JPS62215808A - Interferometer for measuring surface shape - Google Patents

Interferometer for measuring surface shape

Info

Publication number
JPS62215808A
JPS62215808A JP5825386A JP5825386A JPS62215808A JP S62215808 A JPS62215808 A JP S62215808A JP 5825386 A JP5825386 A JP 5825386A JP 5825386 A JP5825386 A JP 5825386A JP S62215808 A JPS62215808 A JP S62215808A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
lens holder
centering
condensing lens
respect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5825386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Saito
圭介 斎藤
Hiroyuki Kurita
裕之 栗田
Masahiko Kato
正彦 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP5825386A priority Critical patent/JPS62215808A/en
Publication of JPS62215808A publication Critical patent/JPS62215808A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to measure the shape of a surface to be inspected of every kind with high accuracy, by providing a lens for equivalently increasing the number of apertures between a condensing lens and the surface to be inspected in a freely detachable manner and also providing a mechanism for centering said lens to the condensing lens. CONSTITUTION:The centering of a lens holder 32 is performed using a reference spherical surface 60 before the lens holder is mounted prior to measuring a surface to be inspected. In this centering, the output of an image pickup element 14 obtained by applying streak scanning to the wave front reflected from the reference spherical surface 60 is analyzed by a streak analytical part 61 and the centering to the condensing lens 4 of the reference spherical surface 60 is automatically performed on the basis of the output information of said analytical part 61 through a drive part 62. Next, the lens holder 32 is mounted on a condensing lens holder 31 and error information showing the shift of centering is obtained with respect to the wave front obtained by the combination with the reference spherical surface 6 in the streak analytical part 61 and, on the basis of this information, required voltage is applied to the height controller 37 of the condensing lens holder 31 and the lateral shift controller 47 of the lens holder 32 through the drive part 62 to automatically perform the centering of the lens 21 with respect to the condensing lens 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] この発明は、非球面レンズ等の面形状を測定するのに用
いる面形状測定用干渉計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an interferometer for surface shape measurement used to measure the surface shape of an aspherical lens or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の面形状測定用干渉計として、特開昭59−154
309号公報に開示された縞走査型ジャリング干渉計が
ある。第7図はこの縞走査型ジャリング干渉計の構成を
示すもので、偏光光源1からの偏光は偏光ビームスプリ
ッタ2を透過したのち、1/4波長板3を経て集光レン
ズ4により被検面5に照射される。被検面5での反射光
は1/4波長板3を再び透過することにより偏光方向が
入射光に対して90°回転され、偏光ビームスプリッタ
2で反射される。この反射光は、1/4波長板6を経て
円偏光とされた後複厄折素子より成るジャプリズム7に
入射し、ここで互いに直交する偏光方向の二つの偏光に
平行にシャされる。
As a conventional interferometer for surface shape measurement, JP-A-59-154
There is a fringe scanning jarring interferometer disclosed in Japanese Patent No. 309. FIG. 7 shows the configuration of this fringe-scanning jarring interferometer, in which polarized light from a polarized light source 1 passes through a polarized beam splitter 2, passes through a quarter-wave plate 3, and then passes through a condensing lens 4 onto the surface to be inspected. 5. The reflected light from the test surface 5 passes through the quarter-wave plate 3 again, so that the polarization direction is rotated by 90 degrees with respect to the incident light, and is reflected by the polarizing beam splitter 2. This reflected light is made into circularly polarized light through a quarter-wave plate 6, and then enters a Japrism 7 consisting of a compound refraction element, where it is shunted in parallel into two polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other.

シレプリズム7でシVされた2つの偏光は偏光ビームス
プリッタ8に入射し、その一方の偏光は該偏光ビームス
プリッタ8で反射され、174波長板9を経て全反射鏡
10に導かれ、ここで全反射された後再び1/4波長板
9を透過することにより偏光方向が入射光に対して90
”回転されて偏光ビームスプリッタ8を透過する。また
、他方の偏光は偏光ビームスプリッタ8を透過し、1/
4波長板11を経て全反射鏡12で反射され、再び1/
4波長板11を透過することにより偏光方向が入射光に
対して90”回転されて偏光ビームスプリッタ8で反射
され、全反射!!10からの反射光と重ね合わされる。
The two polarized lights shunted by the Schille prism 7 enter the polarizing beam splitter 8, and one of the polarized lights is reflected by the polarizing beam splitter 8, passes through the 174-wave plate 9, and is guided to the total reflection mirror 10, where the total polarization is reflected. After being reflected, the light passes through the 1/4 wavelength plate 9 again, so that the polarization direction becomes 90 degrees with respect to the incident light.
The other polarized light is rotated and transmitted through the polarizing beam splitter 8.The other polarized light is transmitted through the polarizing beam splitter 8 and is
It passes through the 4-wavelength plate 11, is reflected by the total reflection mirror 12, and is again 1/
By passing through the four-wavelength plate 11, the polarization direction of the incident light is rotated by 90'', reflected by the polarizing beam splitter 8, and superimposed with the reflected light from the total reflection!!10.

