JP3212353B2 - シリンドリカル面測定時の被検試料の位置合わせ方法および位置合わせ用スクリーン - Google Patents
シリンドリカル面測定時の被検試料の位置合わせ方法および位置合わせ用スクリーンInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、干渉測定系からのシリ
ンドリカル光を焦点で収束せしめたのち発散させて被検
試料のシリンドリカル面に照射し、この照射光をシリン
ドリカル面で反射させて逆光路で干渉測定系に導き、被
検試料のシリンドリカル面の形状を干渉法により測定す
るに際の被検試料の位置合わせ方法、およびその際に用
いられる位置合わせ用スクリーンに関する。
ンドリカル光を焦点で収束せしめたのち発散させて被検
試料のシリンドリカル面に照射し、この照射光をシリン
ドリカル面で反射させて逆光路で干渉測定系に導き、被
検試料のシリンドリカル面の形状を干渉法により測定す
るに際の被検試料の位置合わせ方法、およびその際に用
いられる位置合わせ用スクリーンに関する。
【0002】
【従来の技術】球面あるいは非球面を有するレンズ、ミ
ラー等の光学素子の表面形状を精密測定する方法とし
て、干渉法が知られている。干渉法による表面形状の測
定は、理想的な面形状を有する干渉原器を用い、原器か
らの反射光と被検試料からの反射光とを干渉させ、発生
した干渉縞を観測して被検面の変位量を測定するもので
あり、非接触で被検面の製造誤差が高精度に判ることか
ら非常に便利な方法である。
ラー等の光学素子の表面形状を精密測定する方法とし
て、干渉法が知られている。干渉法による表面形状の測
定は、理想的な面形状を有する干渉原器を用い、原器か
らの反射光と被検試料からの反射光とを干渉させ、発生
した干渉縞を観測して被検面の変位量を測定するもので
あり、非接触で被検面の製造誤差が高精度に判ることか
ら非常に便利な方法である。
【0003】また、シリンドリカル面等の非球面原器を
製作することが困難であることから、近年、計算機ホロ
グラムを用いて被検面の理想形状と同じ波面を再生する
ホログラム光学素子(HOE)を作成し、これを従来の
原器の代りに用いる干渉測定法が採用されている。
製作することが困難であることから、近年、計算機ホロ
グラムを用いて被検面の理想形状と同じ波面を再生する
ホログラム光学素子(HOE)を作成し、これを従来の
原器の代りに用いる干渉測定法が採用されている。
【0004】本出願人は、従来のホログラム干渉法をさ
らに一歩進め、参照光を発生させる面として非球面ある
いは球面を必要とせずに平面状の反射面とすることが可
能となるホログラム干渉計を出願した(特願平3−18
7646号、特願平3−187647号)。
らに一歩進め、参照光を発生させる面として非球面ある
いは球面を必要とせずに平面状の反射面とすることが可
能となるホログラム干渉計を出願した(特願平3−18
7646号、特願平3−187647号)。
【0005】干渉計においては、参照波を発生させる面
は同一面の測定において位置決め・固定可能であるが、
被検試料は検査ごとに入れ替えることが必要となる。そ
のため、被検試料を入れ替えるたびにその位置合わせを
正確に行い、プロジェクタ等の投影面やテレビカメラの
CCD上で、被検試料からの物体波と参照波とを重ね合
わせて、所望の干渉縞を発生せしめることが重要であ
る。
は同一面の測定において位置決め・固定可能であるが、
被検試料は検査ごとに入れ替えることが必要となる。そ
のため、被検試料を入れ替えるたびにその位置合わせを
正確に行い、プロジェクタ等の投影面やテレビカメラの
CCD上で、被検試料からの物体波と参照波とを重ね合
わせて、所望の干渉縞を発生せしめることが重要であ
る。
【0006】被検試料の位置合わせは球面の測定を考え
た場合、試料台に被検試料を固定し、干渉縞を観察しな
がら、所望の干渉縞となるようにX軸、Y軸およびZ軸
方向に被検試料を動かして調整していた。しかしなが
ら、シリンドリカル面の測定を考えた場合、シリンドリ
カル面の中心軸方向とこれに直交する2つの方向の合計
3つの方向について、それぞれ軸方向の変位と軸を中心
とした回転方向変位があり、これらを簡便に調整するこ
とは困難であった。
た場合、試料台に被検試料を固定し、干渉縞を観察しな
がら、所望の干渉縞となるようにX軸、Y軸およびZ軸
方向に被検試料を動かして調整していた。しかしなが
ら、シリンドリカル面の測定を考えた場合、シリンドリ
カル面の中心軸方向とこれに直交する2つの方向の合計
3つの方向について、それぞれ軸方向の変位と軸を中心
とした回転方向変位があり、これらを簡便に調整するこ
とは困難であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、シリンドリ
カル面の面精度を干渉法により測定する際に、簡単に位
置合わせが可能な方法および位置合わせ用スクリーンを
提供するものである。
カル面の面精度を干渉法により測定する際に、簡単に位
置合わせが可能な方法および位置合わせ用スクリーンを
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のシリンドリカル
