図面 (/)

技術 干渉計の被検面距離合わせ方法

出願人 フジノン株式会社
発明者 小林富美男
出願日 1994年10月18日 (26年1ヶ月経過) 出願番号 1994-252076
公開日 1996年5月7日 (24年6ヶ月経過) 公開番号 1996-114413
状態 未査定
技術分野 光学的手段による測長計器
主要キーワード 所定位置関係 距離合わせ 参照板 除去状態 反射ノイズ 遮光処理 合焦点状態 近軸領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年5月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

マイケルソン型干渉計において、参照光および被検光光路長が互いに等しくなるよう被検面光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせを、所定の距離合わせレンズを用いることにより、容易かつ正確に行えるようにする。

構成

参照面18aを集光レンズ22に関して観察面24aと共役な位置に配した状態で、ビームスプリッタ16へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズ28を挿入することにより該平行光を集光して参照面18a上に結像させる。この距離合わせレンズ挿入状態で、被検光を遮蔽したとき参照光により観察面24a上に結像される像の明るさレベルを測定し、その後、上記距離合わせレンズ挿入状態で、参照光を遮蔽したとき被検光により観察面上24aに結像される像の明るさレベルが参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、被検面2aを光軸方向に調整する。

概要

背景

マイケルソン型の干渉計においては、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面および被検面で各々反射させて上記光分割手段で再度合成した後、集光レンズ集光して観察面上に干渉縞を形成させるように構成されており、この干渉縞を観察することにより被検面の凹凸形状等の評価を行えるようになっている。

このような干渉計において被検面評価を正確に行うためには、参照面と被検面とが所定位置関係に正確に配されるようにすることが肝要である。特に、レーザ光ではなく白色光等のように可干渉性の低い平行光を用いる場合には、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよう被検面の光軸方向の位置を調整する、いわゆる被検面距離合わせを行っておくことが肝要である。

このため従来、レーザ光を用いて球面波を形成し、参照光と被検光とで観察面上に形成される同心円のがなくなるように被検面の光軸方向の位置を調整することにより、被検面距離合わせを行っていた。

概要

マイケルソン型干渉計において、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよう被検面の光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせを、所定の距離合わせレンズを用いることにより、容易かつ正確に行えるようにする。

参照面18aを集光レンズ22に関して観察面24aと共役な位置に配した状態で、ビームスプリッタ16へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズ28を挿入することにより該平行光を集光して参照面18a上に結像させる。この距離合わせレンズ挿入状態で、被検光を遮蔽したとき参照光により観察面24a上に結像される像の明るさレベルを測定し、その後、上記距離合わせレンズ挿入状態で、参照光を遮蔽したとき被検光により観察面上24aに結像される像の明るさレベルが参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、被検面2aを光軸方向に調整する。

目的

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検面距離合わせを容易かつ正確に行うことができる干渉計の被検面距離合わせ方法を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面および被検面で各々反射させて前記光分割手段で再度合成した後、集光レンズ集光して観察面上に干渉縞を形成させるように構成された干渉計において、前記参照光および前記被検光の光路長が互いに等しくなるよう前記被検面の光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせ方法であって、前記参照面を前記集光レンズに関して前記観察面と共役な位置に配した状態で、前記光分割手段へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズを挿入することにより該平行光を集光して前記参照面上に結像させ、この距離合わせレンズ挿入状態で、前記被検光を遮蔽したとき前記参照光により前記観察面上に結像される像の明るさレベルを測定し、その後、前記距離合わせレンズ挿入状態で、前記参照光を遮蔽したとき前記被検光により前記観察面上に結像される像の明るさレベルが前記参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、前記被検面を光軸方向に調整する、ことを特徴とする干渉計の被検面距離合わせ方法。

請求項2

前記距離合わせレンズの近軸領域遮光処理が施されている、ことを特徴とする請求項1記載の干渉計の被検面距離合わせ方法。

技術分野

0001

本願発明は、マイケルソン型の干渉計において、参照光および被検光光路長が互いに等しくなるよう被検面光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせ方法に関するものである。

背景技術

0002

マイケルソン型の干渉計においては、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面および被検面で各々反射させて上記光分割手段で再度合成した後、集光レンズ集光して観察面上に干渉縞を形成させるように構成されており、この干渉縞を観察することにより被検面の凹凸形状等の評価を行えるようになっている。

0003

このような干渉計において被検面評価を正確に行うためには、参照面と被検面とが所定位置関係に正確に配されるようにすることが肝要である。特に、レーザ光ではなく白色光等のように可干渉性の低い平行光を用いる場合には、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよう被検面の光軸方向の位置を調整する、いわゆる被検面距離合わせを行っておくことが肝要である。

