by reflection from the surface during the inspection.

第1図に示すように、記録系は写真レンズ12と感光層
13から成る。被検査光学素子14は、第1図に示すよ
うに、光東の通路中でレンズ系6の後方に配置される。
As shown in FIG. 1, the recording system consists of a photographic lens 12 and a photosensitive layer 13. The optical element 14 to be inspected is placed behind the lens system 6 in the optical path, as shown in FIG.

被検査素子の面15はこの面の曲率中心が基準面Aの曲
率中心と一致するように配置される。追加の補償器16
と、この補償器の光軸を追加の合篤レンズ18の光鞠に
一致させる、追加の光分割器17とはしンズ系6の後方
にその光軸にそって配置される。レンズ18の後側焦点
F2は補償器16によってレンズ系6の基準凹球面Bの
曲率中心と整合せしめられる。検査中に基準凹球面Bか
らの光東の反射によって縛られる干渉パターンを記録す
るための追加の系19が光分割器17の後方にレンズ系
6の光軸にそって配置される。
The surface 15 of the device to be tested is arranged so that the center of curvature of this surface coincides with the center of curvature of the reference surface A. Additional compensator 16
An additional light splitter 17 and an additional light splitter 17 are arranged behind the lens system 6 along its optical axis to align the optical axis of this compensator with the optical axis of the additional focusing lens 18. The rear focal point F2 of the lens 18 is aligned with the center of curvature of the reference concave spherical surface B of the lens system 6 by the compensator 16. An additional system 19 is arranged along the optical axis of the lens system 6 behind the light splitter 17 for recording the interference pattern bounded by the reflection of the light from the reference concave spherical surface B during the inspection.

加えて、光東をレンズ18に差向けるため、静止平面鏡
20(もしくは鏡の群)が設けられ、この静止平面鏡2
0は、回転鏡2と組合わされて、光源1からの光東を追
加の合篤レンズ18に差向せるための鏡の系を形成する
。第2図は第1図に示すものと同じ干渉計の光学図を示
し、唯一の相違は光学素子21が補償器5としンズ系6
との間に配置され、しかも素子21の被検査面22はこ
の面22の曲率中心が面Bの曲率中心と一致するような
&贋に定置されるという点にある。
In addition, a stationary plane mirror 20 (or group of mirrors) is provided to direct the light beam to the lens 18, and this stationary plane mirror 2
0, in combination with the rotating mirror 2, forms a system of mirrors for directing the light from the light source 1 to an additional focusing lens 18. FIG. 2 shows an optical diagram of the same interferometer as shown in FIG. 1, the only difference being that optical element 21 is replaced by compensator 5 and lens system 6.
Moreover, the surface 22 to be inspected of the element 21 is placed so that the center of curvature of this surface 22 coincides with the center of curvature of surface B.

第1図及び第2図は2つの正〆ニスカスレンズ7及び1
0と、それらの間に配置される2つの平凸レンズ8及び
9から成るレンズ系6を示す。
Figures 1 and 2 show two positive varnish lenses 7 and 1.
0 and two plano-convex lenses 8 and 9 arranged between them.

レンズ7及び10の凸面はしンズ8及び9の平面に対向
している。第3図はしンズ系6′の1実施例を示し、こ
のレンズ系6′は2つの凸メニスカスレンズ23及び2
4とこれら両メニスカスレンズの間に配置された両凸レ
ンズ25とから成る。
The convex surfaces of lenses 7 and 10 are opposite the planes of lenses 8 and 9. FIG. 3 shows an embodiment of a lens system 6', which includes two convex meniscus lenses 23 and 2.
4 and a biconvex lens 25 disposed between both of these meniscus lenses.