面測定時の被検試料の位置合わせ方法は、干渉測定系か
らのシリンドリカル光を焦点で収束せしめたのち発散さ
せて被検シリンドリカル面に照射し、シリンドリカル面
での反射光を逆光路で干渉測定系に導き、被検シリンド
リカル面の形状を干渉法により測定するに際し、被検シ
リンドリカル面の中心軸をy軸、シリンドリカル面の拡
がり方向においてy軸と直交する軸をx軸、x軸および
y軸と直交する軸をz軸としたとき、y軸方向に延びる
長穴状透孔を有する光拡散板からなる位置合わせ用スク
リーンを用い、干渉測定系からのシリンドリカル光がそ
の焦点位置もしくはその近傍で長穴状透孔を通過するよ
うに位置合わせ用スクリーンを配置し、被検シリンドリ
カル面からの反射光が位置合わせ用スクリーン上に投影
形成された調整用投影像が、直線状に焦点を結ぶように
被検シリンドリカル面の位置をz軸方向に移動調整し、
かつ、直線状の調整用投影像が長穴状透孔に対して平行
となるように、z軸を中心として被検シリンドリカル面
を回動調整し、また、一部通過用透孔を有する光拡散板
からなる位置合わせ用スクリーンを用い、干渉測定系か
らのシリンドリカル光のその焦点位置もしくはその近傍
で、被検シリンドリカル面の中心軸方向における一部の
シリンドリカル光が選択的に一部通過用透孔を通過する
とともに、残部のシリンドリカル光が位置合わせ用スク
リーン上に直線状の基準用投影像を形成するように位置
合わせ用スクリーンを配置し、x軸を中心として被検シ
リンドリカル面を回動させることにより、被検シリンド
リカル面からの反射光が位置合わせ用スクリーン上に形
成する調整用投影像を基準用投影像の長さ方向に移動せ
しめ、かつ、y軸を中心として被検シリンドリカル面を
回動させることにより、基準用投影像の長さ方向と直交
する方向に調整用投影像を移動せしめ、一部通過用透孔
におけるシリンドリカル光の通過位置まで基準用投影像
を移動せしめることを特徴とする。
面測定時の被検試料の位置合わせ方法は、干渉測定系か
らのシリンドリカル光を焦点で収束せしめたのち発散さ
せて被検シリンドリカル面に照射し、シリンドリカル面
での反射光を逆光路で干渉測定系に導き、被検シリンド
リカル面の形状を干渉法により測定するに際し、被検シ
リンドリカル面の中心軸をy軸、シリンドリカル面の拡
がり方向においてy軸と直交する軸をx軸、x軸および
y軸と直交する軸をz軸としたとき、y軸方向に延びる
長穴状透孔を有する光拡散板からなる位置合わせ用スク
リーンを用い、干渉測定系からのシリンドリカル光がそ
の焦点位置もしくはその近傍で長穴状透孔を通過するよ
うに位置合わせ用スクリーンを配置し、被検シリンドリ
カル面からの反射光が位置合わせ用スクリーン上に投影
形成された調整用投影像が、直線状に焦点を結ぶように
被検シリンドリカル面の位置をz軸方向に移動調整し、
かつ、直線状の調整用投影像が長穴状透孔に対して平行
となるように、z軸を中心として被検シリンドリカル面
を回動調整し、また、一部通過用透孔を有する光拡散板
からなる位置合わせ用スクリーンを用い、干渉測定系か
らのシリンドリカル光のその焦点位置もしくはその近傍
で、被検シリンドリカル面の中心軸方向における一部の
シリンドリカル光が選択的に一部通過用透孔を通過する
とともに、残部のシリンドリカル光が位置合わせ用スク
リーン上に直線状の基準用投影像を形成するように位置
合わせ用スクリーンを配置し、x軸を中心として被検シ
リンドリカル面を回動させることにより、被検シリンド
リカル面からの反射光が位置合わせ用スクリーン上に形
成する調整用投影像を基準用投影像の長さ方向に移動せ
しめ、かつ、y軸を中心として被検シリンドリカル面を
回動させることにより、基準用投影像の長さ方向と直交
する方向に調整用投影像を移動せしめ、一部通過用透孔
におけるシリンドリカル光の通過位置まで基準用投影像
を移動せしめることを特徴とする。
【0009】また、本発明のシリンドリカル面測定時の
被検試料の位置合わせ用スクリーンは、長穴状透孔と、
この長穴状透孔の長さ方向側部に、長穴状透孔に連続し
てあるいは独立して設けられた長穴状透孔よりも短い一
部通過用透孔とが形成された光拡散板からなることを特
徴とする。
被検試料の位置合わせ用スクリーンは、長穴状透孔と、
この長穴状透孔の長さ方向側部に、長穴状透孔に連続し
てあるいは独立して設けられた長穴状透孔よりも短い一
部通過用透孔とが形成された光拡散板からなることを特
徴とする。
【0010】
【実施例】前述のように本出願人は先に、反射型または
透過型ホログラム光学素子を用いた干渉計を出願した。
透過型ホログラム光学素子を用いた干渉計を出願した。
【0011】この反射型ホログラム光学素子を用いた干
渉計は、レーザ光を出力する光源と、光源から出力され
たレーザビームを発散させるビーム発散手段と、ビーム
発散手段から出力されたレーザビームを平行光に変換す
る平行光変換手段と、平行光変換手段から射出された平
行光を一方向に反射するとともに被検試料側に反射回折
する反射型ホログラム光学素子と、反射型ホログラム光
学素子から反射された平行光を反射する平面状の基準反
