TWI292033B - - Google Patents

Description

1292033 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種具備被檢測透鏡的定位裝置的透射 波面測定用的光波干涉裝置，特別是關於一種在測定搭载 5於光記錄介質的記錄/再生裝置上的光拾波透鏡等波面像 差的情況下，能夠自動調節該被檢測透鏡的光轴和基準球 面反射鏡的光軸的偏移的光波干涉裝置。 【先前技術】 1〇 目前已知有測定各種透鏡、例如光拾波透鏡等的波面 像差的透射波面測定用的光波干涉裝置。 在這種光波干涉裝置中，將被檢測透鏡搭載夾具，在 與被該夾具支撐的被檢測透鏡的光軸方向大致正交的方向 上移動，進行該被檢測透鏡的載入及卸載，在將被檢測透 15鏡配置到該被檢測透鏡搭載夾具上後，通過進行被檢測透 鏡的載入操作，將被檢測透鏡置於正規的觀察位置。 圖17 (A)表不對通過這樣的載入操作而置於正規的 觀祭位置的由雙凸光拾波透鏡構成的被檢測透鏡丨進行 光干涉測定時的概略配置。 2〇 將來自干涉儀主體的測定用平行光束向干涉儀的 基準板102照射，在該基準面上被分割成兩類。一方由基準 面反射而構成基準光’另-方透射該基準面照射到支樓於 透鏡搭载夾具1〇4上的被檢測透鏡1〇〇上。照射到該被檢測 透鏡100上的另一方的測定光束暫時由該被檢測透鏡1〇〇聚 5 1292033 “、、’之後再次發散，向基準球面反射鏡1 〇 6的反射面照射。 但是，在從被檢測透鏡100射出的測定光束中，如果相 對於基準球面反射鏡106的入射路徑和射出路徑不能_ 致’則不能進行被檢測透鏡1 〇〇的光干涉的測定。因此，如 5 圖17 (A)所示，在從被檢測透鏡100射出的測定光束在中 途具有聚焦點的情況下，從基準球面反射鏡106返回的返回 光在該入射路徑上反向前進，因此，需要使該聚焦點與基 準球面反射鏡106的基準球面中心（球心）108嚴格一致。 但是，實際上將被檢測透鏡1〇〇配置在透鏡搭載夾具 10 104上進行其載入操作，在將被檢測透鏡1 〇〇置於規定的觀 祭位置的狀態下，被檢測透鏡1 00的光軸相對於基準板的基 準面的垂直方向傾斜，在該情況下，調節被檢測透鏡1〇〇的 傾斜度，使被檢測透鏡1()0的光軸相對於基準板的基準面垂 直。 15 但是’在這樣調節被檢測透鏡100的傾斜度時，通常被 才欢測透鏡1 〇〇的光軸和基準球面反射鏡1 的光軸産生平行 偏移。由此’如圖丨7 ( B )所示’從被檢測透鏡丨〇〇射出的 測疋光束的聚焦點相對於基準球面反射鏡丨〇6的基準球面 中心（球心）108産生偏移，其結果難以進行被檢測透鏡100 20的光干涉測定。通常這樣的平行偏移如果産生例如數十〆m 左右以上，則在觀察面上不出現干涉條紋（圖17 ( B )中放 大描繪了上述平行偏移）。 即，抑制調節被檢測透鏡1〇〇的傾斜度時産生的光轴的 微小平行偏移在進行光干涉測定時爲大的問題。 6 1292033 另外，在將被檢測透鏡100置於了透鏡搭載夾具1〇4的 透鏡设置部的情況下，由於猶微産生鬆動，因此，即使這 - 樣也會在被檢測透鏡100的光軸和基準球面反射鏡1〇6的光 轴之間産生平行偏移，産生與上述相同的問題。 5 由此，目前在透鏡搭載夾具1〇4上配置被檢測透鏡100 時，爲使其在該透鏡搭載夾具104上固定，耗費時間可靠地 固定在準確的位置。 另外’在下記專利前案1中公開了以下這樣的技術， _ 即，在干涉儀裝置中，爲進行被檢測體和基準板的對準， 10而透射與本來的干涉儀裝置的光學系統不同的聚光鏡將來 自這些被檢測體和基準板兩者的反射光聚光，在專用的線 路感測器上形成點像。 專利前案1 ··特開平7— 83609號公報。 但是’如上所述，在透鏡搭載夾具104上可靠地固定了 15被檢測透鏡100的情況下，通過使用了機器人等的自動化作 業進行被檢測透鏡100的更換是極其困難的。 • 纟光拾波透鏡等製造程序中，當務之急是確立能夠將 透鏡高速批量生産的機制，但目前，如上所述，檢查該被 檢測透鏡100的波面像差的光干涉測定操作的一部分需要 20化費岬間手動進行操作，對將被檢測透鏡的光干涉測定全 自動化的要求極強。 另外根據上述公報記载的技術，除常用的干涉儀裝 置的構成以外，需要上述的聚光透鏡及線路感測器、以及 用於將光路在該聚光鏡方向進行分割的單向透視玻璃等， 7 1292033 、從而導致裝置複雜化、大型化。 【發明内容】 本發明是鑒於上述情況而做成的，其目的在於，提供 5 一種光波干涉裝置，其具有被檢測透鏡的定位裝置，其中， 能夠自動調節被檢測透鏡的光軸和基準球面反射鏡的光轴 的平行偏移，能夠使被檢測透鏡的光波干涉測定全自動 化’且可實現裝置的簡化及緊湊化。 鲁 爲解決上述課題，本發明提供光波干涉裝置，其將來 10自光源的測定用光束分割爲兩類，使一方透射被檢測透鏡 後，由基準球面反射裝置反射，再透射該被檢測透鏡而形 成爲被檢測光，使另一方在基準面形成爲基準光，觀察由 該被檢測光和該基準光的干涉産生的干涉條紋，基於該觀 祭結果測定該被檢測透鏡的波面像差，其且備： 15 调節所述基準球面反射裝置與該被檢測透鏡的光軸的 位置關係的被檢測體定位裝置，該被檢測體定位裝置具 • 備：被檢測體支撐裝置，其支撐該被檢測體，使該被檢測 體與來自所述光波干涉裝置的測定用光束對面； 將透射該被檢測體的所述測定用光束反射的基準球面 20 反射裝置； 能夠將該基準球面反射裝置在與其光軸方向正交的平 面内的相互正父的2軸方向上移動調節的移動調節裝置； 觀察基於來自所述被檢測透鏡的表面的所述測定用光 束的反射光的強度分佈的游標，運算觀察晝面上的該游標 8 Ϊ292033 的像位置的游標像位置測定運算裝置； 移動算裝置測定的該游標像 抹； 务旦面上的規疋的基準位置所需要的所述基準 ;反射裝置的移動量的基準球面移動量運算裝置；以及 —基於由該基準球面移動量運算裝置運算的移動量， ，斤过#夕動5周節裝置的驅動控制的驅動控制裝置。 另外，上^ “基準球面，，是指，除物理上的球面形狀 勺以外的所謂的非球面形狀。 10 15 ，較佳地，被檢測體支標裝置通過沿與由該被檢測體支 撐裝置支撐的被檢測透鏡的光軸方向大致正交的方向移 動’進行該被檢測透鏡的載入及卸載。 夕 立另外，較佳地，所述被檢測透鏡具有周邊部，該周邊 部至少具有一個與該被檢測透鏡的光軸垂直的基準周邊 面，被檢測體支撐裝置具有支撐該基準周邊面的一部分， 並且具有能夠向該基準周邊面的其餘部分照射所述測定用 光束的窗口部的周邊面支撐台。 更佺地，具有·在所述觀察晝面上生成特定所述被檢 測透鏡主體的干涉條紋的觀察區域、和對應於所述窗口部 的所述基準周邊面的干涉條紋的觀察區域的掩體的掩體生 成裝置；使該掩體根據所述觀察畫面上的所述游標的像的 移動而移動的掩體移動裝置。 本發明的光波干涉裝置中，觀察基於來自被檢測透鏡 表面的所述測定用光束的反射光的強度分佈的游標，運算 觀察晝面上的該游標的像位置，同時運算使測定的該游標 20 1292033 像移動到該觀察畫面上的規定的基準位置所需要的基準球 面反射裝置的移動量，根據該運算得到的移動量進彳^基準 球面反射裝置的驅動控制，因此，能夠容易地自動調節被 檢測透鏡的光軸和基準球面反射鏡的光軸的軸偏移即由 5 此，在被檢測體支撐裝置上配置被檢測透鏡時，爲了使其 在該被檢測體支撐裝置上不能活動，而進行繁雜的固定作 業是不需要的，可通過使用了機器人等的自動化作業進行

