JPS6039518A - 干渉計システム - 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】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野〕 この発明は、光学的な度量衡学に詔いて一般的にみられ
る干渉法による波面測定の方法と装置に関する。さらに
詳しくは、この発明は、表面又は伝搬される波面のいず
れかの歪を迅速かつ正確に測定することを目的として、
平面又は球面不等光路干渉計に関連して使用する装置に
係る。被試験物体に対して物理的な接触は全く必要とし
ない。

〔従来技術〕

光学的な要素やシステムを測定するために干渉法を使用
することは、レーザ、フォトセンサーそしてマイクロコ
ンピュータの技術的な進歩によって、非常に増大してき
た。同時に、比較的低価格の装置が、自動データ分析や
干渉模様の定量的評価に対して、広く利用できるように
なってきている。たとえば、シー・ザノニ（Ｃ，Ｚａｎ
ｏｎｉ　）著「インターフェロメトリー（Ｉｎｔｅｒｆ
ｅｒｏｍｅｔｒｙ）　Ｊ［ザ　オプティカル　インダス
トリー　アンドシステムズ　パーチャシング　ディレク
トリ−（Ｔｈｅ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　
ａｎｄ　ＳｙｓｔｅｍｓＰｕｒｃｈａｓｉｎｇ　Ｄｉｒ
ｅｃｔｏｒｙ）の第２巻、（Ｅ−８０）〜（Ｅ−８２）
頁（１９８８年）〕に見られる。

波面の測定を実施するために、二つの異なる方法が用い
られる。第１の方法である縞模様干渉法（ＦＰＩ）にお
いては、干渉計の二つの波面間の光路差は、撮影された
写真又は実際の干渉模様のいずれかの縞の中心位置から
計算される。たとえば、アール、ニー、ジョーンズ（Ｒ
，Ａ、　Ｊｏｎｅｓ）とピー、エル、カダキア（Ｐ、　
Ｌ、　Ｋａｄａｋｉａ）の共著「アン　オートメイテッ
ド　インターフェログラム　テクニーク（Ａｎ　Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ　ＩｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍＴｅｃｈｎ
ｉｑｕｅ）　Ｊ　［アプライド　オプテイクス（Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）、第７巻、１４７７〜１４８
２頁（１９６８年）〕やザノニ（Ｚａｎｏｎ　ｉ　）の
米国特許第４，１５９，５２２号＜　１９７９年６月２
６日発行）そしてザノニ（Ｚａｎｏｎｉ）の米国特許第
４，１６９，９８０号（１９７９年１０月２日発行）な
どに見られる。

゛　第２の方法、位相測定干渉法（ＰＭＩ月とおいては
、干渉計の２つの波面間の光路差は、干渉模様の位相調
整中に検出器の各分析部において測定される。たとえば
、ジエイ、エイチ、ブルーニングＵ、　Ｈ，Ｂｒｕｎｉ
ｎｇ）他著の［デジタルウニイブフロント　メジャリン
ダ　インターフェロメータフォア　テスティング　オプ
ティカル　サーフエシス　アンド　レンジズ（Ｄｉｇｉ
ｔａｌ　ＷａｖｅｆｒｏｎｔＭｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｉｎ
ｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ　ｆｏｒ　ＴｅｓｔｉｎｇＯ
ｐｔｉｃａＪ　５ｕｆａｃｅｓ　ａｎｄ　Ｌｅｎｓｅｓ
）　Ｊ　［アプライド　オプティカル（Ａｐｐｌｉｅｄ
　０ｐｔｉｃｓ）、第１８巻、２６９８〜２７０８頁（
１９７４年）］やギャラファ（Ｇａｌｌａｇｈｅｒ）他
の米国特許第８．６９４，０８８号（１９７２年９月２
６日発行）、エヌ、パラスブラマニアン（凡Ｂａｌａｓ
ｕｂｒａｍａｎｉａｎ）の米国特許第４，２２６，２４
０号＜　１９８０年９月８０日発行）、エム、シャーハ
ム（Ｍ、　Ｓｃｈａｈａｍ）著［プロシーデングス　エ
スピーアイイー（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｓ　Ｐ　Ｉ
　Ｅ　）　Ｊ　（８０６巻、１８８〜１９１頁（１９８
１年）］、そじてエイチ、ゼット　ツー（Ｈ，Ｚ、Ｈｕ
）著［ボラリゼーションヘテロダイン　インターフェロ
メトリ　ュージング　ア　シンプル　ローテイテング　
アナライザ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｈｅｔｅｒｏ
ｄｙｎｅ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｕｓｉｎｇ　
ａ　ｓｉｍｐｌｅ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ａｎａｌｙｚｅ
ｒ）　。