射板を備えてなり、基準反射板から反射された反射光と
被検試料から反射された反射光が反射型ホログラム光学
素子で反射されて互いに干渉し得るように構成されてな
ることを特徴とする。
渉計は、レーザ光を出力する光源と、光源から出力され
たレーザビームを発散させるビーム発散手段と、ビーム
発散手段から出力されたレーザビームを平行光に変換す
る平行光変換手段と、平行光変換手段から射出された平
行光を一方向に反射するとともに被検試料側に反射回折
する反射型ホログラム光学素子と、反射型ホログラム光
学素子から反射された平行光を反射する平面状の基準反
射板を備えてなり、基準反射板から反射された反射光と
被検試料から反射された反射光が反射型ホログラム光学
素子で反射されて互いに干渉し得るように構成されてな
ることを特徴とする。
【0012】一方、透過型ホログラム光学素子を用いた
干渉計は、前記の反射型ホログラム光学素子および基準
反射板の代りに、平行光変換手段から出力された平行光
が垂直に入射する半透鏡平面を有するとともに、半透鏡
平面から入射した平行光を屈折光と、被検試料に照射さ
れる透過回折光とに分離してこれら2つの光を異なる方
向に射出するホログラム面を有する透過型ホログラム光
学素子を備えてなり、被検試料から反射されホログラム
面で再回折されてホログラム光学素子を通過した透過回
折光と、半透鏡平面より反射された反射光が互いに干渉
し得るように構成されてなることを特徴とする。
干渉計は、前記の反射型ホログラム光学素子および基準
反射板の代りに、平行光変換手段から出力された平行光
が垂直に入射する半透鏡平面を有するとともに、半透鏡
平面から入射した平行光を屈折光と、被検試料に照射さ
れる透過回折光とに分離してこれら2つの光を異なる方
向に射出するホログラム面を有する透過型ホログラム光
学素子を備えてなり、被検試料から反射されホログラム
面で再回折されてホログラム光学素子を通過した透過回
折光と、半透鏡平面より反射された反射光が互いに干渉
し得るように構成されてなることを特徴とする。
【0013】以下、上記の反射型ホログラム干渉計に本
発明を応用する場合を例に挙げて説明する。
発明を応用する場合を例に挙げて説明する。
【0014】図1は、前述の透過型ホログラム干渉計の
構成例を示す説明図である。He−Neレーザ光源11
から出射されたレーザ光は、コンデンサレンズ13によ
り絞り込まれ、ノイズ成分を取り除かれてピンホール1
5から発散される。この発散光はビームスプリッタ17
を経てコリメータレンズ19(平行光変換手段)に入
射、透過して平行光束となり、反射型ホログラム光学素
子31に入射する。
構成例を示す説明図である。He−Neレーザ光源11
から出射されたレーザ光は、コンデンサレンズ13によ
り絞り込まれ、ノイズ成分を取り除かれてピンホール1
5から発散される。この発散光はビームスプリッタ17
を経てコリメータレンズ19(平行光変換手段)に入
射、透過して平行光束となり、反射型ホログラム光学素
子31に入射する。
【0015】反射型ホログラム光学素子31は、紙面に
垂直方向に反射型の回折格子(縞模様)が形成されてお
り、回折格子のピッチ幅(P)を変化させて、レーザ光
の波長(λ)との間に成立するP・(sinα−sin
θ)=λの関係から一次回折角θの大きさを制御するこ
とにより(αは平行光束の入射角)、紙面に垂直方向に
中心軸(図2のy軸)を有するシリンドリカル反射面と
同様に作用する。そこで、コリメータレンズ19から平
行光束(平面波)が入射すると、通常の反射光37と反
射回折光35の2つの反射光束を発生することになる。
なお、このような反射型ホログラム光学素子31は、コ
ンピュタ計算に基づく電子ビーム描画を用いるフォトリ
ソグラフィー法を応用して、常法によりクロム、アルミ
ニウム等の反射回折格子膜を形成することにより作成す
ることができ、被検試料51の理想的なシリンドリカル
面51aと同じ波面のシリンドリカル光を再生すること
ができる。
垂直方向に反射型の回折格子(縞模様)が形成されてお
り、回折格子のピッチ幅(P)を変化させて、レーザ光
の波長(λ)との間に成立するP・(sinα−sin
θ)=λの関係から一次回折角θの大きさを制御するこ
とにより(αは平行光束の入射角)、紙面に垂直方向に
中心軸(図2のy軸)を有するシリンドリカル反射面と
同様に作用する。そこで、コリメータレンズ19から平
行光束(平面波)が入射すると、通常の反射光37と反
射回折光35の2つの反射光束を発生することになる。
なお、このような反射型ホログラム光学素子31は、コ
ンピュタ計算に基づく電子ビーム描画を用いるフォトリ
ソグラフィー法を応用して、常法によりクロム、アルミ
ニウム等の反射回折格子膜を形成することにより作成す
ることができ、被検試料51の理想的なシリンドリカル
面51aと同じ波面のシリンドリカル光を再生すること
ができる。
【0016】反射回折光35が、被検試料51のシリン
ドリカル面51aに入射して反射され、逆光路を通過し
て再び反射型ホログラム光学素子31に入射するよう
に、被検試料51が位置合わせして配設されている。6
1は、この位置合わせ用のスクリーンであり、これにつ