0004

このため従来、レーザ光を用いて球面波を形成し、参照光と被検光とで観察面上に形成される同心円のがなくなるように被検面の光軸方向の位置を調整することにより、被検面距離合わせを行っていた。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記従来の被検面距離合わせ方法においては、被検面距離合わせのためにレーザ光を用いなければならないので、被検面距離合わせが面倒であり、しかも観察面上の干渉縞を目視観察することにより被検面距離合わせが行われるので、被検面距離合わせの精度を十分確保することができない、という問題があった。

0006

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検面距離合わせを容易かつ正確に行うことができる干渉計の被検面距離合わせ方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0007

本願発明は、所定の距離合わせレンズを用いることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

0008

すなわち、本願発明に係る干渉計の被検面距離合わせ方法は、請求項1に記載したように、可干渉性を有する平行光を光分割手段で参照光と被検光とに分割し、これら参照光および被検光を参照面および被検面で各々反射させて前記光分割手段で再度合成した後、集光レンズで集光して観察面上に干渉縞を形成させるように構成された干渉計において、前記参照光および前記被検光の光路長が互いに等しくなるよう前記被検面の光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせ方法であって、前記参照面を前記集光レンズに関して前記観察面と共役な位置に配した状態で、前記光分割手段へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズを挿入することにより該平行光を集光して前記参照面上に結像させ、この距離合わせレンズ挿入状態で、前記被検光を遮蔽したとき前記参照光により前記観察面上に結像される像の明るさレベルを測定し、その後、前記距離合わせレンズ挿入状態で、前記参照光を遮蔽したとき前記被検光により前記観察面上に結像される像の明るさレベルが前記参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、前記被検面を光軸方向に調整する、ことを特徴とするものである。

0009

上記「被検面」は、平面のものを含むことはもちろん、球面その他平面以外の形状のものであってもよい。

0010

上記「距離合わせレンズ」は、光分割手段へ入射する前の平行光を集光して参照面上に結像させることができるものであれば、特定の構成に限定されるものではないが、請求項2に記載したように、近軸領域遮光処理が施された構成とすることが好ましい。

0011

上記構成に示すように、本願発明においては、参照面を集光レンズに関して観察面と共役な位置に配した状態で、光分割手段へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズを挿入することにより該平行光を集光して参照面上に結像させ、この距離合わせレンズ挿入状態で、被検光を遮蔽したとき参照光により観察面上に結像される像の明るさレベルを測定し、その後、上記距離合わせレンズ挿入状態で、参照光を遮蔽したとき被検光により観察面上に結像される像の明るさレベルが参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、被検面を光軸方向に調整するようになっているので、距離合わせレンズのピント合わせおよび参照光による像と被検光による像との明るさレベルの比較を行うだけの簡単な操作で精度よく被検面距離合わせを行うことができる。

0012

このように、本願発明によれば、干渉計の被検面距離合わせを容易かつ正確に行うことができる。

0013

この場合において、請求項2に記載したように、距離合わせレンズの近軸領域に遮光処理を施すようにすれば、解像力を高めることができ、これにより被検面距離合わせの精度を一層向上させることができる。

0014

以下、本願発明に係る干渉計の被検面距離合わせ方法の一実施例について説明する。

0015

図1は、本実施例により被検面距離合わせが行われるマイケルソン型の干渉計10を示す構成図である。

0016

本実施例に係る被検面距離合わせ方法について説明する前に、まずマイケルソン型の干渉計10の概要について説明する。

0017

このマイケルソン型干渉計10は、光源12と、コリメータレンズ14と、ビームスプリッタ16と、参照板18と、被検体支持調整機構20と、集光レンズ22と、モニタ24と、空間フィルタローパスフィルタ)26とを備えてなっている。

0018

上記光源12は白色光源であり、該光源12から射出された光は、図中実線で示すように、コリメータレンズ14で平行光にされた後、ビームスプリッタ16で、参照光と被検光とに分割されるようになっている。そして、これら参照光および被検光は、参照板18の参照面18aおよび被検体支持調整機構20に支持された被検体2の被検面2aで各々反射した後ビームスプリッタ16で再度合成された後、集光レンズ22で集光されてモニタ24のCCDからなる観察面24a上に干渉縞を形成するように構成されている。上記空間フィルタ26は、集光レンズ22の焦点位置に設けられており、集光レンズ22を透過した光の反射ノイズを除去するようになっている。

0019

このようにマイケルソン型干渉計10において可干渉性の低い白色光源を用いた場合には、参照光および被検光の光路長が互いに等しくなるよう被検面2aの光軸方向の位置を調整する被検面距離合わせを行っておくことが肝要である。