被檢測透鏡的更換，且能夠確立可將透鏡高速批量化的I 罾制。 10 另外，作爲被檢測透鏡的位置調節所需要的測定系 統，不需要其他的光學系統及線路感測器等，即可實現裝 置的簡化及緊湊化。 、衣 【實施方式】 15 下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖i 是概略表示本發明-實施方式的光波干涉裝置的主要部分 • 構成的圖。圖2是表示被檢測透鏡的形狀的概略圖（（A) 是主視圖’（B)是俯視圖），圖3是表示透鏡搭載爽具的 周邊面支#台的形狀的概略圖’圖4是表示本實施方式的光 20波干涉裝置的被檢測透鏡定位部的概觀構成的主視圖，圖5 是用於表示本實施方式的光波干涉裝置的被檢測透鏡的載 入/卸載狀態的被檢測透鏡定位部的概觀構成侧面圖。 如圖i所示’本實施方式的光波干涉裝置由干涉儀主體 部20和被檢測體定位部3〇構成。 1292033 首先’干涉儀主體部20是搭載有鐳射光源等可干涉距 離長的光源21的菲佐型干涉儀裝置，具有從光源21射出的 光的丽進順序依次配置的光束直徑放大用透鏡22、分光鏡 23、準直透鏡24、成像透鏡25、具有光檢測面的攝像裝置 5 26。另外，干涉儀主體部20具有電腦27、顯示干涉條紋圖 像的監視裝置28、以及用於對電腦27進行各種輸入的輸入 裝置29,其中，上述電腦27進行關於由攝像裝置％拍攝的 圖像的圖像處理、各種運算處理及各種調節部的驅動控 制。另外，基準板4通常包含在干涉儀主體部2〇内，但在本 10說明書中’爲了說明的方便，而包含在下述的被檢測體定 位部30内說明。 另一方面，被檢測體定位部30爲如下結構，朝向測定 用光束從干涉儀主體部20的前進方向（圖爲上方），依 次支標干涉儀基準板（下面簡單地稱作基準板）4、被檢測 15 2鏡卜修正板6及基準球面反射鏡7,且將它們進行位置調 節。 即，基準板4被手動2軸傾斜載物台丨丨支撐，且在預備 調節階段調節以X軸及γ軸爲中心的旋轉角度（傾斜度）'。 另外，被檢測透鏡丨借助透鏡搭載夾具5被電動2軸傾ς載物 20台13支樓，且在測定各被檢測透鏡i時自動調節以χ軸及γ 軸爲中心的旋轉角度（傾斜度）。進而，修正板认基準球 面反射鏡7被手動2軸傾斜載物台12、電動γ軸載物台抖、電 動X軸載物台15及電動Ζ軸載物台16順序支撐。在此倏正 板6是對應光記錄介質的保護層而設置的透明板（通常^ = 1292033 H實際上是爲《光記錄介質進行記錄/再生的狀態 β條件—致而配置的，通過手動2抽傾斜載物台^在預 周郎階段調節以X軸及γ軸爲中心的旋轉角度（傾斜 度），使其相對於基準板4的基準面平行。另—方面，夷準 tz反轴f電動Υ軸載物台14、電動Χ軸載物台似 二動:載物台16可沿χ、γ、ζ各轴方向平行地進行移動調 即，在測疋各被檢測透鏡1時，自動地進行位置調節。 料述實施方式中，被檢測透鏡1是作爲光拾波透鏡來 格載在對CD、勵、娜、藍光光碟等光記錄介質進行記 錄/再生的裝置的透鏡，其由透鏡 鏡则雙凸透鏡，在光記錄介質的記 面。另外’周邊部3的配置於該光源 側的周故面3八構成透鏡調準時的基 15 20 光拾波透鏡的光軸嚴格地垂直。另外，爲相對於 部3的另一面爲基準面。 田然也可以設周邊 另外，作爲被檢測透鏡丨，其形狀及其用 實施方式’也可以附帶非球面及繞射光學面。另二述 在被檢測透鏡具有非球面的情況下’基 二° 面構成與該被檢測透紹的表面形狀對應射：的表 圖中未圖示，在基準板4上設有用於在 =。 描測量時使基準板4沿光轴方向微：广 器（fringe scan adapter)。 ^、、文知 ^田適配 其次，透鏡搭餘具5的周邊面切 儀主體部20看，如圖3 (A) 仗干涉 具有由用於在其中央部 12 1292033 5