１：セオリアンド　エラー　アナリシス（Ｔｈｅｏｒｙ
ａｎｄ　ｅｒｒｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ）　Ｊ　［アプ
ライド　オプテイクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ
）　、２２巻、２０５２〜２０５６頁（１９８８年ン］
などに見られる。

しかしながら、縞模様干渉法は幾何学的な歪に対して影
響を受けやすく、低いデータ濃度を提供する（直接のデ
ータ採集は縞の中心部においてのみ行われるがン。従っ
て全体のシステムの精度が制限される。その上に、ＦＰ
Ｉを用いると自動的に複雑な縞模様を付随して解析が困
難であるため、この方法の使用は、比較的単純な幾何学
模様に限られる。

このように、縞模様干渉法は次の場合において、波面測
定に対して十分な技術を提供する。（１）縞模様が単純
である、（２）データの濃度が十分である、（３）試験
開口が非常に大きい（つまり、単純な凹レンズ以外）、
そ、して（４）縞模様が写真で記録される。

位相測定干渉法は高いデータ濃度を提供でき、ビームの
強度分布に対してのみならず、光学素子や検出器の当初
の配置に関する幾何学的なゆがみに対しても、影響を受
けにくい。これによって、位相測定干渉法は、縞模様干
渉法より潜在的に正確であるということになる。これは
、また、最大の縞の濃度が、検出器の解像素子（画素）
の２分の１の縞を超えない限り、いかに幾何学な、複雑
な縞であっても、その波面の測定を可能にする。

従来技術の位相測定技術において、干渉計の二つの波面
間の光路差や位相は、次の手段の一つを用いて、ある既
知の量だけ変えられたり又は調整される。すなわち（１
）ピエゾ電気変換器を用いた干渉計の光学的な構成要素
を機械的に動かすこと、（２）干渉計内の位相遮光板を
回転させること、（３）干渉針に音響−光学的（ａｃｏ
ｕｓｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ）　、電子−光学的（ｅｌｅｃ
ｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ）又はそれに類する手段の使用、そ
して（４）投射角の変化などであり、（４）はたとえば
ムーア（Ｍｏｏｒｅ）　の米国特許第４．８２５，６８
７号（１９８２年４月２０日発行）に見られる。最も多
くの従来技術の位相調整は、大きな開口又は安定した球
面波の測定に際して、干渉計の測定工程に屈折する光学
素子を使用することを必要とする。屈折光学素子は、重
大な誤差の発生源になるばかりでなく、非常に高価であ
る。

従来技術に示された方法に見られる干渉計空洞の光学素
子を機械的に移動させる方法は、厳密な精度が要求され
、直線部においては少しの傾きも許されない。その上に
、平面の出ていない表面を有する光学素子を、位相調整
実施のために、移動させねばならない場合には、そのデ
ータ分析において精密な修正を行わねばならない。これ
はたとえば、アール、シー、ムーア（Ｒ，Ｃ，Ｍｏｏｒ
ｅ）著［ディレクト　メジャーメント　オブ　フェイズ
イン　ア　スフエリカルウニイブ　フィゾーインターフ
ェロメータ（Ｄｉｒｅｃｔ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏ
ｆ　ｐｈａｓｅ　ｉｎ　ａ　ｓｐｈｅｒｉｃａｌｗａｖ
ｅ　Ｆｉｚｅａｕｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）　Ｊ
　［アプライド　オプテイクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐ
ｔｉｃｓ）、１９巻、２１９６〜２２００頁（１９８０
年）〕に見られる。投射角を変化させる方法は低精度の
平面測定には有益である。特に、すべての従来の調整技
術は、高価格であり、大きな門口平面や安定した載面波
面の測定が要求される場合には、重大な測定誤差をもた
らす。