この重ね合わされた光束は、1/4波長板13により円
偏光とされたのち、撮像素子14上に干渉縞を形成する
。また、全反射鏡12は図示しない制御装置によりピエ
ゾ素子15を介して駆動され、これにより全反射鏡10
および全反射鏡12で反射される波面に光路差を与えて
縞走査するようにしている。
This superimposed light beam is made into circularly polarized light by the quarter-wave plate 13, and then forms interference fringes on the image sensor 14. Further, the total reflection mirror 12 is driven by a control device (not shown) via a piezo element 15, so that the total reflection mirror 10
Then, an optical path difference is given to the wavefront reflected by the total reflection mirror 12 to perform fringe scanning.

かかる面形状測定用干渉計によれば、参照光と物体光と
の光路をほとんど共通にしているので系が安定であると
共に、基準となる原器も必要としないという特長を有す
る。また、偏光を利用しているので、偏光ビームスプリ
ッタ8.1/4波長板9,11、全反射鏡10.12お
よびピエゾ素子15を含む縞走査部を偏光光源のすぐ俊
に配置できる等設計の自由度を有する特長がある。
According to this interferometer for surface shape measurement, the optical path of the reference beam and the object beam is almost the same, so the system is stable and there is no need for a prototype as a reference. In addition, since polarized light is used, the design allows the fringe scanning section including the polarized beam splitter 8, quarter wavelength plates 9 and 11, total reflection mirror 10 and piezo element 15 to be placed right in front of the polarized light source. It has the advantage of having a degree of freedom.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、第7図に示す面形状測定用干渉計にあっ
ては、被検面5が球面あるいは非球面量の小さい場合に
は問題ないが、球面あるいは非球面量が大きい場合、す
なわち入射光線に対する面の法線の傾きが大きい場合に
は、第8図に示すように、被検面5からの反射光の一部
が集光レンズ4で集光されないという光束のけられが生
じ、測定精度が低下するという問題がある。
However, with the interferometer for surface shape measurement shown in FIG. 7, there is no problem when the surface to be measured 5 is spherical or has a small amount of aspherical surface, but when the amount of spherical or aspherical surface is large, that is, If the slope of the normal to the surface is large, as shown in FIG. 8, part of the reflected light from the surface to be measured 5 is not focused by the condenser lens 4, resulting in eclipse of the light beam, which reduces measurement accuracy. There is a problem that the amount decreases.

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、種々の被検面を光束のけられを生じることなく、常
に高精度で測定し得るよう適切に構成した面形状測定用
干渉計を提供することを目的とする。
This invention was made with attention to these problems, and it provides an interference method for surface shape measurement that is appropriately configured so that various test surfaces can be measured with high accuracy at all times without causing any vignetting of the light beam. The purpose is to provide a

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、この発明では、縞走査型ジャ
リング干渉計から成る面形状測定用干渉計において、被
検面を照明すると共に、その被検面での反射光束を集光
する集光レンズと被検面との間に、集光レンズの開口数
を等価的に増大させるレンズを着脱自在に設けると共に
、このレンズを芯出し機構により集光レンズに対して芯
出しできるようにする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an interferometer for surface shape measurement consisting of a fringe scanning jarring interferometer, in which a surface to be measured is illuminated and the surface to be measured is illuminated. A lens that equivalently increases the numerical aperture of the condenser lens is removably provided between the condenser lens that condenses the reflected light flux of To enable centering against the object.

〔作用〕[Effect]

第1図に示すように、集光レンズ4と被検面5との間に
例えば半球状のレンズ21を、その平面側を集光レンズ
4の焦点Fにおいて光軸に垂直となるように配置すると
、入射光束22は焦点Fを通過した俊速面状の発散波と
なって被検面5を照明する。ここで、被検面5が球面で
その曲率中心が焦点Fに一致するように配置されている
場合には、反射光束は再び焦点Fに収束され、集光レン
ズ4を経てジャリング干渉部に導かれるが、入射光線に
対する面の法線の傾きが大きい被検面5においては、そ
の反射光束がレンズ21がないと破線で示すように集光
レンズ4の開口数を超えてけられてしまい高精度の測定
ができなくなってしまう。
As shown in FIG. 1, a hemispherical lens 21, for example, is arranged between the condenser lens 4 and the surface to be inspected 5 so that its plane side is perpendicular to the optical axis at the focal point F of the condenser lens 4. Then, the incident light beam 22 passes through the focal point F and becomes a fast planar diverging wave that illuminates the surface to be inspected 5 . Here, if the test surface 5 is a spherical surface and is arranged so that its center of curvature coincides with the focal point F, the reflected light beam is again converged at the focal point F, and is guided to the jarring interference part via the condenser lens 4. However, in the case of a surface to be inspected 5 where the slope of the normal to the surface with respect to the incident light beam is large, without the lens 21, the reflected light beam would exceed the numerical aperture of the condenser lens 4 and be eclipsed, as shown by the broken line, resulting in high accuracy. measurement becomes impossible.