いては後に詳述する。反射型ホログラム光学素子31か
らの反射回折光35(シリンドリカル光、すなわち非球
面波)は、一度収束したのち発散して被検試料51のシ
リンドリカル面51aで反射されて物体波光となり、再
び反射型ホログラム光学素子31で回折されることによ
り、平面波となる。
ドリカル面51aに入射して反射され、逆光路を通過し
て再び反射型ホログラム光学素子31に入射するよう
に、被検試料51が位置合わせして配設されている。6
1は、この位置合わせ用のスクリーンであり、これにつ
いては後に詳述する。反射型ホログラム光学素子31か
らの反射回折光35(シリンドリカル光、すなわち非球
面波)は、一度収束したのち発散して被検試料51のシ
リンドリカル面51aで反射されて物体波光となり、再
び反射型ホログラム光学素子31で回折されることによ
り、平面波となる。
【0017】一方、反射型ホログラム光学素子31から
の通常の反射光37は、基準反射板33で反射されて再
び反射型ホログラム光学素子31に入射し、この参照波
光と上記の物体波光とがホログラム光学素子31上で重
なりあって互いに干渉し、コリメータレンズ19、ビー
ムスプリッタ17を経て、結像レンズ21によりTVカ
メラ23の受光面(CCD)に干渉縞を形成する。被検
試料51のシリンドリカル面51aが設計通りの面形状
である(理想面からの変位がない)ときは、縞が全く観
察されないか、直線状の等間隔の縞が観察される。な
お、図1の符号11〜23の構成は、フィゾー型干渉計
本体を示している。また、参照波光と物体波光の光量が
同程度である方が効率よく干渉縞を得ることができるの
で、被検試料51の反射率に応じた反射率を有する基準
反射板33を用意することが望ましい。
の通常の反射光37は、基準反射板33で反射されて再
び反射型ホログラム光学素子31に入射し、この参照波
光と上記の物体波光とがホログラム光学素子31上で重
なりあって互いに干渉し、コリメータレンズ19、ビー
ムスプリッタ17を経て、結像レンズ21によりTVカ
メラ23の受光面(CCD)に干渉縞を形成する。被検
試料51のシリンドリカル面51aが設計通りの面形状
である(理想面からの変位がない)ときは、縞が全く観
察されないか、直線状の等間隔の縞が観察される。な
お、図1の符号11〜23の構成は、フィゾー型干渉計
本体を示している。また、参照波光と物体波光の光量が
同程度である方が効率よく干渉縞を得ることができるの
で、被検試料51の反射率に応じた反射率を有する基準
反射板33を用意することが望ましい。
【0018】このような干渉計および測定方法によれ
ば、参照波を生成する面として平面上の反射板を用いる
ことが可能となり、非球面あるいは球面の基準反射板を
必要としないので、作成が極めて容易であり、また、基
準反射板の位置合わせも簡単で測定が極めて容易であ
る。
ば、参照波を生成する面として平面上の反射板を用いる
ことが可能となり、非球面あるいは球面の基準反射板を
必要としないので、作成が極めて容易であり、また、基
準反射板の位置合わせも簡単で測定が極めて容易であ
る。
【0019】しかしながら、前述のように従来において
は、被検試料51の位置合わせが面倒であった。本発明
では、この位置合わせ時に、位置合わせ用スクリーン6
1を用いる。図2は、反射型ホログラム光学素子31、
被検試料51および位置合わせ用スクリーン61の位置
関係を示す説明図である。図3〜図6は、位置合わせ時
の実施例を示す説明図である。
は、被検試料51の位置合わせが面倒であった。本発明
では、この位置合わせ時に、位置合わせ用スクリーン6
1を用いる。図2は、反射型ホログラム光学素子31、
被検試料51および位置合わせ用スクリーン61の位置
関係を示す説明図である。図3〜図6は、位置合わせ時
の実施例を示す説明図である。
【0020】位置合わせ用スクリーン61は、摺りガラ
ス等の光拡散板からなり、He−Neレーザ11等から
の可視レーザ光がスクリーン61の透孔形成部以外の面
に照射、投影されたときに、その位置や形状をはっきり
と視認できるようになっている。位置合わせ用スクリー
ン61には、長穴状透孔部63と、そのほぼ中央部から
直角方向に突設するようにして連続的に形成された一部
通過用透孔部65とからなる透孔が穿設されている。
ス等の光拡散板からなり、He−Neレーザ11等から
の可視レーザ光がスクリーン61の透孔形成部以外の面
に照射、投影されたときに、その位置や形状をはっきり
と視認できるようになっている。位置合わせ用スクリー
ン61には、長穴状透孔部63と、そのほぼ中央部から
直角方向に突設するようにして連続的に形成された一部
通過用透孔部65とからなる透孔が穿設されている。
【0021】いま、被検試料51のシリンドリカル面5
1aの中心軸をy軸、シリンドリカル面51aの拡がり
方向においてy軸と直交する軸をx軸、x軸およびy軸
と直交する軸をz軸とする。このとき、位置合わせ用ス
クリーン61は、長穴状透孔部63がy軸方向に延びる
ようにして、反射型ホログラム光学素子31からのシリ
ンドリカル光35(反射回折光35)の焦点位置で、透
孔部63または65をシリンドリカル光35が通過する