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20 分進行被檢測透鏡1的光干涉測定的中心窗口 9a、位於中心 窗口 9A外側的三個周邊面反射光用窗口 9B、位於周邊面反 射光用窗口 9B外側的三個修正板反射光用窗口叱構成的連 續的窗口部、和伸出到周邊面3A的對應區域的三個周邊面 =樓區域8。另外，在圖3 (A)的例子中，周邊面反射光用 窗口 9B、修正板反射光用窗口 9C及周邊面支撐區域8都設置 了二個，但這些各部的數量也可以爲其他數量，例如，在 圖L(b)所示的例子（關於各部的符號，與圖3對應的各部 的符號加上50表示）巾，表示周邊面反射光用窗口 9b、修 正板反射光用窗口 9C及周邊面支撐區域8都設置德 述的記載中表示這些部件爲四個）。 7 ja(^ 圖4中表示用於進行被檢測透鏡丨的載入/卸载操作的 樣品載物台前後方向（L軸方向）移動機構3卜測量上述周 ，㈣的以抑及Y軸爲中心的旋轉角度（傾斜度）的旋轉 I32使私動ζ軸载物台j 6移動的步進電動機％及ζ 手動粗調用旋叙3 6。 乃夕卜 狀態，圖5二ΓΛ表示將被檢測透鏡1置於觀察位置的 表不進仃被檢測透鏡1的卸载操作，進行被 铋測透鏡1的配置/更換操作的狀態。 ’對上述光波干涉裝置的測定順序做簡單說明。 於透二#ί:5(Β)所示的狀態中，將被檢測透鏡1搭载 π動機椹”5上，通過樣品載物台前後方向（L·軸方向） ί夕動钱構3 1使其移重力5 的縱深方向，盘Υ軸方θ 所不的狀態（圖1中爲紙面 /、軸方向一致），將被檢測透鏡1置於觀察 13 1292033 位置。 其次，進行用於進行被檢測透鏡i的光干涉測定的預備 調節。該預備調節中進行以下調節，即，通過手動2軸傾斜 載物台11設定基準板4的基準面和測定用光束的軸，使其互 5相垂直地調節基準面傾斜度，且通過手動2軸傾斜載物台12 叹定修正板6和基準板4的基準面，使其互相平行地調節修 正板傾斜度。另外，根據需要，通過z轴手動粗調節用旋鈕 36’進行基準球面反射鏡7的z軸方向位置的粗調節。 另外’在最初使用裝置的情況下，需要手動進行觀察 10晝面中産生干涉條紋的各種調節操作，並將該調節值預先 存儲到電腦27内的記憶體中。 /、人進行成爲本發明的關鍵點的用於進行被檢測透 叙1的光干涉測定的正式調節（詳細後述）。上述預備調節 主要在進行光干涉測定之前對一系列被檢測透鏡1進行一 15 _人即可，但该正式調節在每次進行各被檢測透鏡1的測定 時’原則上是每次進行。 該正式調節首先使用電動2軸傾斜載物台13進行2軸傾 斜自動調節，使得被檢測透鏡！的周邊面3A和上述基準板4 的基準面互相平行。由此，被檢測透鏡丨的光轴和基準球面 2〇 反射鏡7的光軸被調節爲互相平行。 其次，使用電動Y軸載物台14、電動χ軸載物台15及電 動Z軸載物台16進行基準球面反射鏡7向χ、γ、冗各軸方向 的平订偏移的自動調節，使得透過被檢測透鏡1從平面波變 成球面波的光束垂直入射到基準球面反射鏡7的反射球面 14 1292033 P刀即由此，使被檢測透鏡1的光軸和基準球面反射鏡 7的光軸互相一致。 、 上述的正式調節結束後，進行被檢測透鏡i的光干涉測 f °通過該光干涉測定在干涉儀主體部的攝像裳置26中 得到的干涉條紋圖像資訊利用電腦27執行運算處理及圖像 解析處理，求出被檢測透鏡丨的波面像差量。 得到的干涉條紋圖像及解析結果等顯示在與電腦^連 接的監視裝置28上。 '