従来の調整技術は種々の応用に対して有益であるとはい
え、従来の調整技術において本来備わった課題を、問題
としない調整技術を備えた位相測定干渉法を実施するこ
とが望まれる。

（以下余白） 〔発明の目的〕 前述のように、この発明の主目的は、位相測定干渉法に
用いられ、位相調整によって生ずる本質的な測定誤差を
大幅に減少させる、改良された装置と方法を提供するに
ある。

この発明の他の目的の一つは、干渉計空洞における屈折
光学素子の必要性を除去した装置と方法を提供するにあ
る。

この発明の他の目的の一つは、干渉計空洞の光学素子の
微妙な直線性のための移動調整を全く必要としない装置
と方法を提供するにある。

この発明の他の目的の一つは、大きな開口の波面の測定
に適応できる装置と方法を提供するにある。

この発明の他の目的の一つは、参照面の形状について、
全く制限を加えることのない装置と方法を提供するにあ
る。

この発明の池の目的の一つは、測定開口の全体にわたっ
て同じ調子の位相調整を作り出す装置と方法を提供する
にある。

この発明の他の目的の一つは、位相調整の直線特性を大
きく向上させる装置と方法を提供するにある。

こめ発明の他の目的の一つは、すべての前記改良点が従
来の技術よりも実質的に低価格である装置と方法を提供
するにある。

（ロ）発明の構成 この発明によって私は、次の各手段から構成され、広範
囲の被試験物体を測定できる光学干渉計システムを提供
するものである。すなわち、（１）コヒーレント（ｃｏ
ｈｅｒｅｎｔ　）で単波長エネルギーを有するビーム光
源、もつとも好ましくはダイオードレーザ、（２）干渉
模様を感光検知するに要する全期間中、前記光源の波長
を単調に変化させる手段、（３）参照波面と測定波面と
の間に形成される干渉模様に前記ビームを変換して前記
干渉模様を形成する手段、最も好ましくは不等光路（ｕ
ｎｅｑｕａ、１　ｐａ、ｔｈ　）干渉計システム、（４
）　Ｒｔｌ記光源の波長の変化の大きさを決定し、前記
干渉模様の位相調整を行う手段、（５）すべての配列点
（ａｎ　ａｒｒａｙ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔｓ　）にわたつ
て、［）Ｉ記位相調整の少なくとも１周期の全期間中、
前記干渉模様の輻射エネルギーを感光検知する手段、好
ましくは２次元の半導体アレー（ｓｏｌｉｄｓｔａｔｅ
　ａｒｒａｙ　）を備えたカメラ、（６）前記干渉模様
において感光検出された輻射エネルギーを、前記参照お
よび測定面間の光路差を表示する位相地図に変換する手
段、である。ダイオードレーザの波長を変化する手段（
２）は、一般的にダイオードレーザの駆動電流の数分の
１パ一セント程度の微小な交流電流であることが好まし
く、それによって生ずる微小な温度変化によってレーザ
空洞の光路を交互に短かくしたり長くしたりする。

要約するとこの装置は、不等光路干渉計によって形成さ
れる干渉模様の位相測定のために、開示される。この発
明は、一実施態様において、ダイオードレーザ光源を使
用して構成され、この光源の波長が変化して、干渉模様
を形成する二つの波面間の位相差が、ある既知量によっ
て調整される。

その調整される干渉模様は画他手段によって感光検知さ
れ、そしてその信号は、干渉計の参照及び測定波面間の
光路差を表示する位相地図を作成するように処理される
。

さらにいくつかの用途に対して、この輻射エネルギーの
コヒーレンス長さを短縮したり消滅させたりすることが
要求される。この発明は、干渉計に適当に設置された回
転するすりガラスのような適当な部材を用いてこの発明
の展望から離れずに変更される用意ができている。たと
えば、輻射エネルギーのコヒーレンス長さは、ムーア（
Ｍｏｏｒｅ’　）の米国特許第４，８２５，６８７号（
’１９８２年４月２０日発日）に見られるように、それ
が干渉計に入る以前かもしくは、ドメニカリ（Ｄｏｍｅ
ｎｉｃａｌｌｉ　）とハンター（Ｈｕｎｔｅｒ　）の米
国特許第４．２０１．４７８号（１９８０年５月６日発
行）に見られるように、参照および測定波面が結合され
て干渉模様を形成した後かのいずれかにおいて、短縮さ
れるか、抹消される。