ように配設される。シリンドリカル光35は、x軸方向
に収束あるいは発散され、y軸方向には収束も発散もさ
れない。
1aの中心軸をy軸、シリンドリカル面51aの拡がり
方向においてy軸と直交する軸をx軸、x軸およびy軸
と直交する軸をz軸とする。このとき、位置合わせ用ス
クリーン61は、長穴状透孔部63がy軸方向に延びる
ようにして、反射型ホログラム光学素子31からのシリ
ンドリカル光35(反射回折光35)の焦点位置で、透
孔部63または65をシリンドリカル光35が通過する
ように配設される。シリンドリカル光35は、x軸方向
に収束あるいは発散され、y軸方向には収束も発散もさ
れない。
【0022】位置合わせに際しては、試料載置テーブル
(図示せず)に被検試料を固定し、y軸方向およびx軸
方向について目視で位置調整し、ついで以下の通りに各
軸方向のシフト量および回転量を調整する。なお、y軸
方向およびx軸方向は光束がシリンドリカル面51aに
ほぼ垂直に入射していればよい。
(図示せず)に被検試料を固定し、y軸方向およびx軸
方向について目視で位置調整し、ついで以下の通りに各
軸方向のシフト量および回転量を調整する。なお、y軸
方向およびx軸方向は光束がシリンドリカル面51aに
ほぼ垂直に入射していればよい。
【0023】(1−0) まず調整する際に、スクリー
ン61を目視して大まかな調整をし、モニタ画面25に
画像が出るように調整する。
ン61を目視して大まかな調整をし、モニタ画面25に
画像が出るように調整する。
【0024】(1−1)z軸方向のシフト:図2に示す
ように、反射型ホログラム光学素子31からのシリンド
リカル光35を、位置合わせ用スクリーン61の長穴状
透孔部63通過せしめる(図3には、通過光束を図示し
ていない)。長穴状透孔部63を通過し被検試料51の
シリンドリカル面51aで反射された光束は、z軸方向
でシリンドリカル面51aが正規位置から位置ずれして
いると、スクリーン61の裏面(シリンドリカル面51
a側)の上に収束できず(焦点を結べず)、図3(A)
に示すように拡がった調整用投影像73としてスクリー
ン61の裏面に投影される。
ように、反射型ホログラム光学素子31からのシリンド
リカル光35を、位置合わせ用スクリーン61の長穴状
透孔部63通過せしめる(図3には、通過光束を図示し
ていない)。長穴状透孔部63を通過し被検試料51の
シリンドリカル面51aで反射された光束は、z軸方向
でシリンドリカル面51aが正規位置から位置ずれして
いると、スクリーン61の裏面(シリンドリカル面51
a側)の上に収束できず(焦点を結べず)、図3(A)
に示すように拡がった調整用投影像73としてスクリー
ン61の裏面に投影される。
【0025】ここで、図3(B)に示すように、調整用
投影像73が細い線として投影されるように被検試料5
1をz軸方向に動かすことにより、z軸方向の変位量の
調整が終了する。
投影像73が細い線として投影されるように被検試料5
1をz軸方向に動かすことにより、z軸方向の変位量の
調整が終了する。
【0026】(1−2) z軸中心の回転:上記操作で
得られた調整用投影像73は、図4(A)に示すように
長穴状透孔部63の長さ方向(正確にはシリンドリカル
光35に対して)傾いているので、z軸を中心にしてシ
リンドリカル面51aを回動(図2のRz方向)し、図
4(B)に示すように調整用投影像73を鉛直にするこ
とにより、z軸の回転方向の変位量の調整が終了する。
得られた調整用投影像73は、図4(A)に示すように
長穴状透孔部63の長さ方向(正確にはシリンドリカル
光35に対して)傾いているので、z軸を中心にしてシ
リンドリカル面51aを回動(図2のRz方向)し、図
4(B)に示すように調整用投影像73を鉛直にするこ
とにより、z軸の回転方向の変位量の調整が終了する。
【0027】(1−3) x軸中心の回転:図5(A)
に示すように、シリンドリカル光35の焦点位置で、位
置合わせ用スクリーン61を横方向に移動させて、シリ
ンドリカル光35を一部通過用透孔部65に入射せしめ
る。このとき、シリンドリカル光35は、y軸方向で全
光束が一部通過用透孔部65を通過できずに、その周り
で一部がスクリーン61上に投影されて、基準用投影像
71を形成する。一方、一部通過用透孔部65を通過し
た光束は(通過光束は図示されていない)、シリンドリ
カル面51aで反射されて、スクリーン61上に調整用
投影像73を形成する。x軸を中心にしてシリンドリカ
ル面51aを回動(Rx)し、図5(B)に示すように
調整用投影像73を長穴状透孔部63の長さ方向に移動
させ、一部透過用透孔部65を通過した光束とy軸方向
の位置を同じくすることにより、x軸の回転方向の変位
量の調整が終了する。
に示すように、シリンドリカル光35の焦点位置で、位
置合わせ用スクリーン61を横方向に移動させて、シリ
ンドリカル光35を一部通過用透孔部65に入射せしめ
る。このとき、シリンドリカル光35は、y軸方向で全
光束が一部通過用透孔部65を通過できずに、その周り
で一部がスクリーン61上に投影されて、基準用投影像
71を形成する。一方、一部通過用透孔部65を通過し
た光束は(通過光束は図示されていない)、シリンドリ