10 15 20 但是，本實施方式的裝置具有如下這樣的功能，即， 將被檢測透鏡1搭載於透鏡搭載夾具5上並使其移動，在置 於觀察位置的狀態下修正被檢測透鏡i的光軸相對於基準 球面反射鏡7的光轴産生的平行偏移。 即使是微量，也會産生該光軸的平行偏移，如果這樣 的話，則從被檢測透鏡丨射出的測定光束的聚焦點相對於基 準球面反射鏡7的基準球面的中^ (球^)產生偏移，其結 果産生難以進行被檢測透鏡丨的光干涉測定的問題。這樣的 平行偏移即使是例如數十# m左右這樣的微小的誤差量，也 會在觀察晝面上不出現干涉條紋的狀態。 因此，在本實施方式的裝置中，具有：觀察由來自被 檢測透鏡1表面的測定用光束的反射光産生的亮點，運算觀 察晝面上的該亮點的像位置的亮點像位置測定運算裝置 (游標像位置測定運算裝置）；運算使該亮點像位置測定 運异裝置測定的該亮點的像移動到觀察畫面上的固定的基 準位置所需要的、基準球面反射鏡7的移動量的基準球面移 15 1292033 * 、才衣置，基於由該基準球面移動量運算裝置運算得 W動里進仃電動γ轴載物台Μ、電動乂轴载物台Μ及電 、&、載物口 1 6的各载物台的驅動控制的驅動控制裝置，可 、、兒乂基於來自被檢測透鏡丨表面的測定用光束的反射光 的：點爲示蹤點，爲使該亮點像能夠在觀察畫面内移動到 、勺位置而進行上述各載物台（特別是電動γ軸載物台 14及電動X軸載物台15)的驅動控制，使上述各基準球面反 射鏡7移動。 10 15 20 在此，上述凴點像位置測定運算裝置及上述基準球面 移動量運算裝置是由電腦27内的CPU及記憶體内的程式等 構成的U ’上述驅動控制裝置由附設於各載物台Μ、15、 16上的驅動電動機（由步進電動機等構成）、控制該驅動 電動機的控制電路（未圖示）、及使該控制電路起作用的 私式（存儲在電腦27内的記憶體内或另外設置的記憶體内） 等構成。 “ Θ 6疋表示生成上述凴點的情況的概略圖。即，在測定 用光束中，透射基準板4的光束中的大部分從被檢測透鏡丄 射出，向基準球面反射鏡7照射，但在測定用光束中，透射 基準板4的光束的一部分在被檢測透鏡^空氣的邊界反 射由於被檢測透鏡1的透鏡表面構成球面或非球面等曲 面’因此’在該透鏡表面反射的幾乎所有光被反射向被檢 測透鏡側，但通常由於僅光軸附近的局部區域是被看 做與測定用光束正對的平面的區域’因此，照射到該局部 區域的測定用光束的-部分成爲返回光’在該干涉儀主體 16 1292033 部20的攝像裝置26的規定區域形成亮點像。 口此°亥冗點的像構成表示被檢測透鏡1的光軸位置的 仏識:在干涉條紋觀察晝面内作爲表示基準位置即光軸位 置的丁U起作用。另外，如圖6所示，該亮點從被檢測透 鏡1的表背面兩側或任一側產生。 另外，産生該壳點的透鏡位置不限於光軸附近，例如 在非求面透叙等中’考慮光軸附近以外的圓周狀區域成爲