この発明では、このような問題を解決するために、集光
レンズ4と被検面5との間にレンズ21を芯出し機構に
より集光レンズ4に対して芯出しして配置するもので、
このように構成することにより、反射光束が集光レンズ
4の開口数を越えても、この光束はレンズ21で屈折さ
れて集光レンズ4の開口数の範囲内に収まることになり
、等価的に集光レンズ4の開口数を増大させたことにな
る。
In this invention, in order to solve such a problem, the lens 21 is arranged between the condenser lens 4 and the surface to be inspected 5 so as to be centered with respect to the condenser lens 4 using a centering mechanism.
With this configuration, even if the reflected light flux exceeds the numerical aperture of the condenser lens 4, this light flux is refracted by the lens 21 and falls within the range of the numerical aperture of the condenser lens 4, so that the equivalent This means that the numerical aperture of the condenser lens 4 is increased.

なお、レンズ21を着脱自在とする理由は、被検面とし
ては凸、凹があり、測定可能な開口数が低く ajJ限
されても凸面を直接測定したい場合もあるからである。
The reason why the lens 21 is made detachable is that there are convex and concave surfaces to be tested, and there are cases where it is desired to directly measure a convex surface even if the measurable numerical aperture is low and limited to ajJ.

(実施例) 第2図はこの発明の一実施例を示すものである。(Example) FIG. 2 shows an embodiment of the present invention.

この実施例は、第7図に示した面形状測定用干渉計にお
いて、集光レンズ4と被検面5との間に、集光レンズ4
の開口数を等価的に増大させる半球状のレンズ21を着
脱自在に配置すると共に、このレンズ21の集光レンズ
4に対する芯出しを自動的に行うようにしたもので、そ
の他の構成は第7図と同様である。
In this embodiment, in the interferometer for surface shape measurement shown in FIG.
A hemispherical lens 21 that equivalently increases the numerical aperture of the lens 21 is detachably arranged, and the centering of this lens 21 with respect to the condensing lens 4 is automatically performed. It is similar to the figure.

このため、この実施例では、第3図に示すように、集光
レンズ4を保持する集光レンズホルダ31に対して、レ
ンズ21を保持するレンズホルダ32を着脱自在に装着
するようにすると共に、このレンズホルダ32の装着下
において該レンズホルダ32を集光レンズホルダ31に
対して三次元的に変位されせて、レンズ21の集光レン
ズ4に対する光軸方向のずれ、光軸に対する傾きおよび
横ずれを補正して自動的に芯出しする。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a lens holder 32 that holds the lens 21 is detachably attached to a condensing lens holder 31 that holds the condensing lens 4. , while this lens holder 32 is attached, the lens holder 32 is three-dimensionally displaced with respect to the condensing lens holder 31, and the shift of the lens 21 in the optical axis direction with respect to the condensing lens 4, the inclination with respect to the optical axis, and Corrects lateral deviation and automatically aligns.

集光レンズホルダ31のレンズホルダ取付端面33には
、第4図Aにも示すように、光軸を中心とするリング状
の磁石34を埋設すると共に、その内側で同様に光軸を
中心とする円周に沿って円弧状に三分割して基準リング
35を突出して設ける。この基準リング35の外周の一
部には、慢述するレンズホルダ32の固定リングに係合
し°Cレンズホルダ32をバヨネット方式で取付けるた
めの突起36を設ける。また、基準リング35の各分割
した部分の取付端面32には、第4図Bにも示すように
、圧電素子、  より成る高さ調節子37をそれぞれ設
けると共に、各高さ調節子31上には板38を設ける。
As shown in FIG. 4A, a ring-shaped magnet 34 centered on the optical axis is embedded in the lens holder mounting end surface 33 of the condensing lens holder 31, and a ring-shaped magnet 34 centered on the optical axis is also embedded inside the lens holder mounting end surface 33. The reference ring 35 is provided protrudingly divided into three parts in an arc shape along the circumference. A portion of the outer periphery of this reference ring 35 is provided with a protrusion 36 that engages with the fixing ring of the lens holder 32, which will be described later, and is used to attach the °C lens holder 32 in a bayonet manner. Furthermore, as shown in FIG. 4B, a height adjuster 37 made of a piezoelectric element is provided on the mounting end surface 32 of each divided portion of the reference ring 35, and a height adjuster 37 made of a piezoelectric element is provided on each height adjuster 31. A plate 38 is provided.