カル面51aで反射されて、スクリーン61上に調整用
投影像73を形成する。x軸を中心にしてシリンドリカ
ル面51aを回動(Rx)し、図5(B)に示すように
調整用投影像73を長穴状透孔部63の長さ方向に移動
させ、一部透過用透孔部65を通過した光束とy軸方向
の位置を同じくすることにより、x軸の回転方向の変位
量の調整が終了する。
【0028】(1−4) y軸中心の回転:y軸を中心
にしてシリンドリカル面51aを回動(Ry)し、上記
の操作が終了し図6(A)位置にある調整用投影像73
を、一部透過用透孔部65を通過した光束と重ね合わせ
るように移動させることにより、y軸中心の回転の変位
量の調整が終了する。図示したように、一部通過用透孔
部65の幅を徐々に変化させて構成し、幅広部でシリン
ドリカル光35を通過せしめ、調整時に幅狭部から幅広
部に調整用投影像73を移動せしめることにより、基準
用投影像71と調整用投影像73とが重なる直前まで、
調整用投影像73がスクリーン61面に形成され、これ
を目視できるので便利である。
にしてシリンドリカル面51aを回動(Ry)し、上記
の操作が終了し図6(A)位置にある調整用投影像73
を、一部透過用透孔部65を通過した光束と重ね合わせ
るように移動させることにより、y軸中心の回転の変位
量の調整が終了する。図示したように、一部通過用透孔
部65の幅を徐々に変化させて構成し、幅広部でシリン
ドリカル光35を通過せしめ、調整時に幅狭部から幅広
部に調整用投影像73を移動せしめることにより、基準
用投影像71と調整用投影像73とが重なる直前まで、
調整用投影像73がスクリーン61面に形成され、これ
を目視できるので便利である。
【0029】以上のようなスクリーンを使った位置合わ
せが終了すると、試料からの反射光はTVカメラ23の
受光面に当たるようになる。そこで、ここからはモニタ
画面25上の像を見ながら試料の位置の調整ができる。
せが終了すると、試料からの反射光はTVカメラ23の
受光面に当たるようになる。そこで、ここからはモニタ
画面25上の像を見ながら試料の位置の調整ができる。
【0030】(2−1) z軸のまわりの回転:試料か
らの反射光は収差を持っている場合、モニタ画像上では
点にならず図3(C)のようにぼやけている。z軸のま
わりの回転を調整することによって図3(D)のように
線状に変化する。
らの反射光は収差を持っている場合、モニタ画像上では
点にならず図3(C)のようにぼやけている。z軸のま
わりの回転を調整することによって図3(D)のように
線状に変化する。
【0031】(2−2) z軸方向のフト:試料のz方
向の位置が合っていないと、光は横に広がる。これを合
わせることによってモニタ画面上は図3(D)から図4
(C)のようになる。
向の位置が合っていないと、光は横に広がる。これを合
わせることによってモニタ画面上は図3(D)から図4
(C)のようになる。
【0032】(2−3) x軸のまわりの回転を合わせ
ることによってモニタ画面上は図4(C)から図5
(C)のようになる。
ることによってモニタ画面上は図4(C)から図5
(C)のようになる。
【0033】(2−4) y軸のまわりの回転を合わせ
ることによってモニタ画面上は図5(C)から図6
(C)のようになる。
ることによってモニタ画面上は図5(C)から図6
(C)のようになる。
【0034】以上で試料の位置調整はほぼ完了する。干
渉縞がTVモニタ画面上で観察できるようにして、所望
のパターンが得られるように微調整を行なう。
渉縞がTVモニタ画面上で観察できるようにして、所望
のパターンが得られるように微調整を行なう。
【0035】本発明の位置合わせ方法および位置合わせ
用スクリーンは種々の変形および応用が可能であり、そ
の一例を挙げれば以下の通りである。
用スクリーンは種々の変形および応用が可能であり、そ
の一例を挙げれば以下の通りである。
【0036】例えば、位置合わせ用スクリーン61とし
ては、図7〜10の実施例のものが用いられる。図7
は、一部通過用透孔部65の幅を均一に形成したもので
ある。図8は、一部通過用透孔部65を長穴状透孔部6
3の長さ方向の端部よりに形成したものである。また、
図9は、一枚のスクリーン61に独立して長穴状透孔部
63と一部通過用透孔部65を形成したものである。さ
らに、図10(A),(B)は、長穴状透孔部63が形
成されたスクリーン61と、一部通過用透孔部63が形
成されたスクリーン61の2枚の位置合わせ用スクリー
ンを組み合わせて使用する場合を示している。
ては、図7〜10の実施例のものが用いられる。図7
は、一部通過用透孔部65の幅を均一に形成したもので
ある。図8は、一部通過用透孔部65を長穴状透孔部6
3の長さ方向の端部よりに形成したものである。また、
図9は、一枚のスクリーン61に独立して長穴状透孔部
63と一部通過用透孔部65を形成したものである。さ
らに、図10(A),(B)は、長穴状透孔部63が形
成されたスクリーン61と、一部通過用透孔部63が形
成されたスクリーン61の2枚の位置合わせ用スクリー
ンを組み合わせて使用する場合を示している。
【0037】また、各軸の調整順序も上記実施例に限定