10 15 20 被看U ’、測疋用光束正對的平面的區域的情況，但也可以 使用來自該區域的亮點的像。 還有，作爲本發明中的“基於測定用光束的反射光的 強度分佈的游標”，不限於上述實施方式的情況，例如也 可以對光轴附近產生的同心圓业s. — 1 J 圓狀的干涉條紋（也稱作突起 雜訊）實施高通濾波處理等圖像處理來使用。 ，圖7表不上述壳點！>通過上述透鏡搭載夾具$的周邊面 支擇台的中央窗π9Α後與被檢測透鏡的干涉條紋—起顯示 在硯察晝面内的大致中央的情況。另外，圖7中，表示了通 過上=鏡搭載夾具5的周邊面支撐台的周邊面反射用窗 口 9B觀祭周邊面3 A的區域的悟、、w 、么 巧的&况，進而通過修正板反射光 用窗口9C觀察修正板6的區域的情況。 圖8是以示意性表示上次測定从 、 叫疋到的壳點P的像位置（基 準!置）和本次測定到的亮點p，的像位置的偏移的圖，通 過壳點像位置測定運算裝置運管 t衣直連异该偏移量，並基於該運算 值由基準球面移動量運算裝置運算使本次測定到的亮點P， 返回到前次測定到的亮點p的像仅置（基準位置）所需要的 17 1292033 基準球面反射鏡7的移動量。電腦27基於該運算值 驅動控制裝置輸出能夠驅動各載物台14、15、：上述 載物台14、15)的指示作味.L (特別是 干“m# * ”。在此，上次測定到的亮點p表 5

