JPH0754802Y2 - 接触式表面形状測定器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、被測定物の表面を探針
（スタイラス）により追従させる事によって、この表面
の形状を測定する、接触式表面形状測定器に関し、上記
表面の形状に応じた上記探針の変位を、高精度に検出可
能とするものである。

【０００２】

【従来の技術】金属やガラスの表面形状を測定する為、
従来から接触式表面形状測定器が使用されている。この
従来の接触式表面形状測定器は、横軸により揺動自在と
された可動腕体の一端に、ダイヤモンド等の探針を設
け、この探針を、測定すべき表面上を接触した状態でな
ぞらせる。一端に探針を設けた可動腕体の他端には平面
反射鏡を設けており、上記表面の形状に伴なう変位を、
マイケルソン型の干渉計を用いて検出する。これによ
り、上記表面の形状を測定する事が出来る。

【０００３】しかしながら、上述した従来の接触式表面
形状測定器に於いては、汎用的な使用が不可能であっ
た。即ち、上述した従来装置を用いて、汎用的な測定を
行なう為には、上記横軸から探針を設けた一端迄の距離
を、この横軸から平面反射鏡を設けた他端迄の距離より
も大きくする必要がある。この為、被測定物の表面形状
の測定に直接関与する、可動腕体他端の変位が、上記表
面形状に追従する探針の変位よりも小さくなり、この表
面形状を、縮小して検出する事になってしまう。この結
果、高精度の検出が困難になってしまう。

【０００４】特公平４−５９２２号公報には、可動腕体
の他端に、互いに直行した３個の反射面を有し、光線を
入射方向と平行、且つ逆向きに出射させるコーナーキュ
ーブを設け、被測定物の表面形状に応じた探針の変位に
伴なうコーナーキューブの変位を、干渉計によって検出
する装置が記載されている。

【０００５】この装置によれば、上記コーナーキューブ
の１／４波長分の変位に対し、１個の干渉縞が変化する
為、２倍の感度を得る事が出来る。更に、被測定物の表
面形状によっては探針が傾く場合があるが、この様な場
合、前述した従来装置に於いては、探針を設けた可動腕
体も傾く為、平面反射鏡で反射される光束が所定の光路
上に返されず、被測定物の表面形状が測定出来なくなる
と言った不都合が存在した。上記公報に記載された装置
に於いては、この様な不都合が解消され、可動腕体の傾
き、並びに横方向の移動に影響される事なく、コーナー
キューブで反射される光束を所定の光路上に返す事が出
来る。この為、汎用的な使用が可能となる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところで、近年の加工
技術の発達に伴ない、金属やガラスの表面形状を、ｎｍ
（１０^-9ｍ）のオーダーで測定可能な測定装置の出現が
望まれる様になった。前述した従来装置、或いは上述し
た公報に記載された装置に於いて、ｎｍのオーダーの分
解能を得る為には、干渉縞の一周期を更に細分化し、電
気的に検出する必要があるが、電気的な雑音を受け易
く、実用化は困難である。又、上記公報記載の装置に於
いて、汎用的な測定を行なう為には、前述した従来装置
と同様、可動腕体の横軸から探針を設けた一端迄の距離
を大きく取る必要があり、探針の変位を、縮小して検出
する事になる為、高精度の測定はやはり困難である。更
に、可動腕体の他端に設けられる平面反射鏡、或いはコ
ーナーキューブの変位を検出する検出手段として、マイ
ケルソン型の干渉計を用いている為、振動等の外乱の影
響を受け易く、ｎｍのオーダーで測定する事に対する障
害となっていた。

【０００７】本考案の接触式表面形状測定器は、上述の
様な事情に鑑みて考案されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案の接触式表面形状
測定器は、被測定物に対する相対移動自在で、この被測
定物の表面形状に応じて変位する測定手段と、光源手段
と、この光源手段から出射した光束を、参照光と上記測
定手段の変位を測定する為の測定光とに分割すると共
に、上記測定手段の変位に伴なって変化する上記測定光
の光路長を増幅させる光学手段と、この光路長に基づい
て上記被測定物の表面形状を算出する検出手段とを備え
ている。