レンズ24及び23の凹面A及びBは共に基準球面であ
る。第4図はしンズ系6^の1実施例を示し、このレン
ズ系6″は夫々に基準凹球面B及びAを有する2つの正
〆ニスカスレンズ26及び27から成る。凸球面28と
29の少なくとも1つ、この実施例では28が非球面で
あり、球面29と組合わされて、この非球面28は主補
償器5(第1図)及び追加の補償器16としての機能を
果す。すなわち、これらの補償器5及び16は拝除され
て、レンズ系6″(第4図)が光分割器4と17(第1
図及び第2図に示す)との間に配置される。レンズ3の
後側焦点F,の、面Aの曲率中心との光学的整合及びレ
ンズ18の後側焦点F2の、面Bの曲率中心との光学的
整合は、面29及び28に特定の形状の付与することに
よって確保される。本発明による干渉計の動作様式を述
べれば次の通りである。光学素子の凸球面の形状は、R
/○比の2つの異なる数値範囲において、検査すること
が出来る。
Both concave surfaces A and B of lenses 24 and 23 are reference spherical surfaces. FIG. 4 shows an embodiment of the lens system 6'', which consists of two positive niscus lenses 26 and 27 having reference concave spherical surfaces B and A, respectively. At least one of the convex spherical surfaces 28 and 29 One, in this embodiment 28, is an aspherical surface which, in combination with the spherical surface 29, serves as the main compensator 5 (FIG. 1) and the additional compensator 16, i.e. The compensators 5 and 16 are removed, and the lens system 6'' (Fig.
(shown in FIG. 2). The optical alignment of the rear focal point F, of lens 3 with the center of curvature of surface A and the optical alignment of the rear focal point F2 of lens 18 with the center of curvature of surface B is determined by the specific shape of surfaces 29 and 28. This is ensured by granting. The operating mode of the interferometer according to the present invention will be described as follows. The shape of the convex spherical surface of the optical element is R
It is possible to test in two different numerical ranges of /○ ratio.

R/D比の1つの範囲において検査を行なうには、平面
鏡2(第1図)を位置1に設定する。
To perform an inspection in one range of R/D ratios, plane mirror 2 (FIG. 1) is set at position 1.

光源1を出た光は平面鏡2に至り、この平面鏡によって
合魚レンズ3に差向けられる。光東の通路は第1図にお
いて矢印で図示されている。相次いで光分割器4、補償
器5及びレンズ7.8,9,10を通過した光東は、直
角に基準面Aに入射し、その1部分は基準面Aで反射さ
れ、またその1部分は同基準面Aを貫通して被検査面1
5に入射する。面Aから反射した光東と面15から反射
した光東とは干渉し合って干渉パターンを生じ、この干
渉パターンが記録系11によって記録される。被検査面
15の形状に関する謀毒≦を現わす干渉パターンのこれ
から後の処理は通常の方法に従って実施されるが、本明
細書ではこれを開示しない。R/D比の別の範囲におい
て検査を行なうには、平面鏡2(第2図)を位置0‘常
設定する。単色光源を出た光東は鏡20から反射して、
追加の合篤レンズ18に至り、相次いで追加の光分割器
17、追加の補償器16及びレンズ10乃至7を通過し
てから、直角に基準面Bに入射する。面Bから反射され
た光東と被検査素子21の面22から反射された光束と
は干渉し合って干渉パターンを生じ、この干渉パターン
が追加の記録系19によって記録される。レンズ10及
びレンズ7(第1図及び第2図)に夫々属する基準凹面
A及びBは、大略同じ直径をもつが、曲率半径はかなり
相違していて、曲率半径の比は約1:2.5である。
The light emitted from the light source 1 reaches a plane mirror 2, and is directed to a matching lens 3 by this plane mirror. The light east passage is indicated by an arrow in FIG. The light that has passed successively through the light splitter 4, the compensator 5, and the lenses 7, 8, 9, and 10 enters the reference plane A at right angles, one part of which is reflected by the reference plane A, and one part of which is reflected by the reference plane A. passes through the same reference plane A to the surface to be inspected 1
5. The light beam reflected from the surface A and the light beam reflected from the surface 15 interfere with each other to produce an interference pattern, and this interference pattern is recorded by the recording system 11. The subsequent processing of the interference pattern showing toxicity≦ with respect to the shape of the surface to be inspected 15 is carried out according to a conventional method, which is not disclosed herein. To carry out inspections in other ranges of R/D ratios, the plane mirror 2 (FIG. 2) is normally set to position 0'. Light exits the monochromatic light source and is reflected from the mirror 20,
The light reaches an additional light beam 18, passes through an additional light splitter 17, an additional compensator 16 and lenses 10 to 7 one after another, and then enters the reference plane B at right angles. The light beam reflected from the surface B and the light beam reflected from the surface 22 of the device to be inspected 21 interfere with each other to produce an interference pattern, and this interference pattern is recorded by the additional recording system 19. The reference concave surfaces A and B belonging to lenses 10 and 7 (FIGS. 1 and 2), respectively, have approximately the same diameter, but their radii of curvature are considerably different, with a ratio of radii of curvature of approximately 1:2. It is 5.

