JPS60253945A - 形状測定装置 - Google Patents
形状測定装置Info
- Publication number
- JPS60253945A JPS60253945A JP59111136A JP11113684A JPS60253945A JP S60253945 A JPS60253945 A JP S60253945A JP 59111136 A JP59111136 A JP 59111136A JP 11113684 A JP11113684 A JP 11113684A JP S60253945 A JPS60253945 A JP S60253945A
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- JP
- Japan
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- reflecting surface
- beam splitter
- light
- phase
- measured
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- Pending
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02097—Self-interferometers
- G01B9/02098—Shearing interferometers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (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】
産業上の利用分野
本発明は、レンズ、ミラー等の平面２球面あるいは非球
面の形状を精密測定する測定装置に関するものである。
面の形状を精密測定する測定装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来の形状測定装置の一例として、縞走査型シェアリン
グ干渉計の具体構成を第１図に示す。
グ干渉計の具体構成を第１図に示す。
被測定物１からの反射光２を第１のビームスプリッタ３
で反射光４と透過光６に分割する。反射光４はミラー６
で反射し、さらに第２のビームスプリッタ７で反射し撮
像装置８に入射する。一方、透過光６は第２のミラー９
で反射し、平行板１゜で横ずらしを受けて、第２のビー
ムスプリッタ７を透過し撮像装置８に入射する。上記２
光束は撮像装置８上で干渉縞を発生する。この干渉縞を
処理装置１１で解析することにより、形状を測定する。
で反射光４と透過光６に分割する。反射光４はミラー６
で反射し、さらに第２のビームスプリッタ７で反射し撮
像装置８に入射する。一方、透過光６は第２のミラー９
で反射し、平行板１゜で横ずらしを受けて、第２のビー
ムスプリッタ７を透過し撮像装置８に入射する。上記２
光束は撮像装置８上で干渉縞を発生する。この干渉縞を
処理装置１１で解析することにより、形状を測定する。
このとき、第２のミラー９をピエゾ駆動装置１２で微少
量移動し透過光５に位相変調を与え、干渉縞を走査し、
測定精度を向上している。
量移動し透過光５に位相変調を与え、干渉縞を走査し、
測定精度を向上している。
このような構成の縞走査型シェアリング干渉計では、被
測定物１からの反射光が反射光４と透過光６で別々の光
路を通るため、空気の擾乱、温度の変化等の環境の変化
が生じた場合、それぞれの光路に別々に影響が現われ、
測定誤差となる。そのため、測定環境の管理上問題があ
った。また、部品点数が多く、部品の収差管理上、コス
ト上問題があった。
測定物１からの反射光が反射光４と透過光６で別々の光
路を通るため、空気の擾乱、温度の変化等の環境の変化
が生じた場合、それぞれの光路に別々に影響が現われ、
測定誤差となる。そのため、測定環境の管理上問題があ
った。また、部品点数が多く、部品の収差管理上、コス
ト上問題があった。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を解消するものであり、構成
を簡素化し、さらに測定環境の変化に対して良好な測定
精度を保つものである。
を簡素化し、さらに測定環境の変化に対して良好な測定
精度を保つものである。
発明の構成
本発明の形状測定装置は、光源と該光源からの光束を被
測定物に照射するために少なくともアフォーカルレンズ
群を含むレンズ系と、被測定物よりの反射光から２つの
横ずらしした光束を発生するために対向して設置したビ
ームスプリッタ及び反射面と、横ずらしした光束を位相
変調するだめの前記反射面あるいはビームスプリッタの
少なくとも一方の移動装置と、前記２つの横ずらしした
光束で生じた干渉縞から形状を計算する処理装置とから
成り、構成が簡素化されており、また光路が共通化され
ているだめ環境の変化に対して安定で高精度な測定がで
き、コスト上、耐環境性上きわめて有利なものである。
測定物に照射するために少なくともアフォーカルレンズ
群を含むレンズ系と、被測定物よりの反射光から２つの
横ずらしした光束を発生するために対向して設置したビ
ームスプリッタ及び反射面と、横ずらしした光束を位相
変調するだめの前記反射面あるいはビームスプリッタの
少なくとも一方の移動装置と、前記２つの横ずらしした
光束で生じた干渉縞から形状を計算する処理装置とから
成り、構成が簡素化されており、また光路が共通化され