【０００９】この内、上記測定手段は、可動腕体と、こ
の可動腕体の一端に設けられ、被測定物の表面に接触し
た状態でこの表面を追従する探針とを有している。又、
上記光学手段は、上記光源手段から出射した光束を、ほ
ぼ共通な光路を進む上記参照光と測定光とに分割する第
一の偏光ビームスプリッタ及び第一の反射鏡と、上記可
動腕体の他端に設けられ、上記測定光を変位させて入射
方向と逆向きに送り出すコーナーキューブと、このコー
ナーキューブを出射した測定光、及び上記参照光を透過
させる１／４波長板と、この１／４波長板を出射した測
定光を逆行させるべく反射させる第二の反射鏡と、上記
１／４波長板を透過した上記参照光を逆行させるべく反
射させる第三の反射鏡と、この第三の反射鏡で反射し逆
行して上記第一の偏光ビームスプリッタで反射した参照
光、及び上記第二の反射鏡で反射して逆行し上記コーナ
ーキューブを経て上記第一の偏光ビームスプリッタを透
過した測定光を、この第一の偏光ビームスプリッタに向
け反射させる反射部材とを有している。

【００１０】更に、上記検出手段は、参照光と測定光と
の干渉強度を電気信号に変換し、この電気信号の位相差
から上記被測定物の表面形状を算出するものである。

【００１１】そして、上記参照光は、第一の反射鏡で反
射後、第三の反射鏡と反射部材との間を２往復した後、
上記検出手段に入る光路を取る。又、上記測定光は、第
一の偏光ビームスプリッタを出射後、第二の反射鏡と反
射部材との間を２往復した後、この第一の偏光ビームス
プリッタを出射し、上記検出手段に入る光路を取る事を
特徴とする。

【００１２】

【作用】本考案の接触式表面形状測定器は、上述の様に
構成される為、被測定物の表面形状に伴なうコーナーキ
ューブの変位が、測定光の光路長の変化として４倍に増
幅されて測定される。この為、ｎｍのオーダーでの測定
が可能となる。しかも、上記コーナーキューブを大型化
する必要はなく、又、外乱の影響も受け難い為、確実な
測定を行なえる。

【００１３】

【実施例】次に図示の実施例に就いて説明する。図１〜
４は本考案の第一実施例を示している。本考案の接触式
表面形状測定器は、被測定物１の表面形状を測定する測
定手段２と、光源手段３と、この光源手段３から出射し
た光束を参照光と上記測定手段２の変位を測定する測定
光とに２分割すると共に、測定光の光路長を増幅する光
学手段４と、この光学手段４より出射した上記参照光と
測定光との干渉強度を検出して電気信号に変換した後、
この電気信号の位相差に基づいて、上記被測定物１の表
面形状を算出する検出手段５とを備えている。

【００１４】上記測定手段２は、図１〜２に示す様に、
横軸６を中心として揺動自在に設けられた、可動腕体で
あるアーム７の一端（図１〜２の左端）に、被測定物１
の表面に接触自在な探針（スライラス）８を設けてい
る。このアーム７の他端（図１〜２の右端）には上記光
学手段４を構成する、後述するコーナーキューブ１６を
設けている。アーム７は、探針８が被測定物１の表面に
接触した状態で、図示しない駆動機構により移動自在と
している為、上記探針８は上記表面を追従し、アーム７
が上記表面の形状に応じて変位する。

【００１５】上記光源手段３は、本実施例に於いては、
単一周波数を有するレーザーを用いている。光源手段３
であるこのレーザーは、上記測定手段２、光学手段４と
別体とし、このレーザーの端部と上記光学手段４との間
に、アイソレーター９と１／２波長板１０とを配置する
と共に、これらアイソレータ９と波長板１０との間に、
上記レーザーが出射した光束を導く偏波面保持ファイバ
ー１１を設けている。この様に、光源手段３を他の手段
に対し別体に設ける事により、測定系（測定手段２、光
学手段４）の体積を小さく出来、且つ光源手段３の発生
する熱の影響を僅小にする事が出来る。尚、図示は省略
したが、実際には上記各部品の他、コリメータレンズ等
も配設されている。