0020

そこで、本実施例においては、以下のようにして被検面距離合わせを行うようになっている。

0021

すなわち、まず、参照面18aを集光レンズ22に関して観察面24aと共役な位置に配した状態で、図中破線で示すように、ビームスプリッタ16へ入射する前の平行光の光路内に距離合わせレンズ28を挿入することにより該平行光を集光して参照面18a上に結像させる。

0022

次に、この距離合わせレンズ挿入状態で、被検光を遮蔽したとき参照光により観察面24a上に結像される像(点像)の明るさレベルを測定する。その際、上記空間フィルタ26が存在すると、上記参照光のうち周辺部分の光束がカットされてしまうので、空間フィルタ26は除去しておく。

0023

その後、上記距離合わせレンズ挿入状態で、かつ空間フィルタ26は除去状態で、参照光を遮蔽したとき被検光により観察面24a上に結像される像の明るさレベルが参照光による像の明るさレベルと一致する位置まで、被検体支持調整機構20により被検面2aの位置を光軸方向に調整する。この明るさレベルが一致すると、図2において破線で示すように、被検光により観察面24a上に結像される像も点像になり、このとき、参照光および被検光の光路長は互いに等しくなる。なお、図2において示す2点鎖線は、被検面2aがビームスプリッタ16寄りにずれているときの光路を一例として示しているが、このとき観察面24a上に結像される像は点像とはならず、ぼけた像となる。

0024

このように、本実施例によれば、距離合わせレンズ28のピント合わせおよび参照光による像と被検光による像との明るさレベルの比較を行うだけの簡単な操作で精度よく被検面距離合わせを行うことができる。

0025

図1において、上記被検面距離合わせが終了したら、距離合わせレンズ28を上記光路内から除去するとともに、上記空間フィルタ26を図示の位置に戻して、干渉縞の観察を行えるようにする。

0026

上記距離合わせレンズ28は、その全面を使用するようにしてもよいが、図3に示すように、近軸領域に遮光処理(レンズ着色、遮光材嵌め込み等の処理)を施すようにすれば、解像力を高めることができ、これにより被検面距離合わせの精度を一層向上させることができる。

0027

また、上記実施例のように、参照光および被検光により観察面24a上に結像される像の明るさレベルを、観察面24a自体において検出する代わりに、図4に示すようにして検出するようにしてもよい。すなわち、集光レンズ22と観察面24aとの間に、ハーフミラー30を配し、このハーフミラー30に関して観察面24aと互いに鏡像関係にある位置にピンホール32aが形成された遮光板32を配し、その後方フォトダイオード(PD)34を配し、これにより集光レンズ22を透過した光の一部を用いて上記明るさレベルの検出を行うようにしてもよい。

0028

このような構成とすることにより、空間フィルタ26を図示の位置に配したままの状態で上記明るさレベルの検出を行うことができる。また、この場合、図5に示すように、被検光の光路長が参照光の光路長と等しくなり合焦点状態となったときのみ、フォトダイオード34の出力レベルが著しく大きくなるので、明るさレベルの検出精度ひいては被検面距離合わせの精度をより一層向上させることができる。

図面の簡単な説明

0029

図1本願発明に係る干渉計の被検面距離合わせ方法の一実施例を示す構成図
図2上記実施例の作用を示す図
図3上記実施例の距離合わせレンズの変形例を示す図
図4上記実施例の変形例を示す図
図5図4の変形例の作用を示す図

--

0030

2 被検体
2a 被検面
10マイケルソン型干渉計
12光源
14コリメータレンズ
16ビームスプリッタ(光分割手段)
18参照板
18a参照面
20 被検体支持調整機構
22集光レンズ
24モニタ
24a観察面
26空間フィルタ
28距離合わせレンズ
30ハーフミラー
32遮光板
32aピンホール
34 フォトダイオード

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 株式会社キーエンスの「 画像測定装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】測定モードにおける処理時間を短縮しつつ、連結画像とともに測定結果を表示すること。【解決手段】プロセッサは、設定モードにおいて連結画像を生成してメモリに記憶させる。プロセッサは、測定モードにおい... 詳細

  • 株式会社キーエンスの「 画像測定装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】測定カメラと俯瞰カメラを有する画像測定装置を使用するユーザの負担を軽減すること。【解決手段】カメラヘッドは、載置台の上方に設けられ、載置台に載置されたワークを撮像し、当該ワークを測定するために... 詳細

  • 株式会社キーエンスの「 画像測定装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】撮像回数を削減することで効率よく画像測定を実行可能とすること。【解決手段】プロセッサは、設定モードにおいて、パターンサーチのための基準画像と、複数の測定箇所を示す測定箇所情報と、いずれの倍率で... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