この実施例では、各高さ調節子31をこれに印加する電
圧によって板38が基準リング35よりも6以上突出す
る領域で矢印で示す光軸方向に変位させ、これにより集
光レンズ4に対するレンズ21の光軸方向の位置および
傾きを調整する。
In this embodiment, the voltage applied to each height adjuster 31 causes the plate 38 to be displaced in the optical axis direction shown by the arrow in an area where it protrudes beyond the reference ring 35 by six or more, thereby causing the lens to move toward the condenser lens 4. 21 in the optical axis direction and inclination.

一方、レンズホルダ32には、その集光レンズホルダ3
1への取付は端面41に、集光レンズホルダ31に設け
た磁石34と対向するように、第5図Aに示すように、
光軸を中心として円弧状に三分割して磁石42を突出し
て設けると共に、その内側で同様に光軸を中心とする円
周に沿って円弧状に三分割して固定リング43を突出し
て設ける。磁石42は、集光レンズホルダ31に設けた
磁石34に対して相互に吸引するようにその極性を選択
する。また、固定リング43はレンズホルダ32を集光
レンズホルダ31に装着した状態で基準リング35の外
側にクリアランスをもって位置するようにし、この固定
リング43の一部には、第5図Bにも示すように、基準
リング35に設けた突起36と係合して、レンズホルダ
32を集光レンズホルダ31にバヨネット方式で取付け
るための切欠き溝44を形成する。
On the other hand, the lens holder 32 has a condensing lens holder 3
1, as shown in FIG.
The magnet 42 is provided protrudingly divided into three parts in an arc shape centered on the optical axis, and the fixing ring 43 is similarly provided in a protruding manner divided into three parts in an arc shape along the circumference centered on the optical axis inside the magnet 42. . The polarity of the magnet 42 is selected so that it is mutually attracted to the magnet 34 provided on the condenser lens holder 31. In addition, the fixing ring 43 is positioned outside the reference ring 35 with a clearance when the lens holder 32 is attached to the condensing lens holder 31, and a part of the fixing ring 43 has a portion shown in FIG. 5B. Thus, a cutout groove 44 is formed for engaging the projection 36 provided on the reference ring 35 and attaching the lens holder 32 to the condensing lens holder 31 in a bayonet manner.

固定リング43の各分割した部分の取付は端面41には
、レンズホルダ32を集光レンズホルダ31に装着した
状態で、基準リング35の外周に接するように、それぞ
れ円弧状の可変リング45を突出して設ける。これら可
変リング45のうちの一つは、コイルばね46によって
光軸と直交する方向において内方に偏倚させ、他の二つ
はそれぞれ圧電素子より成る横ずれ調節子47によって
光軸と直交する方向において変位させるようにする。
To attach each divided portion of the fixed ring 43, an arc-shaped variable ring 45 is protruded from the end surface 41 so as to contact the outer periphery of the reference ring 35 with the lens holder 32 attached to the condensing lens holder 31. shall be established. One of these variable rings 45 is biased inward in a direction perpendicular to the optical axis by a coil spring 46, and the other two are biased inward in a direction perpendicular to the optical axis by lateral displacement adjusters 47 each made of a piezoelectric element. Let it be displaced.

コイルばね46は、固定子48に設けた蓋49と、固定
子48に摺動自在に設けた可動子50との間に介挿して
、可動子50を介して可変リング45を内方に偏倚させ
る。なお、固定子50は押え冶具51を介して取付は端
面41に取付けると共に、可動子50はその端面に■穴
を形成して鋼球52を回転自在に保持させ、この鋼球5
2を介して可変リング45の外周面に当接させる。
The coil spring 46 is inserted between a lid 49 provided on the stator 48 and a movable element 50 slidably provided on the stator 48, and biases the variable ring 45 inwardly via the movable element 50. let The stator 50 is attached to the end face 41 via a holding jig 51, and the movable element 50 has a hole formed in the end face to rotatably hold the steel ball 52.
2 to the outer peripheral surface of the variable ring 45.

また、8横ずれ調節子47は、取付は端面41に固定し
た押え治具53に設けた押え板54に取付け、その先端
には第5図Cに示すように板55を取付けると共に、こ
の板55にV穴56を形成して鋼球51を回転自在に保
持させ、これら板55および鋼球57を介して可変リン
グ45の外周面に当接させる。
Further, the 8 lateral shift adjuster 47 is attached to a holding plate 54 provided on a holding jig 53 fixed to the end face 41, and a plate 55 is attached to the tip of the holding plate 54 as shown in FIG. 5C. A V-hole 56 is formed in the hole 56 to rotatably hold the steel ball 51, and the steel ball 51 is brought into contact with the outer peripheral surface of the variable ring 45 via the plate 55 and the steel ball 57.