次に発明の好ましい実施態様を開示するが、前述の特許
請求の範囲に限定されるこの発明の展望からｈ［れるこ
となく、種々の変形が作成できることは明白である。

〔実施例〕

第１図は、フィゾー（Ｆｉｚｅａｕ　）の干渉計の空洞
を用いたこの発明の実施態様を略図で示している。

しかしながら、それは不等光路干渉計のすべてのタイプ
、例えばフィゾー（Ｆｉｚｅａｕ　）　、トワイマン・
グリーン（Ｔｖｙｍａｎ　−Ｇｒｅｅｎ　）などの平面
および球面のタイプそしてホログラフの形態などに適用
できる。この装置は広いレンジの光源に対して適用でき
るが、次の記述は光学的な測定システムに関する実施例
をあげている。ここで用いる言葉「＠耐エネルギ−」は
、特に制限されることなくすべての周波数範囲の電磁エ
ネルギーを含む。光源θυ、最も好ましくはダイオード
・レーザ・モジュールは、幅のせまい、はぼ平行なビー
ム（イ）に対して、単波長のコヒーントな光学的エネル
ギーを供給する。空間のフィルタビーム発散器α→は、
レーザビーム（６）を発散する球面の波面０Ｑに変換す
る。その空間のフィルタビーム発散器ａ＜には、よく知
られているように、内部レンズシステムとそのレンズシ
ステムの焦点に位置する小さな開口を用いるが、これは
レーザの主出力ビームに付随してしばしば見出される見
せかけのビームと副産物を除去するためである。その発
散する球面の波面ａＱの部分は、部分的に反射し且つ部
分的に透過させるビームスプリッタ−〇８）を通過し、
そこで発散する波面（１）を放出し、平行用レンズ（イ
）によって平行な波面（ハ）に変換される。その平行な
波面（財）はフィゾー（Ｆｉｚｅａｕ　）タイプの干渉
計（ハ）に遭遇する。より独特なことであるが、その平
行な波面（財）は、部分的に反射する平向状の参照面を
有し、しかも部分的に反射と透過を行うエレメント（７
）の上で出合う。

その波面（８６Ｒ）は、参照面（ロ）で反射された波面
■の一部分である。この後、参照波面を表示する波面（
８６Ｒ）は、レンズ（イ）によって集められ、収束する
球面の参照波面（８８几）を形成する。参照面（イ）に
よって伝達される波面（ハ）の一部分（１）は測定波面
を表示する。もしエレメント０埠の表面（ハ）が被試験
物体であれば、表面■によって反射されエレメント（ハ
）によって伝達される波面員の部分は平行な波面（８６
紛であり、それは被試験物体と共に相互作用をした後、
測定波面を表示する。これも亦、レンズ（イ）によって
集められ、収束する球面状の波面（８８紛を形成する。

波面（８８Ｒ）と（８８Ｍ）の各部分はビームスプリッ
タ−（ト）によって反射され、球面状の波面（４０几）
と（４０Ｍ）を形成し、レンズ（６）によって平行にさ
れて、平面状の波面（４４Ｒ）と（４４Ｍ）とを形成す
る。波面（４４Ｒ）と（４４Ｍ）との干渉は、画像手段
θＱの感光素子や画素の上に干渉模様を形成する。この
画像手段はＣＯＤ。