されず、例えば、x軸の回転方向とy軸の回転方向を同
時に調整してもよい。
されず、例えば、x軸の回転方向とy軸の回転方向を同
時に調整してもよい。
【0038】さらに、反射型ホログラム光学素子を用い
た干渉計に限定されず、他のホログラム干渉計や、理想
的シリンドリカル面を有する干渉原器を用いる干渉計な
どに適用することができる。
た干渉計に限定されず、他のホログラム干渉計や、理想
的シリンドリカル面を有する干渉原器を用いる干渉計な
どに適用することができる。
【0039】図11は、前述の透過型ホログラム干渉計
の一例を示す概略図であり、図1における反射型ホログ
ラム光学素子31と基準反射板33の代りに、透過型ホ
ログラム光学素子41を用ている以外は、干渉縞の測定
原理および被検試料51の位置合わせ原理は、図1〜図
10に示した場合と同様である。透過型ホログラム光学
素子41の入射面には半透鏡膜41aが形成され、これ
からの一部反射光が参照波光として利用される。また、
透過型ホログラム光学素子41の他面に形成されたホロ
グラム面41bからの一次の透過回折光45を、被検試
料51に入・反射せしめて物体光波を生じせしめ、干渉
縞を得ている。ホログラム面41bは、被検試料51の
理想的なシリンドリカル面に対応する波面を屈折回折光
45として再生し、シリンドリカル面51aの位置合わ
せは、位置合わせ用スクリーン61によって行われる。
の一例を示す概略図であり、図1における反射型ホログ
ラム光学素子31と基準反射板33の代りに、透過型ホ
ログラム光学素子41を用ている以外は、干渉縞の測定
原理および被検試料51の位置合わせ原理は、図1〜図
10に示した場合と同様である。透過型ホログラム光学
素子41の入射面には半透鏡膜41aが形成され、これ
からの一部反射光が参照波光として利用される。また、
透過型ホログラム光学素子41の他面に形成されたホロ
グラム面41bからの一次の透過回折光45を、被検試
料51に入・反射せしめて物体光波を生じせしめ、干渉
縞を得ている。ホログラム面41bは、被検試料51の
理想的なシリンドリカル面に対応する波面を屈折回折光
45として再生し、シリンドリカル面51aの位置合わ
せは、位置合わせ用スクリーン61によって行われる。
【0040】
【発明の効果】本発明の位置合わせ方法および位置合わ
せ用スクリーンによれば、被検試料のシリンドリカル面
の理想面からの変位量を干渉法により測定するに際し、
被検試料の位置合わせを極めて簡単な操作で行うことが
できる。また、必要な部材も光拡散板からなる簡単な構
成のスクリーンのみでよいので、干渉計の大型化やコス
トの上昇を招くこともない。
せ用スクリーンによれば、被検試料のシリンドリカル面
の理想面からの変位量を干渉法により測定するに際し、
被検試料の位置合わせを極めて簡単な操作で行うことが
できる。また、必要な部材も光拡散板からなる簡単な構
成のスクリーンのみでよいので、干渉計の大型化やコス
トの上昇を招くこともない。
【図1】本発明で用いられる干渉計の概略構成を示す説
明図である。
明図である。
【図2】本発明の位置合わせ時における、ホログラム光
学素子、位置合わせ用スクリーンおよび被検試料の関係
を示す斜視説明図である。
学素子、位置合わせ用スクリーンおよび被検試料の関係
を示す斜視説明図である。
【図3】本発明の位置合わせ方法を示す説明図である。
【図4】本発明の位置合わせ方法を示す説明図である。
【図5】本発明の位置合わせ方法を示す説明図である。
【図6】本発明の位置合わせ方法を示す説明図である。
【図7】本発明の位置合わせ用スクリーンの実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図8】本発明の位置合わせ用スクリーンの実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図9】本発明の位置合わせ用スクリーンの実施例を示
す平面図である。
す平面図である。
【図10】本発明の位置合わせ用スクリーンの実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図11】本発明で用いられる干渉計の概略構成を示す
説明図である。
説明図である。
11 He−Neレーザ光源 13 コンデンサレンズ 15 ピンホール 17 ビームスプリッタ 19 コリメータレンズ 21 投影レンズ 23 TVカメラ 25 モニタ画面 31 反射型ホログラム光学素子 33 基準反射板 35 反射回折光(シリンドリカル光) 37 反射光 41 透過型ホログラム光学素子 41a 半透鏡面 41b ホログラム面 45 屈折回折光 45 屈折光 51 被検試料 51a シリンドリカル面 61 位置合わせ用スクリーン 63 長穴状透孔部 65 一部通過用透孔部 71 基準用投影像 73 測定用投影像 75 基準反射板33からの像 77 シリンドリカル面51aからの像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 9/02 G01B 1/24
Claims (3)