【００１６】上記アイソレーター９は、レーザーを出射
した光束が上記レーザーに向けて戻るのを防止する（戻
り光を遮断する）為に設けている。上記１／２波長板１
０は、上記レーザーを出射し、上記偏波面保持ファイバ
ー１１を導かれて送り出された上記光束を、図１で紙面
に対して４５度の傾きを有する直線偏光にするのに用い
られる。

【００１７】上記１／２波長板１０の働きにより直線偏
光した上記光束は、後述する検出手段５を構成する第一
のビームスプリッタ２２を透過し、上記光学手段４に入
る。

【００１８】この光学手段４は、上記直線偏光を互いに
直交した２つの直線偏光に分離する第一の偏光ビームス
プリッタ１２と、この第一の偏光ビームスプリッタ１２
を直進した一の光束（参照光）を、この第一の偏光ビー
ムスプリッタ１２で入射方向に対し垂直に折れ曲がる光
路を取る他の光束（測定光）と平行になる様に反射させ
る第一の反射鏡１３と、この第一の反射鏡１３で反射し
た上記参照光の光路上に配設された１／４波長板１４並
びに第三の反射鏡１５と、前記測定手段２を構成するア
ーム７の他端に設けられ、上記第一の偏光ビームスプリ
ッタ１２で反射した上記測定光を変位させて入射方向と
逆方向に出射させるコーナーキューブ１６と、このコー
ナーキューブ１６を出射した測定光が、前記１／４波長
板１４を透過後、この光路を逆行する様に反射させる第
二の反射鏡１７と、上記第一の偏光ビームスプリッタ１
２の上方位置に設けられ、この第一の偏光ビームスプリ
ッタ１２から出て上方に向かう光束を、その入射方向と
垂直方向に変位させて入射光束と平行に戻す、反射部材
である直角プリズム２１とから構成される。

【００１９】更に詳しく説明すると、上記第一の偏光ビ
ームスプリッタ１２は、その入射方向と同一方向に直進
する参照光となる一の光束と、上記入射方向と垂直方向
（図１の鉛直下方）に折れ曲がり、被測定物１の表面形
状測定に直接関与する測定光となる他の光束とに分離す
るものである。又、第一の反射鏡１３は、上記参照光と
なる光束を、上記測定光となる他の光束に対し、微小距
離だけ離隔した、平行で且つ同一方向に進ませるべく反
射させるものである。

【００２０】コーナーキューブ１６は第一、第二、第三
の３つの反射面１８、１９、２０を有し、入射する測定
光を入射方向と垂直方向に変移させ、入射方向と逆向き
に出射させる。これら各反射面１８、１９、２０には金
属コーティングを施している。

【００２１】第一の反射鏡１３とコーナーキューブ１６
との間には、この第一の反射鏡１３の側から順に、１／
４波長板１４と、第三の反射鏡１５とを配設している。
この内、１／４波長板１４は、透過する光束の偏光状態
を変化させるものであり、上記測定光と参照光で共通に
使用される。この為、光学手段４を構成する部品点数が
減少すると共に、１／４波長板を通過する際に於ける、
温度変化に伴なう光路長の変化も排除する事が出来、信
頼性の高い測定を行なうのに寄与する。第三の反射鏡１
５は１／４波長板１４を透過した参照光を、それ迄の光
路を逆行させるべく反射させるものである。この第三の
反射鏡１５は、コーナーキューブ１６の上方位置で、図
示しない固定の部材に固設されており、平面反射鏡が使
用出来る。

【００２２】上記１／４波長板１４のコーナーキューブ
１６と反対側には、図示しない固定の部材に第二の反射
鏡１７が固設されている。この第二の反射鏡１７は、コ
ーナーキューブ１６を出射した測定光を、それ迄の光路
を逆行する様、反射させるもので、前記第三の反射鏡１
５と同様、平面反射鏡を用いている。