なお、磁石42、固定リング43および可変リング45
は、レンズホルダ32を集光レンズホルダ31に装着し
た状態で、集光レンズホルダ31に設けた各高さ調節子
37の先端の板38が常にレンズホルダ32の取付は端
面41に当接するように突出させる。
Note that the magnet 42, fixed ring 43, and variable ring 45
In this case, when the lens holder 32 is attached to the condensing lens holder 31, the plate 38 at the tip of each height adjuster 37 provided on the condensing lens holder 31 is always in contact with the end surface 41 when the lens holder 32 is attached. make it stand out.

この実施例では、8横ずれ調節子47をこれに印加する
電圧によって光軸と直交する方向に変位させることによ
り、集光レンズ4に対するレンズ21の光軸の横ずれを
調整する。
In this embodiment, the lateral deviation of the optical axis of the lens 21 with respect to the condenser lens 4 is adjusted by displacing the eight lateral deviation adjusters 47 in a direction perpendicular to the optical axis by applying a voltage thereto.

次に、レンズホルダ32を集光レンズホルダ31に装着
した状態で、レンズ21の芯出しを自動的に行う機構に
ついて、第6図に示すブロック図を参照しながら説明す
る。
Next, a mechanism for automatically centering the lens 21 with the lens holder 32 attached to the condensing lens holder 31 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

まず、被検面の測定に先立ち、レンズホルダ32を装着
する前に、基準球面60を用いてその芯出しを行う。こ
の芯出しは、基準球面60から反射される波面について
縞走査して得られる照像索子14の出力を縞解析部61
で解析し、その出力情報に基いて駆動部62を介して基
準球面60の集光レンズ4に対する芯出しを自動的に行
う。
First, prior to measuring the surface to be measured and before mounting the lens holder 32, centering is performed using the reference spherical surface 60. This centering is performed by scanning the wavefront reflected from the reference spherical surface 60 and using the output of the imaging probe 14 as a fringe analyzer 61.
Based on the output information, the reference spherical surface 60 is automatically centered with respect to the condenser lens 4 via the drive unit 62.

次に、レンズホルダ32を集光レンズホルダ31に装着
し、基準球面60との組合わせで得られる波面について
、縞解析部61において芯ずれを表わす誤差情報を得、
これに基いて駆動部62を介して集光レンズホルダ31
の高さ調節子37およびレンズホルダ32の横ずれ調節
子47に所要の電圧を印加して、集光レンズ4に対する
レンズ21の芯出しを自動的に行う。
Next, the lens holder 32 is attached to the condensing lens holder 31, and the fringe analysis unit 61 obtains error information representing misalignment with respect to the wavefront obtained in combination with the reference spherical surface 60.
Based on this, the condenser lens holder 31 is
By applying a required voltage to the height adjuster 37 of the lens holder 37 and the lateral shift adjuster 47 of the lens holder 32, the centering of the lens 21 with respect to the condenser lens 4 is automatically performed.

すなわち、レンズホルダ32は、突起36と切欠き溝4
4との係合および磁石34.42の吸引作用により集光
レンズホルダ31に装着される。ここで、三個の高さ調
節子31に等しい電圧を印加すると、レンズホルダ32
は磁石34.42の吸引力に抗し、突起36が切欠き溝
44に案内されて回動しながら光軸方向に平行に変位す
る。また、三個の高さ調節子37に印加する電圧を異な
らせると、その高さすなわち光軸方向の突出量がそれぞ
れ異なるため、レンズホルダ32は集光レンズ4の光軸
に対して傾くことになる。したがって、三個の高さ:X
A節子37にそれぞれ印加する電圧を縞解析部61から
の誤差情報に基いて制御することにより、レンズ21の
集光レンズ4に対する光軸方向のずれおよび光軸に対す
傾きを補正することができる。
That is, the lens holder 32 has the protrusion 36 and the notch groove 4.
4 and the attraction action of the magnets 34 and 42, the lens is attached to the condenser lens holder 31. Here, if equal voltage is applied to the three height adjusters 31, the lens holder 32
resists the attractive force of the magnets 34 and 42, and the protrusion 36 is guided by the notch groove 44 and rotates while being displaced in parallel to the optical axis direction. Furthermore, if the voltages applied to the three height adjusters 37 are different, the heights, that is, the amount of protrusion in the optical axis direction will differ, so the lens holder 32 will not tilt with respect to the optical axis of the condenser lens 4. become. Therefore, the height of the three:
By controlling the voltage applied to each of the A nodes 37 based on the error information from the fringe analysis unit 61, it is possible to correct the deviation of the lens 21 in the optical axis direction with respect to the condenser lens 4 and the inclination with respect to the optical axis. .