ているだめ環境の変化に対して安定で高精度な測定がで
き、コスト上、耐環境性上きわめて有利なものである。
実施例の説明
以下に、本発明の一実施例を第２〜５図にもとづいて説
明する。第２図において、２０はＨｅ−Ｎｅレーザー光
源であり、射出されたレーザービームを、ビームエクス
パンダ２１で十分な径の光束に拡大し第１のビームスプ
リッタ２２を透過し、透過球面レンズ２３により、球面
波面が作成される。
明する。第２図において、２０はＨｅ−Ｎｅレーザー光
源であり、射出されたレーザービームを、ビームエクス
パンダ２１で十分な径の光束に拡大し第１のビームスプ
リッタ２２を透過し、透過球面レンズ２３により、球面
波面が作成される。
被測定物２４は、最適の球面波面の位置に設定する。被
測定物２４を反射した光束は、透過球面レンズ２３を通
り、第１のビームスプリッタ２２を反射し、第２のビー
ムスプリッタ２５に入射する。
測定物２４を反射した光束は、透過球面レンズ２３を通
り、第１のビームスプリッタ２２を反射し、第２のビー
ムスプリッタ２５に入射する。
入射した光束は、第３図で蒸着面４ｏで反射光束４１と
透過光束４２に分離する。透過光束４２は、第２のビー
ムスプリッタ２５に対向して設置した反射面２６で反射
し、再び第２のビームスプリッタ２６に入射し、反射光
束４１に対して平行に横ずらしされて射出する。再び第
２図にもどり上記２つの光束はほぼ同一の光路を通シ光
束変換レンズ２８を透過し、撮像装置２９上に干渉縞を
発生する。この干渉縞を、フレームメモリ３ｏを介して
、電子計算機３１に入力する。
透過光束４２に分離する。透過光束４２は、第２のビー
ムスプリッタ２５に対向して設置した反射面２６で反射
し、再び第２のビームスプリッタ２６に入射し、反射光
束４１に対して平行に横ずらしされて射出する。再び第
２図にもどり上記２つの光束はほぼ同一の光路を通シ光
束変換レンズ２８を透過し、撮像装置２９上に干渉縞を
発生する。この干渉縞を、フレームメモリ３ｏを介して
、電子計算機３１に入力する。
第４図に示すように、干渉縞は被測定物２４の設定球面
波面からのずれ量（以下非球面量と記す）を示す波面６
ｏとそれを横すらし量５３だけ横ずらしした波面５１と
の差分５２に対応して現われる。非球面量の大きさによ
って干渉縞の密度が変化するので、第２のビームスプリ
ッタ２６と反射面２６０間隔を変化させるこ、とにより
、横ずらし量６３を変化させ、解析に適した干渉縞密度
に設定する。このとき反射面２６をピエゾ駆動装置観測
点における光量は位相変調に従って、正弦波状に変化す
る。この波形を用いて、各観測点における位相を高精度
に測定できる。これらの差分位相データを電子計算機３
１で積分することにより、非球面量をめられる請求めた
非球面量には、被測定物２４設定時のティルトとディフ
ォーカスが含まれているが、電子計算機３１で最小自乗
法を用いてこれらの影響を除くことができる。さらに、
ディフォーカス量を変化させ、このときの最小自乗法に
おけるディフォーカスの係数の変化量をめることにより
、被測定物２４の最適球面波面の曲率半径を精度良くめ
ることができる。
波面からのずれ量（以下非球面量と記す）を示す波面６
ｏとそれを横すらし量５３だけ横ずらしした波面５１と
の差分５２に対応して現われる。非球面量の大きさによ
って干渉縞の密度が変化するので、第２のビームスプリ
ッタ２６と反射面２６０間隔を変化させるこ、とにより
、横ずらし量６３を変化させ、解析に適した干渉縞密度
に設定する。このとき反射面２６をピエゾ駆動装置観測
点における光量は位相変調に従って、正弦波状に変化す
る。この波形を用いて、各観測点における位相を高精度
に測定できる。これらの差分位相データを電子計算機３
１で積分することにより、非球面量をめられる請求めた
非球面量には、被測定物２４設定時のティルトとディフ
ォーカスが含まれているが、電子計算機３１で最小自乗
法を用いてこれらの影響を除くことができる。さらに、
ディフォーカス量を変化させ、このときの最小自乗法に
おけるディフォーカスの係数の変化量をめることにより
、被測定物２４の最適球面波面の曲率半径を精度良くめ
ることができる。
第２図では凹面の測定例を示したが、凸面の測定の場合
は第５図のように被測定物６０を透過球面レンズ６１の
焦点位置６２よシ透過球面レンズ６１寄シに設置するこ
とは言うまでもない。また、第１のビームスプリッタ２
２はプリズムタイプを面 記しであるが平行板タイプでも良い。皐反婬羊−六２６
はビームスプリッタ−でも良い。２８の光束変換レンズ
は撮像装置２９で干渉縞が電子計算機３１に入力できれ
ばなくても良い。また本実施例では、反射面２６を移動
して位相変調を与えたが、第２のビームスプリッタ２５
を移動しても良いことは明らかである。
は第５図のように被測定物６０を透過球面レンズ６１の
焦点位置６２よシ透過球面レンズ６１寄シに設置するこ
とは言うまでもない。また、第１のビームスプリッタ２
２はプリズムタイプを面 記しであるが平行板タイプでも良い。皐反婬羊−六２６
はビームスプリッタ−でも良い。２８の光束変換レンズ
は撮像装置２９で干渉縞が電子計算機３１に入力できれ
ばなくても良い。また本実施例では、反射面２６を移動
して位相変調を与えたが、第２のビームスプリッタ２５
を移動しても良いことは明らかである。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、ビームスプリッタと反