【００２３】更に、第一の偏光ビームスプリッタ１２の
上方には、反射部材である直角プリズム２１を設けてい
る。この直角プリズム２１は、入射する光束を、入射方
向と垂直に変位させて、入射光束と平行に戻すものであ
る。尚、反射部材としては、上記直角プリズム２１の
他、コーナーキューブ等、他の部材を使用出来る。

【００２４】前記光学手段４は、上述の様に構成される
為、レーザーを出射し、アイソレータ９、偏波面保持フ
ァイバー１１を通過した光束は、１／２波長板１０並び
に検出手段５を構成する第一のビームスプリッタ２２を
経て第一の偏光ビームスプリッタ１２に入射する。

【００２５】第一の偏光ビームスプリッタ１２に入射
し、互いに直交する２つの直線偏光に分離した２光束の
内、偏光方向が図１で紙面に平行な光束はこの第一の偏
光ビームスプリッタ１２を透過し、第一の反射鏡１３で
入射方向と垂直に曲げられる。この光束が、前記参照光
として作用する。

【００２６】又、偏光方向が図１で紙面に垂直な光束
は、この第一の偏光ビームスプリッタ１２で反射し、入
射方向と垂直に曲がった、上記参照光と微小間隔だけ離
隔した平行な光路を取る。この光束が前記測定光として
作用し、前記アーム７の変位を測定する。

【００２７】上記参照光と測定光との間隔は極く微小で
あり、互いに平行で、且つ同一方向（図１の鉛直下方）
に進む。この様に、参照光と測定光との間隔が極く小さ
い為、これらは共通光路とみなす事が出来る。この為、
振動や熱等の影響を受け難い。

【００２８】上記参照光は、第一の反射鏡１３で反射し
た後、１／４波長板１４を通過する事で、直線偏光から
円偏光となる。更に、この参照光は、第三の反射鏡１５
で反射し、それ迄の光路を逆行する。この際、反射した
参照光は直線偏光に変換される。

【００２９】更に、参照光は第一の反射鏡１３で反射
し、次いで、第一の偏光ビームスプリッタ１２で反射
し、図１の上方に向けて進む。第一の偏光ビームスプリ
ッタ１２の上方位置には、直角プリズム２１を設けてい
る為、参照光は、この直角プリズム２１でその入射方向
と垂直方向に変位され、上記入射光束と平行に出射す
る。

【００３０】直角プリズム２１を出射した参照光は、第
一の偏光ビームスプリッタ１２に入射し、この第一の偏
光ビームスプリッタ１２から第三の反射鏡１５迄の光路
を、再び往復する。この復路に於いて、参照光は１／４
波長板１４を透過する事でその入射方向に平行な直線偏
光となる為、第一の反射鏡１３で反射した後、第一の偏
光ビームスプリッタ１２を透過し、検出手段５を構成す
る第一のビームスプリッタ２２に入射する。結局、参照
光は、第一の反射鏡１３で最初に反射した後、第三の反
射鏡１５から直角プリズム２１迄の光路を２往復する事
になる。この第一のビームスプリッタ２２から第一の偏
光ビームスプリッタ１２に向かう光束と、この光束と逆
向きの上記参照光とは、空間的にずれている。

【００３１】一方、測定光は第一の偏光ビームスプリッ
タ１２を出た後、測定手段２を構成するアーム７の他端
に設けられたコーナーキューブ１６に入射する。コーナ
ーキューブ１６の反射面１８、１９、２０には、前述し
た様に、金属コーティングを施している為、このコーナ
ーキューブ１６で反射した光の偏光状態が乱れる事はな
い。