また、二個の横ずれ調節子47に印加する電圧を異なら
せると、それぞれ光軸と直交する方向での変位量が異な
るため、レンズホルダ32は集光レンズ4の光軸と直交
する方向に変位する。したがって、これら二つの横ずれ
調節子41にそれぞれ印加する電圧を縞走査部61から
の誤差情報に基いて制御することにより、レンズ21の
集光レンズ4の光軸に対する横ずれを補正することがで
きる。
Furthermore, if the voltages applied to the two lateral shift adjusters 47 are different, the amount of displacement in the direction orthogonal to the optical axis will be different, so the lens holder 32 will be displaced in the direction orthogonal to the optical axis of the condenser lens 4. do. Therefore, by controlling the voltages applied to these two lateral shift adjusters 41 based on the error information from the fringe scanning section 61, the lateral shift of the lens 21 with respect to the optical axis of the condenser lens 4 can be corrected.

このようにして、縞解析部61からの誤差情報に基いて
高さ調節子37および横ずれ調節子47に印加する電圧
を制御してレンズホルダ32を集光レンズホルダ31に
対して三次元的に変位させて、レンズ21の集光レンズ
4に対する芯出しを自動的に行う。
In this way, the voltages applied to the height adjuster 37 and the lateral shift adjuster 47 are controlled based on the error information from the fringe analysis unit 61, and the lens holder 32 is three-dimensionally moved relative to the condenser lens holder 31. By displacing the lens 21, the centering of the lens 21 with respect to the condenser lens 4 is automatically performed.

以上により、レンズ21の芯出しが完了した後は、基準
球面60を取外し、被検面をセットしてその形状を測定
する。
After the centering of the lens 21 is completed as described above, the reference spherical surface 60 is removed, the surface to be measured is set, and its shape is measured.

上述した実施例によれば、レンズホルダ32をバヨネッ
ト方式により集光レンズホルダ31に取付けるようにし
たので、その着脱を極めて容易に行うことができる。ま
た、レンズ21の芯出しを自動的に行うようにしたので
、装着における操作が簡単になると共に、その芯出しを
圧電素子より成る高さ調節子37および横ずれ調節子4
7で行うようにしたので、10nmオーダの変位制御が
可能となり、高精度の芯出しができ、したがって面形状
を高精度で測定することができる。
According to the embodiment described above, since the lens holder 32 is attached to the condensing lens holder 31 using a bayonet method, it can be attached and detached extremely easily. In addition, since the centering of the lens 21 is automatically performed, the operation during installation is simplified, and the centering is controlled by the height adjuster 37 and the lateral shift adjuster 4 made of piezoelectric elements.
7, it becomes possible to control the displacement on the order of 10 nm, and it is possible to perform highly accurate centering, thereby making it possible to measure the surface shape with high accuracy.

なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
Cはなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では、レンズホルダ32の可変リング
45の一つをコイルばね46によって偏倚させるように
したが、他の可変リング45と同様に圧電素子より成る
横ずれ調節子によって変位させるようにしてもよい。ま
た、光軸方向のずれおよび傾きの調整を三分割した位置
において三個の高さ調節子37によって行うようにした
が、直交する二方向に四分割した位置において行うよう
にしてもよい。これは、光軸の横ずれ調整についても同
様である。更に、高さ調節子37や横ずれ調節子41は
圧電素子に限らず、電磁力等によって変位するようにコ
イルと磁石を用いて構成することもできる。また、上述
した実施例では半球状のレンズ21を着脱自在にしたが
、他のレンズ、例えばアブラナティックレンズを着脱自
在に設けることもできる。このような構成は、被検面と
して開口数が大きく、かつ曲率半径が小さい凸状のレン
ズの面形状測定に有効である。また、第3図において、
集光レンズ4を被検面側の最外側レンズを取外した三枚
のレンズをもって構成し、その取外した最外側のレンズ
を、レンズ21の代りに着脱自在とすることもできる。
Note that this invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or changed in many ways. For example, in the embodiment described above, one of the variable rings 45 of the lens holder 32 is biased by the coil spring 46, but like the other variable rings 45, it may be displaced by a lateral shift adjuster made of a piezoelectric element. It's okay. Furthermore, although the adjustment of the deviation and inclination in the optical axis direction is performed by the three height adjusters 37 at the three divided positions, it may be performed at the four divided positions in two orthogonal directions. The same applies to the lateral shift adjustment of the optical axis. Further, the height adjuster 37 and the lateral shift adjuster 41 are not limited to piezoelectric elements, but may be configured using coils and magnets so as to be displaced by electromagnetic force or the like. Further, in the above-described embodiment, the hemispherical lens 21 is made detachable, but other lenses, such as an abranatic lens, can also be detachably provided. Such a configuration is effective for measuring the surface shape of a convex lens having a large numerical aperture and a small radius of curvature as the surface to be measured. Also, in Figure 3,
The condensing lens 4 may be configured with three lenses with the outermost lens on the surface to be inspected removed, and the removed outermost lens may be detachably attached instead of the lens 21.