10 15 20 电動¥軸載物台14及電動X轴載物台u的設定位置企 開始本次測定時的設定位置相同，且良好的干涉停^ 檢·1的區域出現時的亮點P”，如果滿足該條件二 不文上次測定的亮點P的限制。在本說明書中，將^ 作亮點P的基準位置或規定的基準位置。 ^ 冉 上述作爲壳點P的像位置或亮點P，的像位置進行了說 明’但實際上由於該亮點像雖然微小但還是有面積2 如10幾個像素程度），因此，較佳地，上述的運算以該像 的中心位置爲基準。 x 但是，在被檢測透鏡丨的光軸相對於基準球面反射鏡了 的光軸傾斜的情況下，需要可靠地修正被檢測透鏡…傾兄斜 度。因此，在本實施方式的裝置中，通過電動2軸傾斜載物 台13調節傾斜度，直至來自通過周邊面反射光用窗口卯觀 察的周邊面3A的區域的干涉條紋基本消失（沒有條紋）程 度。另外，該周邊面3A的區域出現的干涉條紋的狀態是通 過干涉儀主體部20内的電腦27解析，基於該解析結果驅動 電動2軸傾斜載物台13。 在圖9A所示的來自周邊面3A的區域的干涉條紋圖像 中’在周邊面3A的區域出現多條干涉條紋，顯示周邊面3A 傾斜的調節前的狀態。另一方面，圖9B所示的來自周邊面 3 A的區域的干涉條紋圖像是表示調節周邊面3 a的傾斜度 18 1292033 後的狀態的圖像。根據該情況，在該調節結束的階段，如 圖7所示，在被祆測透鏡〗的區域内出現多個干涉條紋。 還有，在這樣調節被檢測透鏡丨的傾斜度後，如上所 述’基於上亮點P的像位置進行基準球面反射鏡7 移動。 圖10是表示將這樣的被檢測透鏡10的光抽和基準球面 反射鏡7的光軸的平行偏移消除，調節這些光軸使其互相一 致後的來自被檢透明1的區域的干涉條紋圖像。另外，在此 時的調節的初期階段，如圖9B所示，在被檢測透t的區域 未出現干涉條紋的狀態的情況下，在調節光轴的平行 的中途階段，觀察到如圖7所示地在被檢測透鏡 現大量干涉條紋的圖像。 A出 15 20 從該圖10表示的被檢測透鏡i的區域的干涉條 能夠觀察到主要基於被檢測透鏡㈣波面像差的^㈣ 但是，對於上㈣正式調節來說，f要預先 f關係，圖U至圖13是用於說明求出這樣的 ^ =圖表(所有圖中，虛線是實測值，實近= =示該實線值的值）。即，該步驟爲相對於觀察=2 的免點的移動量求出使該亮點返回到基準位置所^ 動Y軸載物台14的移動量的步驟。 置所萬要的電 μΓ;圖U中’求出了距亮點基準位置的移動量（從 儿點重心位置到基準位置的像素數）和⑽ 里（攸 (與樣品載物台前後方向移動機構31的移動量L、移動量 里致··單位 19 1292033 爲从1Ύ〇的關係。 度（單位· m ’求出了被檢測透鏡1的透射波面的傾斜 物台前後)和峰方向的移動量（與樣品載 係。*》動機構31的移動量—致：單位是# m)的關 斜度Π立圖^表示求出了被檢測透鏡1的透射波面的傾 γ軸裁ΓΓ (wave))和㈣方向的移動量（與電動 釉載物台14的務勒吾_ & .口σ 外，圖 — —致·早位是私m)的關係的圖。另 10 15 ° L大致位於近似直線的直線的線幅度内。 準位ΐ的古上迷圖U〜圖13說明的各關係，相對於自基 要ΜΜ Μ的移動量’求出使該亮點返回到基準位置需 要的電動Υ軸载物台14的移動量。 w置而 赴基於该求出的移動量驅動電動Υ軸載物台14，使得亮 回到基準位置，通過平行移動基準 二 結束ΐ述正式調節（波面傾斜度近似於0)的作業。 實F上對於ηΓ:式凋即的作業與Υ軸方向的調節相關， 於X軸方向的調節來說，也可以通 =上述正式調節（波面的傾斜度近似於。幸x 20 14 二向的調節中’使用電動x轴载物台15代替 ： 在上述正式調節中、| 6 . P中測疋來自周邊面3A的區域的反射 、日丨$ & ^月况、及在初測定中測定來自被檢 測透鏡1的區域的透射油 要白叙胜—欠r 的干涉條紋圖像的情況中，都需 要自動特定各區域。 20 1292033 因此，在本實施方式中，在觀察畫面中設置用於分別 柔和地掩蔽被檢測透鏡丨的測定區域及周邊面3八的測定區 域的掩體，將通過該掩體擷取到的各範圍識別爲各測定區 域’測定干涉條紋圖像。 5 但是，由於根據被檢測透鏡1的位置偏移程度，被檢測 透鏡1的測定區域及周邊面3A的測定區域在觀察晝面上移 動，因此，在將通過上述掩體擷取的觀察畫面上的各範圍 固定的情況下，通過掩體擷取到的各範圍和各測定區域不 旎一致，導致測定了與目的物件不同的區域，從而測定無 10 意義。 因此，在本實施方式的裝置中，是掩體也以上述的觀 察晝面上的亮點爲中心移動的構成。即，爲了將與被檢測 透鏡1的大致中心（光軸附近位置）一致的亮點的像位置（像 重心位置）配置在通過掩體而擷取的各範圍的中心位置， 15 而通過移動該各範圍的外周圓來保持通過掩體而擷取的各 範圍和各測定區域始終一致。 具體地說，如圖14所示，與被檢測透鏡1的測定區域對 應的掩體擷取範圍以亮點的像位置（像重心位置）爲中心， 作爲以相當於被檢測透鏡1的有效直徑的值爲直徑的圓（圖 20 14中由白線圓表示）的内侧區域表示。另外，預先校正觀 察晝面上的1個像素在實際的被檢測透鏡1上相當於多少 mm，確定掩體擷取範圍的直徑。 如圖15所示，與周邊面3A的測定區域對應的掩體擷取 範圍被以亮點的像位置（像重心位置）.爲中心、以規定的 21 1292033 各值爲半徑的同心的兩個圓（圖15中由雙重白線圓表示） 夹持’按中心角90度表示爲四個區域。 這樣，上述的任何情況中，即使測定區域根據被檢測 透鏡1的平行偏移的調節在觀察畫面上移動，&彳以根據亮 點的像的移自來移動用力識別言亥敎區域的掩體榻取範 圍，從而能夠可靠地識別需要測定的測定區域。