射面を対向して設置し、波面の横ずらしを行ない、反射
面あるいはビームスプリンタの少なくとも一方を微少量
移動することにより縞走査を行なうため、構成が簡単化
され、さらに横ずらしされた２つの光束がほとんど同じ
光路を通り、環境の変化に対して安定で、しかも高精度
に形抄を測定できる。
射面を対向して設置し、波面の横ずらしを行ない、反射
面あるいはビームスプリンタの少なくとも一方を微少量
移動することにより縞走査を行なうため、構成が簡単化
され、さらに横ずらしされた２つの光束がほとんど同じ
光路を通り、環境の変化に対して安定で、しかも高精度
に形抄を測定できる。
第１図は従来の形状測定装置の構成図、第２区は本発明
の実施例の構成図、第３図は光束横ずらし法の説明図、
第４図はシェアリング干渉法の原理説明図、第５図は凸
面被測定物の設置法説明図である。 ２０・・・・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源、２１・・・
・・ビームエクスパンダ、２４・・・・・被測定物、２
６・・・・・汀２のビームスプリッタ、２６・・・・・
・反射面、２７・・・・・・ピエゾ駆動移動装置、２９
・・・・・・撮像装置、３０・・・・・・フレームメモ
リ、３１・・・・・・電子計算機、３２・・・・・・処
理装置、４０・・・・・・蒸着面。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ｑ
の実施例の構成図、第３図は光束横ずらし法の説明図、
第４図はシェアリング干渉法の原理説明図、第５図は凸
面被測定物の設置法説明図である。 ２０・・・・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザー光源、２１・・・
・・ビームエクスパンダ、２４・・・・・被測定物、２
６・・・・・汀２のビームスプリッタ、２６・・・・・
・反射面、２７・・・・・・ピエゾ駆動移動装置、２９
・・・・・・撮像装置、３０・・・・・・フレームメモ
リ、３１・・・・・・電子計算機、３２・・・・・・処
理装置、４０・・・・・・蒸着面。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ｑ
Claims (1)
- 光源と、この光源からの光束を被測定物に照射するため
に少なくともアフォーカルレンズ群を含むレンズ系と、
被測定物よりの反射光から２つの横ずらしされた光束を
発生するために対向して設置したビームスプリッタ及び
反射面と、前記横ずらしされた光束を位相変調するだめ
の前記反射面あるいはビームスプリッタの少なくとも一
方の移動装置と、前記２つの横ずらしした光束で生じた
干渉縞から形状を計算する処理装置とを有する形状測定
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111136A JPS60253945A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 形状測定装置 |
| PCT/JP1985/000301 WO1985005674A1 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-30 | Shape evaluating apparatus |
| EP19850902657 EP0189482A4 (en) | 1984-05-31 | 1985-05-30 | SHAPE EVALUATION DEVICE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59111136A JPS60253945A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 形状測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253945A true JPS60253945A (ja) | 1985-12-14 |
Family
ID=14553363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59111136A Pending JPS60253945A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 形状測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0189482A4 (ja) |
| JP (1) | JPS60253945A (ja) |
| WO (1) | WO1985005674A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63218802A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-12 | Ricoh Co Ltd | 縞走査シアリング干渉測定装置 |