【００３２】上記コーナーキューブ１６は、図３（Ａ）
（Ｂ）に示す様に第一、第二、第三の反射面１８、１
９、２０を有している。これら各反斜面は、互いに直交
している為、図３（Ａ）に示す様に、各反射面１８、１
９、２０をそれぞれ２分割して得られる合計６個の領域
Ｓ１〜Ｓ６が存在する。コーナーキューブ１６にほぼ垂
直な状態で領域Ｓ１に入射した光（図３（Ａ）の黒丸）
は、第一の反射面１８で反射し、領域Ｓ２を経て、領域
Ｓ４から出射する。又、コーナーキューブ１６にほぼ垂
直な状態で領域Ｓ２に入射した光（図３（Ａ）の白丸）
は、領域Ｓ１を介して領域Ｓ５から出射する。そして、
本考案に於ける反射部材である直角プリズム２１が、コ
ーナーキューブ１６に入射する光束を、このコーナーキ
ューブ１６が変位する平面に対し垂直方向にシフトさせ
る為、入射する度に光はコーナーキューブ１６の異なる
領域に入射する。この結果、本考案に於いては、コーナ
ーキューブ１６を大きくする事なく、測定光の光路長を
４倍に増幅出来る。

【００３３】上述した様な第一〜第三の反射面１８〜２
０を有するコーナーキューブ１６に入射した測定光は、
上記第三の反射鏡１５を外ずれた光路を取り、前記１／
４波長板１４を透過して、第二の反射鏡１７で反射され
る。

【００３４】１／４波長板１４を透過する以前に於い
て、この測定光は、上記金属コーティングを施した事に
伴なって偏光方向が紙面に垂直な直線偏光のままである
が、１／４波長板１４を透過する事で円偏光となる。更
に、第二の反射鏡１７で反射した後は、それ迄の光路を
逆行し、１／４波長板１４を通過して、今度は偏光方向
が紙面と平行な直線偏光に変換され、コーナーキューブ
１６に入射する。

【００３５】再びコーナーキューブ１６に入射した測定
光は、前述したのと同様に、第一〜第三の３つの反射面
１８〜２０で反射した後、第一の偏光ビームスプリッタ
１２に向け出射する。この際、測定光は偏光方向が紙面
に平行な直線偏光である為、第一の偏光ビームスプリッ
タ１２を透過し、直角プリズム２１で反射する。そし
て、偏光方向が紙面と垂直な方向に変位され、入射する
測定光と平行になる。この後、測定光は、第一の偏光ビ
ームスプリッタ１２から第二の反射鏡１７迄の光路を、
上述したのと同様に進む。

【００３６】コーナーキューブ１６による第３回目の反
射の後、１／４波長板１４を透過する事で、この測定光
は偏光方向が紙面に平行な直線偏光から円偏光となり、
第二の反射鏡１７で反射して戻る際に、偏光方向が紙面
に垂直な直線偏光に変換し、第一の偏光ビームスプリッ
タ１２で反射する。この様に、本考案に於いては、上記
測定光はコーナーキューブ１６を４回反射する事にな
り、被測定物１の表面形状に応じたコーナーキューブ１
６の変位量を、測定光の光路長の変化として４倍に増幅
して測定出来る。しかも、コーナーキューブ１６を大型
化する必要はない。

【００３７】この様にして、第一の偏光ビームスプリッ
タ１２を出た参照光と測定光とは、検出手段５に入射す
る。尚、本考案に於いては、上記直角プリズム２１の作
用により上記第一の偏光ビームスプリッタ１２を出た参
照光と測定光とを、この第一の偏光ビームスプリッタ１
２に入射する光や、他の漏れた光に対し、空間的に分離
している。この為、構成各部品の不可避的製造誤差に伴
なう、漏れた光等の悪影響を排除出来、誤差の小さな測
定を可能としている。誤差を更に抑えるには、第一のビ
ームスプリッタ２２と検出手段５との間位置、並びに第
一のビームスプリッタ２２と偏波面保持ファイバー１１
との間位置に空間フィルタを設ける。

【００３８】本実施例に於いて、上記検出手段５は、図
４に示す様に構成される。この図４に於いて、２２は第
一のビームスプリッタで、この第一のビームスプリッタ
２２は、上記参照光と測定光とを、その入射方向に対
し、垂直に反射させるものである。２３は第二のビーム
スプリッタで、この第二のビームスプリッタ２３は、上
記参照光と測定光とを、それぞれ等しい振幅で、２分割
するものである。