ＯＩＤ、ＭＯＳ又はホトダイオードアレイを備えた半増
１体カメラであればよい。画像手段θＱは干渉模様を備
えたりニアアレーか汎用のアレーの長手に対して直行し
て整列させたリニアアレーであってもよい。画像手段θ
・の標１Ｒ８１７０ビデオ出力６２は０ＯＴＶモニター
に）に供給される。干渉計のエレメント（ホ）とに）が
ほどよく−直線に整列される時、干渉模様の画像はモニ
ター（財）に現われる。干渉計を調整するための詳細は
１９８０年５月６日に発行されたドメニカリ（Ｄｏｍｅ
ｎｉｃａｌｌｉ　）とハンター（Ｈｕｎｔｅｒ　）の米
国特許第４，２０１，４７８号に開示されている。出力
（ハ）は、光信号を、画像手段り呻の画素列から電子プ
ロセッサー句へ供給する。

電子信号θ旧よ、必要であれば、カメラ◇ｅを制御する
ためにプロセッサー曽によって供給される。プロセッサ
ー−からの電子出力−は電流制御器に）に供給され、こ
の電流制御器（ト）は所定の時間的に変化する信号（イ
）を供給し、レーザ空洞の光学的距離を変化させて光源
α心の波長を変化させる。たとえば、ガスレーザにおい
て、これは、一つの鏡を動かす（外部ミラータイプ）か
又はチューブを引伸ばす（内部ミラータイプ）かのいず
れかによって達成される。しかしながら、好ましくはタ
イオードレーザを用いることにより、波長の変化は、レ
ーザ温度とその光学的長さを順次変化させる制御電流を
変化することによって実施される。レーザの波長は λ＝λｏ（１＋Δ（１／Ａ’ｏ　）　（１）によって勾
えられることが示される。ここでλ０は、公称の光学的
長さ４ｏ　のレーザ空洞に対応する波長であり、Δｌは
レーザ空洞の光学的長さにおける変化分であり、従って
Δｌ＜ｌＪｏ　である。

これを、２ビーム干渉計から得られる干渉模様の強度Ｉ
（ｘ、ｙ）を表わす方程式に代入すると、Ｉ　（ｘ、　
ｙ　）＝Ｏｏ＋　Ｏｔ　Ｃ０５（”−Ｐ−φ（ｘ、ｙ）
）　（２）となる。ここでＣｏと０１は定数、２は干渉
計を通る軸上の光路（ｚ＝２ＬここでＬはミラー間の長
さすなわち第１図に見られる干渉計の空洞の長さ）であ
る。そしてφ（ｘ、ｙ）は被試験物体に携わる位相であ
る。そこで、式（２）は である。第１項は開口全体にわたる定数であり、無視す
ることができる。第２項は位相調整に対する増大分を与
える。φ（ｘ、ｙ）を決定するために、位相調整項が２
πだけ変化する（これは完全な縞模様を一縞だけ目で見
ながら移動させる）間にデータが収集される。２πの位
相変化を生じるために必要な、レーザ空洞の光学的距離
における変化分Δｌは、従って 土す、１ｔｌ＝２π　（５） λ０４０ または で与えられる。

このように、Δｅは干渉計の望洞の長さＬに依存する。

より長い干渉計の空洞に対しては、レーザ空洞の光学的
長さにおいて、より小さな変化分が必要とされ、その逆
もまた同様に成立する。

レーザ空洞の光学的距離が変化す゛る時に、レーザがそ
のモードを飛び越えないようにするために、Δ４につい
て次のような制約が設けられる。

Δｌ〈λｏ／　２　（７） 式（６）と（７）を結合して Ｌ＞ｎｏ’　（８） が与えられる。これは、干渉計の空洞がレーザ空洞より
も長いことを要求している。ガスレーザに対して、この
制約は干渉計の空洞が法外な長さをもつことを要求する
。しかしながら、ダイオードレーザに対しては、レーザ
空洞の光学的な距離が１ミリメータの何分の−にすぎな
いので、実際的な衝撃とはならない。