この事から、異なるR/○比をもった凸球面の検査を行
なうため、面Aと面Bとを使用することが可能となる。
レンズ系6(第1図及び第2図)は、D/R比が0.2
から0.6までの範囲内にある2つのR/D比の範囲に
おいて、凸球面の検査に用いて妥当である。0.7及び
それ以上のオーダーの、大きいD/R比をもった凸球面
の検査には、第4図に示すレンズ系6^を使用するのが
好ましい。0.05及びそれ以下のオーダーの、D/R
比をもつた凸球面の検査には、第3図に示すレンズ系6
′を使用するのが好ましい。
This makes it possible to use surfaces A and B to inspect convex spherical surfaces with different R/○ ratios.
Lens system 6 (Figures 1 and 2) has a D/R ratio of 0.2.
Two R/D ratio ranges within the range from 0.6 to 0.6 are reasonable for use in testing convex spherical surfaces. For inspection of convex spherical surfaces with large D/R ratios of the order of 0.7 and above, it is preferable to use the lens system 6^ shown in FIG. 4. D/R on the order of 0.05 and below
To inspect a convex spherical surface with a ratio, a lens system 6 shown in Fig. 3 is used.
′ is preferably used.

レンズ系6′(第3図)を使用しての干渉計の用法、ま
たはレンズ系6^(第4図)を使用しての干渉計の用法
は第1図及至第4図に示した干渉計の用法と類似のもの
である。
The use of the interferometer with lens system 6' (Fig. 3) or the use of the interferometer with lens system 6^ (Fig. 4) is similar to that shown in Figs. It is similar to the usage of meter.

第1図乃至第4図に示すレンズ系6,6′及び6rは皆
独立の光学素子から成り、これら素子の有する直径は被
検査面の直径を実用上超えることがなく、しかもレンズ
の厚みとしンズ間の空気間隙とを合計した全体の厚みは
しンズ系の直径よりも遥かに小さい。
The lens systems 6, 6' and 6r shown in FIGS. 1 to 4 are all composed of independent optical elements, and the diameters of these elements do not practically exceed the diameter of the surface to be inspected, and the thickness of the lenses The total thickness including the air gaps between the lenses is much smaller than the diameter of the lens system.

干渉計のレンズ系以外の諸組立体はしンズ系よりもずっ
と小じんまりしているので、干渉計を光学ベンチの上で
直ちに細上げることが出釆る。第1図及び第2図に示す
干渉計の実施例によれば、60仇愚までの直径をもち且
つD/R比の範囲が約0.6と約2.4とを中心とする
2つの領域にある凸球面の検査が可能である。
Since the interferometer assemblies other than the lens system are much more compact than the lens system, it is possible to quickly set up the interferometer on an optical bench. According to the interferometer embodiment shown in FIGS. 1 and 2, there are two interferometers having a diameter of up to 60 mm and a D/R ratio range centered on about 0.6 and about 2.4. It is possible to inspect convex spherical surfaces in the area.

か)る干渉計の光学系は基準面A及びBに向かう球波面
を形成することが出来て、この波面の球面からの偏差は
、光源1の波長を入として、技大でも高々^に等しいに
過ぎない。レンズ系の精密な基準凹球面A,Bの製造に
は何ら困難を伴うことがなく、従って検査の精度は^/
10L久上であり、基準球面に固有の誤差を考慮に入れ
れば精度は入/20以上と良好である。本干渉計を使用
すれば、もっとも使用頻度の高い、広角、長橋点の撮影
用対物レンズの検査が可能となる。工業的応用 本発明の干渉計は広角、長倉馬点の撮影用対物レンズの
ような、大直蓬(約60仇岬)の光学素子の凸球面の形
状検査用に詔婿十されている。
The optical system of this interferometer can form a spherical wavefront directed toward the reference planes A and B, and the deviation of this wavefront from the spherical surface is at most equal to It's nothing more than that. There is no difficulty in manufacturing the precise reference concave spherical surfaces A and B of the lens system, and therefore the inspection accuracy is ^/
10L, and if the error inherent in the reference spherical surface is taken into consideration, the accuracy is good at over 1/20. Using this interferometer, it is possible to inspect the most frequently used wide-angle, long-bridge objective lenses. Industrial Application The interferometer of the present invention is used for inspecting the shape of a convex spherical surface of a large-diameter optical element, such as a wide-angle, long-angle photography objective lens.