このような構成は、被検面として開口数が小さく、かつ
曲率半径が大きい凸状のレンズの面形状測定に有効であ
る。更にまた、上述した実施例では着脱自在に装着する
レンズ21の集光レンズ4に対する芯出しを自動的に行
うようにしたが、手動で芯出しするよう構成することも
できるし、単に装着するだけでその芯出し精度が機械的
に補償されれば、必ずしも自動的な芯出し機構を設ける
必要はない。
Such a configuration is effective for measuring the surface shape of a convex lens having a small numerical aperture and a large radius of curvature as the surface to be measured. Furthermore, in the above-described embodiment, the lens 21, which is detachably attached, is automatically centered with respect to the condenser lens 4, but it is also possible to configure the centering to be done manually, or by simply attaching the lens 21. If the centering accuracy can be compensated mechanically, it is not necessarily necessary to provide an automatic centering mechanism.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、被検面からの反射波面について縞走
査ジャリング干渉測定を行って被検面の形状を測定する
干渉計において、集光レンズと被検面との間に、集光レ
ンズの開口数を等価的に増大するレンズを着脱自在に設
けると共に、このレンズを芯出し軸横により集光レンズ
に対して芯出しするようにしたので、種々の被検面の形
状を光束のけられを生じることなく常に高精度で測定す
ることができる。
According to this invention, in an interferometer that measures the shape of a surface to be measured by performing fringe scanning jarring interferometry on a reflected wavefront from a surface to be measured, a condenser lens is provided between the condenser lens and the surface to be measured. In addition to providing a removable lens that equivalently increases the numerical aperture, this lens is centered with respect to the condenser lens horizontally on the centering axis. It is possible to always measure with high accuracy without causing any problems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の詳細な説明するための図、第2図は
この発明の一実施例を示す図、第3図は要部の具体的構
成を示す断面図、第4図AおよびBは第3図に示す集光
レンズホルダの構成を示す側面図および部分平面図、第
5図A、BJ5よびCは同じくレンズホルダの構成を示
す側面図、部分平面図および部分拡大図、第6図は自動
芯出し機構の構成を示すブロック図、 第7図および第8図は従来の技術を示す図である。 1・・・偏光光源 2.8・・・偏光ビームスプリッタ 3、 6. 9.11.13・・・1/4波長板4・・
・集光レンズ    5・・・被検面7・・・シャプリ
ズム  10.12・・・全反射鏡14・・・搬像素子
     15・・・ピエゾ素子21・・・レンズ  
    22・・・入射光束31・・・集光レズホルダ
  32・・・レンズホルダ33・・・取付端面   
  34・・・磁石35・・・基準リング    36
・・・突起37・・・高さ調節子    38・・・板
41・・・取付端面     42・・・磁石43・・
・固定リング    44・・・切欠き溝45・・・可
変リング    46・・・コイルばね47・・・横ず
れ調節子   48・・・固定子49・・・蓋    
    50・・・可動子51・・・押え冶具    
 52・・・鋼球53・・・押え治具     54・
・・押え板55・・・板        56・・・V
穴57・・・鋼球       60・・・基準球面6
1・・・縞解析部     62・・・駆動部特許出願
人   オリンパス光学工業株式会社第1図 第2図 第3図 第4図 第7図 第8図
FIG. 1 is a diagram for explaining the invention in detail, FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the invention, FIG. 3 is a sectional view showing the specific structure of the main part, and FIGS. 4A and B is a side view and a partial plan view showing the configuration of the condensing lens holder shown in FIG. 3; FIGS. The figure is a block diagram showing the configuration of an automatic centering mechanism, and FIGS. 7 and 8 are diagrams showing conventional technology. 1...Polarized light source 2.8...Polarized beam splitter 3, 6. 9.11.13...1/4 wavelength plate 4...
・Condensing lens 5...Test surface 7...Shaprism 10.12...Total reflection mirror 14...Image carrier element 15...Piezo element 21...Lens
22...Incoming light flux 31...Condensing lens holder 32...Lens holder 33...Mounting end surface
34...Magnet 35...Reference ring 36
...Protrusion 37...Height adjuster 38...Plate 41...Mounting end surface 42...Magnet 43...
・Fixing ring 44... Notch groove 45... Variable ring 46... Coil spring 47... Lateral shift adjuster 48... Stator 49... Lid
50... Mover 51... Presser jig
52... Steel ball 53... Holding jig 54.
...Press plate 55...Plate 56...V
Hole 57...Steel ball 60...Reference spherical surface 6
1... Fringe analysis section 62... Drive unit Patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、集光レンズを経て照明され、該集光レンズにより集
光される被検面での反射波面を、互いに直交する偏光方
向の二つの波面に分離し、これら波面を光路差を与えな
がら干渉させてその干渉縞を走査することにより前記被
検面の形状を測定するようにした面形状測定用干渉計に
おいて、前記集光レンズと被検面との間に着脱自在に設
けられ、前記集光レンズの開口数を等価的に増大させる
レンズと、このレンズを前記集光レンズに対して芯出し
する機構とを具える面形状測定用干渉計。
1. The reflected wavefront on the test surface that is illuminated through a condenser lens and focused by the condenser lens is separated into two wavefronts with polarization directions orthogonal to each other, and these wavefronts are interfered while giving an optical path difference. In the surface shape measuring interferometer, the surface shape measuring interferometer measures the shape of the surface to be measured by scanning the interference fringes. An interferometer for surface shape measurement, comprising a lens that equivalently increases the numerical aperture of an optical lens, and a mechanism that centers this lens with respect to the condensing lens.
JP5825386A 1986-03-18 1986-03-18 Interferometer for measuring surface shape Pending JPS62215808A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5825386A JPS62215808A (en) 1986-03-18 1986-03-18 Interferometer for measuring surface shape