【００３９】上記第二のビームスプリッタ２３の周囲に
は、入射光の入射方向に対し、４５度回転した状態で、
第二、第三の偏光ビームスプリッタ２４、２５を設けて
いる。そして、これら第二、第三の偏光ビームスプリッ
タ２４、２５の後方に、図４に示す様にそれぞれ第一〜
第四の光電変換素子２６〜２９を設けている。尚、上記
第二の偏光ビームスプリッタ２２と第三の偏光ビームス
プリッタ２５との間位置には、１／４波長板３０を設
け、第三の偏光ビームスプリッタ２５を介して、干渉強
度から得られる電気信号の位相を、９０度異ならせてい
る。

【００４０】更に、図示は省略したが、上記電気信号を
基に、被測定物１の表面形状を算出する、演算装置を設
けている。実際の場合、この演算装置はマイクロコンピ
ューター等のコンピューターを用いる

【００４１】検出手段５を上述の様に構成する為、第一
の偏光ビームスプリッタ１２を射出した参照光と測定光
とは、第一のビームスプリッタ２２で進路を垂直に曲げ
られ、第二のビームスプリッタ２３で、それぞれ等しい
振幅で２分割される。

【００４２】第二のビームスプリッタ２３でそれぞれ２
分割された参照光と測定光の内、１組の参照光と測定光
とは、第二の偏光ビームスプリッタ２４に入射し、干渉
する。そして、この第二の偏光ビームスプリッタ２４の
後方に設けられた第一、第二の光電変換素子２６、２７
がそれぞれ上記干渉強度を電気信号に変換する。第一の
光電変換素子２６により得られた電気信号と、第二の光
電変換素子２７により得られた電気信号とは、位相が１
８０度異なっている。これらの電気信号は、上記演算装
置であるコンピュータに入力され、これら電気信号の和
を１／２倍する演算を行ない、干渉強度のＤＣ成分を求
める。更に、このコンピュータは何れかの電気信号から
上記ＤＣ成分を減算し、出力信号とする。

【００４３】一方、第二のビームスプリッタ２３で等し
い振幅でそれぞれ２分割された光束の内の他方は、主軸
を紙面に対して垂直、或は平行に配置された上記１／４
波長板３０を経て、第三の偏光ビームスプリッタ２５に
入射し、干渉する。以下、上述した第二の偏光ビームス
プリッタ２４に於ける場合と同様にして、出力信号を得
る。

【００４４】上述の様にして得られた、互いに位相が９
０度異なる正弦信号波である各出力信号により、上記コ
ンピュータは、被測定物１の表面形状を算出する。尚、
互いに位相が９０度異なる２つの出力信号を用いて表面
形状を算出するのは、前記コーナーキューブ１６の変位
方向を検出する為である。

【００４５】本考案の接触式表面形状測定器は、上述の
様に構成され作用する為、コーナーキューブ１６を大型
化したり、外乱の影響を大きく受けたりする事なく、よ
り高精度で信頼性の高い測定が可能となる。特に、本考
案に於いては、光源手段３を構成するレーザーを、他の
手段と別体に設けている為、この光源手段３から発生す
る熱の影響を受け難く、誤差の少ない測定を行える。

【００４６】次に、図５は本考案の第二実施例を示して
いる。本実施例に於いては、可動腕体であるアーム７の
下端に、探針８を、上端にコーナーキューブ１６を、そ
れぞれ設けると共に、このアーム７を昇降のみ自在とし
ている。そして、被測定物１は、Ｘ−Ｙ駆動装置の移動
ステージ３１に載置している。測定を行なう場合、アー
ム７を昇降させる事で探針８を被測定物１表面に接触さ
せると共に、移動ステージ３１をＸ−Ｙ方向に移動させ
る。その他の構成、並びに作用は、上述した第一実施例
と同様である。

【００４７】尚、上述した各実施例に於いては、光源手
段３として、単一周波数のレーザーを用いているが、こ
れに代えて、周波数が若干異なり、且つ、偏光方向が互
いに直交した２周波数のレーザーを用いる事も出来る。
この場合、検出手段５をこの２周波数のレーザーに対応
したものとする。