仇咳ブ 万Z煤ぞ 仇段# (股子Enemy cough Thousands of soot Enemy # (crotch

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光学素子の凸面の形状を検査するための干渉計であ
つて、単色光源とその後方で光束の通路中に配置された
一連の装置とから成り、この一連の装置は合焦レンズ、
光分割器、補償器、この補償器によつて上記合焦レンズ
の後側焦点に光学的に整合せしめられた曲率中心をもつ
基準凹球面をその最後の面として有するレンズ系、及び
この基準面からの光束の反射によつて得られた干渉パタ
ーンを記録するための記録系を含む干渉計において、一
連の装置がレンズ系6の後方に光束の通路にそつて設け
られ、この一連の装置は追加の補償器16、追加の光分
割器17、追加の合焦レンズ18、基準面Aの曲率半径
とは別の曲率半径の基準凹球面でもある、単色光源1に
最近接する、レンズ系6の最初の面の曲率中心に後側焦
点F_2を追加の補償器16によつて光学的に整合せし
められた追加の合焦レンズ18に単色光源1からの光束
を差向けるための鏡系20、2及びレンズ系6の基準面
Bからの光束の反射によつて得られた干渉パターンを記
録するための追加の記録系19を含むことを特徴とする
干渉計。 2 レンズ系6は2つの追加のメニスカスレンズ7,1
0とこれらレンズの間に配置され且つ前記メニスカスレ
ンズ7,10の凸面に対向する平面を有する2つの平凸
レンズとから成ることを特徴とする、請求の範囲第1項
記載の、光学素子の形状を検査するための干渉計。 3 レンズ系6′は2つの正メニスカスレンズ23,2
4とこれらレンズの間に配置された両凸レンズ25とか
ら成ることを特徴とする請求の範囲第1項記載の光学素
子の凸面の形状を検査するための干渉計。 4 レンズ系6″は2つの正メニスカスレンズ26,2
7から成り、これらのレンズの少なくとも1つの凸面2
8は非球面であつて、しかも主及び追加の補償器5,1
6として機能を果すことを特徴とする請求の範囲第1項
記載の、光学素子の凸面の形状を検査するための干渉計
[Scope of Claims] 1. An interferometer for inspecting the shape of a convex surface of an optical element, which consists of a monochromatic light source and a series of devices arranged behind it in the path of a light beam. focusing lens,
a light splitter, a compensator, a lens system having as its last surface a reference concave spherical surface with a center of curvature optically aligned by the compensator with the rear focus of the focusing lens; and this reference surface. In an interferometer including a recording system for recording an interference pattern obtained by reflection of a beam from an additional compensator 16, an additional light splitter 17, an additional focusing lens 18, a lens system 6 closest to the monochromatic light source 1 which is also a reference concave spherical surface with a radius of curvature different from that of the reference surface A; A mirror system 20, 2 for directing the light beam from the monochromatic light source 1 to an additional focusing lens 18 whose rear focal point F_2 is optically aligned by an additional compensator 16 to the center of curvature of the first surface. and an additional recording system 19 for recording an interference pattern obtained by reflection of the light beam from the reference surface B of the lens system 6. 2 Lens system 6 includes two additional meniscus lenses 7,1
0 and two plano-convex lenses arranged between these lenses and having a plane opposite to the convex surfaces of the meniscus lenses 7 and 10, the shape of the optical element according to claim 1. interferometer for testing. 3 The lens system 6' includes two positive meniscus lenses 23, 2
4. An interferometer for inspecting the shape of a convex surface of an optical element according to claim 1, characterized in that the interferometer comprises a double convex lens 25 disposed between these lenses. 4 Lens system 6″ consists of two positive meniscus lenses 26,2
7 and at least one convex surface 2 of these lenses
8 is an aspherical surface, and main and additional compensators 5, 1
6. An interferometer for inspecting the shape of a convex surface of an optical element according to claim 1, characterized in that the interferometer functions as an interferometer for inspecting the shape of a convex surface of an optical element.
JP55501687A 1980-01-30 1980-01-30 Interferometer for inspecting the shape of the convex surface of optical elements Expired JPS6023281B2 (en)

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PCT/SU1980/000012 WO1981002199A1 (en) 1980-01-30 1980-01-30 Interferometer for the shape control of convex surfaces of optical parts

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Publication Number Publication Date
JPS57500166A JPS57500166A (en) 1982-01-28
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JP (1) JPS6023281B2 (en)
DE (1) DE3050222C2 (en)
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1034873B (en) * 1957-07-13 1958-07-24 Zeiss Carl Fa Interferometer
GB1313844A (en) * 1969-04-23 1973-04-18 Vickers Ltd Interferometer
US4022532A (en) * 1975-08-13 1977-05-10 The Perkin-Elmer Corporation Sample point interferometric system for optical figure monitoring

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DE3050222T1 (en) 1982-07-15
JPS57500166A (en) 1982-01-28
DE3050222C2 (en) 1985-07-18
WO1981002199A1 (en) 1981-08-06
GB2079488B (en) 1983-10-12
GB2079488A (en) 1982-01-20

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