| US4913550A (en) * | 1985-09-16 | 1990-04-03 | National Research Development Corp. | Interferometric measurement method and apparatus |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3931213A1 (de) * | 1989-09-19 | 1991-04-04 | Wacker Chemitronic | Verfahren und vorrichtung zur interferometrischen messung der ebenheit von beidseitig oberflaechen geringer rauhigkeit aufweisenden halbleiter-, insbesondere siliciumscheiben |
| FR2682761B1 (fr) * | 1991-10-18 | 1994-05-06 | Onera | Procede et dispositif pour l'analyse d'une surface d'onde lumineuse. |
| GB9418738D0 (en) * | 1994-09-16 | 1994-11-02 | Queensgate Instr Ltd | Interferometer |
| DE102021125813B4 (de) | 2021-10-05 | 2023-08-17 | Hochschule Trier | Doppelspiegel-Shear-Interferometer und Verfahren zum zerstörungsfreien Messen einer Oberfläche mittels interferometrischer Messverfahren |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB655655A (en) * | 1948-01-07 | 1951-07-25 | British Celanese | Optical systems for measuring the thickness of transparent sheet materials |
| US3668558A (en) * | 1969-12-11 | 1972-06-06 | Magnovox Co The | Surface wave interference modulator |
| JPS4851653A (ja) * | 1971-10-28 | 1973-07-20 | ||
| GB1471386A (en) * | 1974-06-28 | 1977-04-27 | Perkin Elmer Corp | Interferometer for testing telescope optics |
| DE2457253C2 (de) * | 1974-12-04 | 1982-09-02 | Krautkrämer, GmbH, 5000 Köln | Optisches interferometrisches Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Messung der durch Ultraschallwellen verursachten Oberflächenauslenkung eines Prüflings |
| SE445778B (sv) * | 1980-04-03 | 1986-07-14 | Gerhard Westerberg | Kompensationsanordning vid en laserinterferometer |
| DD211168A1 (de) * | 1982-11-01 | 1984-07-04 | Tech Hochschule | Vorrichtung zur modulation optischer gangunterschiede |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59111136A patent/JPS60253945A/ja active Pending
-
1985
- 1985-05-30 WO PCT/JP1985/000301 patent/WO1985005674A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1985-05-30 EP EP19850902657 patent/EP0189482A4/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913550A (en) * | 1985-09-16 | 1990-04-03 | National Research Development Corp. | Interferometric measurement method and apparatus |
| JPS63218802A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-12 | Ricoh Co Ltd | 縞走査シアリング干渉測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1985005674A1 (en) | 1985-12-19 |
| EP0189482A4 (en) | 1988-09-07 |
| EP0189482A1 (en) | 1986-08-06 |
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