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^如上那樣進行本實施方式的裝置的初測定前的正式調 即（校正）。正式調節作業的各時刻的干涉條紋圖像在圖7、 圖9A、圖9B、及圖1〇表示，除去這些圖的主要部分，圖μ (A ) ' ( Β )、（ C )、（ D )按調節階段的順序並列表示。 由該圖 16 (A)、（B)、（c)、（D)明瞭，按（a)、 (B)、（C)、（D)的順序順次進行被檢測透鏡i的觀察 區域的調節作業的情況。 T' —另外，作爲本實施方式的光波干涉裝置，不限於上述 實施方式的結構，例如在上述實施方式中，干涉儀主 2〇爲菲佐型，但當然也可以適用於米切爾森型等其他類旦型。 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發 主張之權利範圍自應以中請專利範圍所述為準，; 於上述實施例。 20 【圖式簡單說明】 構:是表示本發明一實施方式的光波干涉裝置的概略 圖2是表示被檢測透鏡的形狀的概略圖，（（a)是 22 1292033 主視圖，（B)是俯視圖）。 略圖圖S表示f鏡搭載爽具的周邊面支撐台的形狀的概 回 A)是第一樣態，（B)是第二樣態）。 定付：4疋表不本實施方式的光波干涉裝置的被檢測透鏡 &位σ卩的概觀構成的主視圖。 圖5是用於表示本實施方式的光波干涉裝

10 15 20 2的載人/卸載狀態的被檢測透鏡定位部的概觀構_ 圖6是表示生成亮點的情況的概略圖。 圖7是表示亮點通過周邊面支撐台的中央窗究 息面的大致中央出現的情況的圖。 斤、 —圖8是表示配置於基準位置的亮财的像位置和本次測 疋的^點1"，的像位置的偏移的模式圖。 圖9A是|示被檢測透鏡的光軸相對於基準;求面反射鏡 、光軸傾斜時的干涉條紋圖像的圖。 圖9B疋表不調節了被檢測透鏡的光軸和基準球面反射 、兄的光軸的傾斜度後的干涉條紋圖像的圖。 圖1〇是表示將被檢測透鏡的光軸和基準球面反射鏡的 光軸調節爲一致後的干涉條紋圖像的圖。 圖11是表示距亮點基準位置的移動量和L軸方向的移 動量的關係的圖表。 s 12疋表示被檢測透鏡的透射波面的傾斜度和L軸方 向的移動量的關係的圖表。 θ I 3疋表示被檢測透鏡的透射波面的傾斜度和γ軸方 23 1292033 向的移動量的關係的圖表。 圖14是表示將被檢測透鏡區域的掩體擷取範圍作爲將 以亮點的像位置爲中心的規定值設爲直徑的圓的内側區域 顯示的圖。 5 圖15是表示將周邊面區域的掩體榻取範圍作爲將以亮 點的像位置爲中心的規定值設爲直徑的兩個圓夾著的區域 顯示的圖。 ^ 圖W是按（A)、（ B)、（ C)、（ D)的順序表示進 行被檢測透鏡的光轴和基準球面反射鏡的光軸的調節作業 10 的情況的圖。 圖17(A)是表示對正確地設置於觀察位置的被檢測透 鏡進行光干涉測定時的狀態的圖，（B )是表示被檢測透鏡 的光軸和基準球面反射鏡的光軸的平行偏移已産生的狀態 的圖。 15 【主要元件符號說明】