【００４８】更に、本考案の接触式表面形状測定器は、
上述した様に、測定光をコーナーキューブ１６で４回反
射させる事で被測定物１の表面形状に応じたコーナーキ
ューブ１６の変位を４倍の感度に増幅する事を特徴とす
るが、従来使用されて来た装置の測定手段、光学手段等
を本考案のものに変更する事で安価に高精度の分解能を
得る様にする事も可能となる。

【００４９】

【考案の効果】本考案の接触式表面形状測定器は、上述
の様に構成され作用する為、ｎｍのオーダ等、高精度の
測定が可能となる。しかも、熱等の外乱の影響を受け難
く、信頼性に富む測定を行なえる為、実用上の効果が大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の全体構成を示す図。

【図２】測定手段を示す側面図。

【図３】コーナーキューブの上面並びに側面を示す図。

【図４】検出手段を示す図。

【図５】本考案の第二実施例の要部を示す図。

【符号の説明】

１ 被測定物 ２ 測定手段 ３ 光源手段 ４ 光学手段 ５ 検出手段 ６ 横軸 ７ アーム ８ 探針 ９ アイソレーター １０ １／２波長板 １１ 偏波面保持ファイバー １２ 第一の偏光ビームスプリッタ １３ 第一の反射鏡 １４ １／４波長板 １５ 第三の反射鏡 １６ コーナーキューブ １７ 第二の反射鏡 １８ 第一の反射面 １９ 第二の反射面 ２０ 第三の反射面 ２１ 直角プリズム ２２ 第一のビームスプリッタ ２３ 第二のビームスプリッタ ２４ 第二の偏光ビームスプリッタ ２５ 第三の偏光ビームスプリッタ ２６ 第一の光電変換素子 ２７ 第二の光電変換素子 ２８ 第三の光電変換素子 ２９ 第四の光電変換素子 ３０ １／４波長板 ３１ 移動ステージ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物に対する相対移動自在で、この
   被測定物の表面形状に応じて変位する測定手段と、光源
   手段と、この光源手段から出射した光束を、参照光と上
   記測定手段の変位を測定する為の測定光とに分割すると
   共に、上記測定手段の変位に伴なって変化する上記測定
   光の光路長を増幅させる光学手段と、この光路長に基づ
   いて上記被測定物の表面形状を算出する検出手段とを備
   え、上記測定手段は、可動腕体と、この可動腕体の一端
   に設けられ、被測定物の表面に接触した状態でこの表面
   を追従する探針とを有し、上記光学手段は、上記光源手
   段から出射した光束を、ほぼ共通な光路を進む上記参照
   光と測定光とに分割する第一の偏光ビームスプリッタ及
   び第一の反射鏡と、上記可動腕体の他端に設けられ、上
   記測定光を変位させて入射方向と逆向きに送り出すコー
   ナーキューブと、このコ−ナ−キュ−ブを出射した測定
   光、及び上記参照光を透過させる１／４波長板と、この
   １／４波長板を出射した測定光を逆行させるべく反射さ
   せる第二の反射鏡と、上記１／４波長板を透過した上記
   参照光を逆行させるべく反射させる第三の反射鏡と、こ
   の第三の反射鏡で反射して逆行し上記第一の偏光ビーム
   スプリッタで反射した参照光、及び上記第二の反射鏡で
   反射して逆行し上記コーナーキューブを経て上記第一の
   偏光ビームスプリッタを透過した測定光を、この第一の
   偏光ビームスプリッタに向け反射させる反射部材とを有
   し、上記検出手段は、参照光と測定光との干渉強度を電
   気信号に変換し、この電気信号の位相差から上記被測定
   物の表面形状を算出するものであり、上記参照光は、第
   一の反射鏡で反射後、第三の反射鏡と反射部材との間を
   ２往復した後、上記検出手段に入る光路を取り、上記測
   定光は、第一の偏光ビームスプリッタを出射後、第二の
   反射鏡と反射部材との間を２往復する事でその光路長を
   増幅した後、上記検出手段に入る光路を取る事を特徴と
   する、接触式表面形状測定器。