光源０υからの信−ｑ（１０５）は、第２（ａ）図に詳
細を示すように、静止した波長を安定させるために用い
られる。

第２（ａ）図は、この発明の好ましい位相調整器の一実
施態様を、略図で示している。大きい方の破線の囲み、
電流制御器（ト）は、ダイオードレーザ（１０４）の波
長を調整しそして次の方法で干渉模様における位相８整
を行うために用いられる。参照電圧軸は直流成分−と交
流波形−との和である。交流波形（ト）の振幅は、直流
成分Ｈのわずかのパーセントすなわち１パーセント以下
である。この直流成分（７）は、電池−か他の直流電源
によって供給され、ダイオードレーザ（１０４）から公
称波長ス０を発生する。交流波形−の振幅は、式（６）
を用いてプロセッサー輪によって自動的に調整され、干
渉模様において２πの位相調整を得るために必要な、タ
イオードレーザ（１０４）の波長の変化分を作り出す。

オペアンプ１４、光検出器（１０２）そして抵抗器（１
０６）で構成されるライ−ドパツクループはダイオード
レーザ（１０４）の静止した波長を一定に保つために用
いられる。小さい方の破線の囲みのダイオードレーザモ
ジュール０１）に組込まれている光検出器（１０２）は
、ダイオードレーザの別の側面から放出される発散波面
（１００）を用いてダイオードレーザ（１０４）の出力
を測定し、オペアンプ−のためのフィードバック信号（
１０Ｂ）を発生する信号（１０５）を供給する。ダイオ
ードレーザ（ｔｏ４）の出力は波長の調整された発散す
る波面α邊であるが、これはレンズシステムＱ時にヨッ
て平行にされて、せまいビーム（２）を発生する。

第２図（１））　、　（Ｃ）はそれぞれ、動的および静
的な位相測定法のための調整信号（４）の波形を示して
いる。

第８図は、この発明の一実施態様に用いる電気回路の構
成要素の略ブロック図を示している。

第８図において、干渉計ｆＯによって発生した波面（４
４几）と（４（社）の干渉は画像手段ぐΦの感光エレメ
ントの上に干渉模様を形成する。画像手段θｅの出力輪
は干渉模様の画像−を観察するためにＯＯ’ｌ”Ｖモニ
ター（財）に供給される。画像手段＠Ｑの出力０引は、
アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーターに供給され
、メモリーぐ→に蓄えられるデジタル信号のを供給する
。マイクロプロセッサ９＋３１．ｔ　、メモリーＱ→に
蓄えられデジタル信号０’ｆ）を経由して受けとられる
データを処理するばかりでなく、測定制御ユニット−に
対して信号０本を授受し、そしてたとえばプリンターの
ような出力手段６カへ出力信号但υを供給する。測定制
御ユニット←）は、１）電流制御器−に対する波形信号
ｔ４ｉ２）画像手段θＱに対するクロック信号θ９）；
そして８）Ａ／Ｄコンバータ輪に対する同期信号を供給
する。電流制御器に）の出力（イ）は、干渉計ｑ０に用
いられる光である単波長のコヒーレントな光学的エネル
ギーの幅のせまいほぼ平行なビーム（２）を発生するダ
イオードレーザモジュール（ｌηに印加される。

干渉模様の位相地図は、前掲の引用文献中にエム・シャ
ーハム（Ｍ、　Ｓｃｈａｈａｍ　）によって述べられた
方法を用いて作成される。しかしながら、この発明は、
この方法に限定されるものではなく、たとえばギャラフ
ァ（Ｇａｌｌａｇｈｅｒ　）の前掲文献中に見られるよ
うな色々な位相地図の作成方法に使用されることが可能
である。後者の方法を実施するためには、プロセッサー
輪からの波形輪は、第２（Ｃ）図に示す形をとる。

画像手段＠樟を調整周期Ｔ当りＮ回走査することによっ
て、　第２（ｂ）図・、「に見られるように、各々の画
素は、干渉模様の強度を積分し、Ｂ（０）、　Ｂ（１）
。

・・・、Ｂ（Ｎ−１）の積分をめるために時間々隔Ｔハ
についてサンプリングを行う。式（２）はＩ（ｘ、ｙ）
＝Ｉｏ　（１＋０ｓｉｎ（ωｔ＋φ（ｘ、ｙ）））　’
（９）のように書換えられる。ここで１．は定数、Ｃは
縞の鮮鋭度（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　）、ωは調整周波
数〔ω＝（２π／Ｔ））、そしてφ（ｘ、ｙ）は被試験
物体に携わる位相である。式（９）は４つの未知数を含
んでいる。つまり、ｌ０４Ｃ９ωそしてφ（、ｘ、ｙ）
である。それ故、少なくとも４回の測定が位相φ（ｘ。