周邊部3 修正板6 中央窗口 9A、59A

被檢測透鏡1、100透鏡主體2 周邊面（基準面）3A 干涉儀的基準板（基準板）4、102 透鏡搭载夾具5、55、104 基準球面反射鏡7、106 周邊面支撐區域8、58 周邊面反射光用窗口 9B、59B 24 1292033

修正板反射光用窗口 9C、59C 手動2軸傾斜載物台（基準板調節用）11 手動2軸傾斜載物台（修正板調節用）12 =動2軸傾斜載物台13 電動Y軸載物台η 龟動X轴載物台15黾動Ζ轴載物台16干涉儀主體部20 光源21 光束直徑放大用透鏡22 分光鏡23 攝像裝置26 輸入裝置29

準直透鏡24 成像透鏡25 電腦27 監視裝置28 被檢測體定位部3 〇 樣品載物台前後方向（L軸方向）移動機構31 旋轉編碼器32 步進電動機34 Ζ軸手動粗調用旋鈕36 基準球面中心1〇8 亮點Ρ、ρ，

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Claims (1)

1292033 !-j 第95134217號，96年8月修:頓 於年ί沙v曰修(更)正替換頁 十、申請專利範圍： 1· 一種光波干涉裝置，其將來自光源的測定用光束分 割爲兩類，使一方透射被檢測透鏡後，由基準球面反射， 再透射該被檢測透鏡而形成爲被檢測光，使另一方在基準 5 面形成爲基準光，觀察由該被檢測光和該基準光的干涉産 生的干涉條紋，基於該觀察結果測定該被檢測透鏡的波面， 其具備： 調節與該被檢測透鏡的光軸的設置關係的被檢測體定 位裝置，該被檢測體定位裝置具備··被檢測體支撐裝置， 10其支撐該被檢測透鏡，使該被檢測透鏡與來自光源的測定 用光束對面，且使該測定用光束透射； 將透射了該被檢測體的所述測定用光束反射的具有所 述基準球面的基準球面反射裝置； 能夠將該基準球面反射裝置在與其光軸方向正交的平 15面内的相互正交的2軸方向上移動調節的移動調節裝置； . m察基於來自所述被檢測透鏡的表面的所述測定用光 束的反射光的強度分佈的游標，運算觀察晝面上的該游標 的像位置的游標像位置測定運算裝置； Λ 運算使由該游標像位置測定運算裝置測定的該游栌 20移動到該觀察畫面上的規定的基準位置所需要的所絲 球面反射裳置的移動量的基準球面移動量運算裝置；以及 基於由該基準球面移動量運算震置運算的移動量 所述移動調節裝置的驅動控制的驅動控制裝置。 丁 2.如申吻專利範圍第丨項所述的光波干涉裝置，其 26 -1292033 14年尸月w日修(更)正替換頁 中，所迷被檢測體支撐梦罢、s ^ 奸在置通過沿與由該被檢 置支撐的被檢測透鏡的絲W “ W體支按裝 九軸方向大致正交的方向 行該被檢測透鏡的载入及卸载。 别進 5 15

20 3· 士 U |&圍第丨項所述的光波干涉震置，直 中，所述被檢測透鏡具有周邊部，該周邊部至少具有一個 與該被檢測透鏡的光軸垂直的基準周邊面， ” 所述被檢測體支撐裝置具有：支#該基準周邊面的—部 分，並且具有能夠向該基準周邊面的其餘部分照射所述測 定用光束的窗口部的周邊面支標部。 4·如申請專利範圍第2項所述的光波干涉裝置，其 中，所述被檢測透鏡具有周邊部，該周邊部至少具有一個 與該被檢測透鏡的光軸垂直的基準周邊面， 所述被檢測體支撐裝置具有：支撐該基準周邊面的_部 分’並且具有能夠向該基準周邊面的其餘部分照射所述測 定用光束的窗口部的周邊面支撐部。 5.如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的光波干 涉裝置，更包含： 掩體生成裝置，其在所述觀察畫面上生成特定所述被檢 測透鏡主體的干涉條紋的觀察區域、和對應於所述窗口部 的所述基準周邊面的干涉條紋的觀察區域的掩體；以及 掩體移動裝置，其根據所述觀察晝面上的所述游標的像 的移動，使該掩體移動。 27