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5825386A JPS62215808A (en) 1986-03-18 1986-03-18 Interferometer for measuring surface shape

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62215808A true JPS62215808A (en) 1987-09-22

Family

ID=13078972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5825386A Pending JPS62215808A (en) 1986-03-18 1986-03-18 Interferometer for measuring surface shape

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62215808A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019061A (en) * 1998-07-02 2000-01-21 Asahi Optical Co Ltd Optical member-inspecting apparatus and holder
JP2013161049A (en) * 2012-02-08 2013-08-19 Kiyohara Optics Inc Lens with magnet mount, lens with magnetic body mount, lens kit, and telescope
CN105180839A (en) * 2015-09-29 2015-12-23 西安交通大学 Aspherical surface measurement Z-axis positioning method based on minimum PV value

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019061A (en) * 1998-07-02 2000-01-21 Asahi Optical Co Ltd Optical member-inspecting apparatus and holder
JP2013161049A (en) * 2012-02-08 2013-08-19 Kiyohara Optics Inc Lens with magnet mount, lens with magnetic body mount, lens kit, and telescope
CN105180839A (en) * 2015-09-29 2015-12-23 西安交通大学 Aspherical surface measurement Z-axis positioning method based on minimum PV value
CN105180839B (en) * 2015-09-29 2018-04-17 西安交通大学 A kind of non-spherical measuring Z axis localization method based on minimum PV values

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100225923B1 (en) Phase shifting diffraction interferometer
JP2752003B2 (en) Inspection interferometer with scanning function
US12000752B2 (en) Deflectometry measurement system
US5076689A (en) Off axis mirror alignment
US4762417A (en) Fringe scanning point diffraction interferometer by polarization
JPS62215808A (en) Interferometer for measuring surface shape
JP3328960B2 (en) Interferometer device
JPH0611323A (en) Shape measuring instrument
JP2005062012A (en) Vibration-proof type interferometer device
JP3597302B2 (en) Eccentricity measuring device
JPH05115437A (en) Eye axial length measuring instrument
KR102056908B1 (en) Non-contacted axial resolution measuring apparatus of objective lens for confocal endo-microscope
CN113050379A (en) Focus detection signal modulation device and method
JP3186251B2 (en) Test lens support device for interferometer
US20230040925A1 (en) Reflective fpm using a parabolic mirror
JPH0783609A (en) Device for aligning body to be examined of interferometer
JP3215717B2 (en) Surface inspection method and apparatus
JP3410800B2 (en) Vibration resistant interferometer
JP2657405B2 (en) How to measure anamorphic lens
SU848996A1 (en) Interferometer for surface quality control, large optical element aberration determination and transparent non-uniformity investigation
JP2678473B2 (en) Anamorphic lens measuring device
JP2711550B2 (en) Fringe scan interferometer
JP2877935B2 (en) Surface accuracy measuring method and measuring device
SU1295211A1 (en) Interferometer for checking shape of aspherical surfaces
JPS6318207A (en) Apparatus for measuring surface shape