ｙ）を得るために各々の画素において実行されなければ
ならない。各々の画素における積分は次のようになる。

＝工ｏ（’Ｉ’＋２０．φ（ｘ　、　ｙ）ｓｉｎｕＴ／
２Ｎ　）　θ◇Ｎ　ω 一工ｏ（浴＋乎５１ｎＣ乎＋φ（Ｘ、Ｙ））Ｓｉｎｇ）
　ＵＮ＝４として ｄ　・ Ｂ（０）＝Ｉｏ　’ｌ’（１／４＋−０ｓｕ＋φ（Ｘ、
ｙ））　Ｑ４２π Ｂ　（１）＝Ｉ　ｏ　Ｔ　（１／４　＋”　０ｃｏｓφ
（ｘ、ｙ））　０時２π Ｂ　（２）−Ｉ　ｏ　Ｔ　（１／４−”　ＯＳｉｎφ（
ｘ、ｙ））　Ｑ＊２π Ｂ　（３）＝　Ｉ　ｏ　Ｔ　（１／４−ＪＸ−ＯＧａｓ
φ（ｘ　、ｙ　））　Ｑ７）２π 各々の画素における位相、φ（ｘ、ｙ）は次の関係を用
いてめられる。

１叱Ｊ（社）〕　０枠 φ”ｙ）””０ｔａＩｌ（Ｂ（１）−Ｂ（３）（ハ）発
明の効果 この発明の主な利点は、（１）改良された単純さと正確
さ、（２）干渉計空洞内に屈折する要素がないこと、（
３）全く傾きのない直線性を得るための微妙な調整が不
要であること、（４）低価格であること、（５）大きい
開口の波面を測定できること、そして（６）参照面に対
して種々の形状を使用できること、などである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フィゾー干渉計空洞についてのこの発明の一
実施態様を、模式的に示している。 第２（ａ）図は、この発明の好ましい位相調整器の一実
施態様を、模式的に示している。第２（ｂ）図は、動的
位相測定法のための波形を示している。第２（ｃ）図は
、静的位相測定法のための波形を示している。 第８図は、この発明の一実施態様に用いる電気回路の略
ブロック図を示している。 ０υ・・・光源、　（イ）・・・干渉計、＠０・・・画
像手段、　−・・プロセッサー、←ゆ・・・モニター、
　岐・・・電流制御器、９０・・・干渉計。 代理人　弁ユ士　野おイ４□、　１ ．１ ｌＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ダイオードレーザから成る、コヒーレントで単波長
   エネルギーのビーム光源（１）、干渉模様を感光検知す
   るに要する全期間中、前記光源の波長を単刺に変化する
   手段（２）、前記干渉模様を形成し且つ前記ビームを参
   照波面と測定波面との間に形成される干渉模様に変換す
   る不等光路光学干渉針（８）、前記光源の波長の変化分
   の大きさを決定し、前記干渉模様の位相調整を行う手段
   （４）、すべての配列点にわたり、前記位相調整の少く
   とも１周期のある期間にわたって、前記干渉模様の輻射
   エネルギーを感光検知する手段（５人前記干渉模様に右
   いて感光検知される前記輻射エネルギーを、前記参照右
   よび測定波面間の光路差を表示する位相地図に変換する
   手段（６）、から成る干渉計システム。 ２、前記ダイオードレーザの波長を変化する手段（２）
   が交流電流であり、この交流電流が前記ダイオードレー
   ザを駆動する直流電流に重畳され、前記直流電流の小部
   分の大きさであり、前記交流電流によって生じる温度の
   交番変化が前記ダイオードレーザの空洞の光学的長さを
   変化させてなる特許請求範囲第１項記載の干渉計システ
   ム。 ８、手段（５）が２次元の半導体アレーカメラからなる
   特許請求範囲第１項記載の干渉計システム。