- 【請求項1】 干渉測定系からのシリンドリカル光を焦
点で収束せしめたのち発散させて被検シリンドリカル面
に照射し、シリンドリカル面での反射光を逆光路で干渉
測定系に導き、被検シリンドリカル面の形状を干渉法に
より測定するに際し、 被検シリンドリカル面の中心軸をy軸、シリンドリカル
面の拡がり方向においてy軸と直交する軸をx軸、x軸
およびy軸と直交する軸をz軸としたとき、 y軸方向に延びる長穴状透孔を有する光拡散板からなる
位置合わせ用スクリーンを用い、干渉測定系からのシリ
ンドリカル光がその焦点位置もしくはその近傍で長穴状
透孔を通過するように位置合わせ用スクリーンを配置
し、被検シリンドリカル面からの反射光が位置合わせ用
スクリーン上に投影形成された調整用投影像が、直線状
に焦点を結ぶように被検シリンドリカル面の位置をz軸
方向に移動調整し、かつ、直線状の調整用投影像が長穴
状透孔に対して平行となるように、z軸を中心として被
検シリンドリカル面を回動調整し、 また、一部通過用透孔を有する光拡散板からなる位置合
わせ用スクリーンを用い、干渉測定系からのシリンドリ
カル光のその焦点位置もしくはその近傍で、被検シリン
ドリカル面の中心軸方向における一部のシリンドリカル
光が選択的に一部通過用透孔を通過するとともに、残部
のシリンドリカル光が位置合わせ用スクリーン上に直線
状の基準用投影像を形成するように位置合わせ用スクリ
ーンを配置し、x軸を中心として被検シリンドリカル面
を回動させることにより、被検シリンドリカル面からの
反射光が位置合わせ用スクリーン上に形成する調整用投
影像を基準用投影像の長さ方向に移動せしめ、かつ、y
軸を中心として被検シリンドリカル面を回動させること
により、基準用投影像の長さ方向と直交する方向に調整
用投影像を移動せしめ、一部通過用透孔におけるシリン
ドリカル光の通過位置まで基準用投影像を移動せしめる
ことを特徴とする、シリンドリカル面測定時の被検試料
の位置合わせ方法。 - 【請求項2】 長穴状透孔と、この長穴状透孔の長さ方
向側部に、長穴状透孔に連続してあるいは独立して設け
られた長穴状透孔よりも短い一部通過用透孔とが形成さ
れた光拡散板からなることを特徴とするシリンドリカル
面測定時の位置合わせ用スクリーン。 - 【請求項3】 前記一部通過用透孔が、長穴状透孔の長
さ方向のほぼ中央部に設けられている請求項2記載のシ
リンドリカル面測定時の位置合わせ用スクリーン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10174692A JP3212353B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | シリンドリカル面測定時の被検試料の位置合わせ方法および位置合わせ用スクリーン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10174692A JP3212353B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | シリンドリカル面測定時の被検試料の位置合わせ方法および位置合わせ用スクリーン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05272915A JPH05272915A (ja) | 1993-10-22 |
JP3212353B2 true JP3212353B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14308815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10174692A Expired - Fee Related JP3212353B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | シリンドリカル面測定時の被検試料の位置合わせ方法および位置合わせ用スクリーン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3212353B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1076157C (zh) * | 1996-09-06 | 2001-12-19 | 田中产业株式会社 | 盛载重质蔬菜的袋 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP10174692A patent/JP3212353B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1076157C (zh) * | 1996-09-06 | 2001-12-19 | 田中产业株式会社 | 盛载重质蔬菜的袋 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05272915A (ja) | 1993-10-22 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |