JPS60222704A - Surface-shape measuring device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform the measurement of a non-spherical surface, a flat surface and a spherical surface accurately, by providing a fringe-scanning sharing interference optical system, a fringe-scanning twyman-green interference optical system and shutters which open and close said optical systems. CONSTITUTION:A fringe-scanning sharing interference optical system is composed of a laser light source 21, a collimator lens 22, ND filters 23 and 34, a mask 24, beam splltters 25 and 29, a converter lens 27, corner cubes 30 and 31, a piezoelectric element 32 and an area sensor 35. A fringe-scanning Twyman- green interference opticall system is composed of a beam splitter 26-1, a reference flat mirror 26-2 and a piezoelectric element 26-3. When a non-spherical surface is measured, a shutter 36 is opened and a shutter 37 is closed. When a spherical surface and a flat surface are measured, the shutter 36 is closed, and the shutter 37 is opened. Thus the shared parts of the optical systems are increased, and the measurement of the non-spherical surface, the spherical surface and the flat surface can be accurately performed.

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、被測定物の表面形状を干渉測定によシ測定
するための、表面形状測定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a surface shape measuring device for measuring the surface shape of an object to be measured by interferometric measurement.

（従来技術） 精密加工技術の発達に伴い、加工部品の形状測定にも高
精度化が要求されてきている。特に光学加工部品、精密
加工部品では、平面１球面、非球面の表面形状の測定に
極めて高い測定精度が要求されるようになってきている
。(Prior Art) With the development of precision processing technology, higher precision is also required for shape measurement of processed parts. Particularly in the case of optically processed parts and precision processed parts, extremely high measurement precision is now required to measure the surface shape of flat surfaces, spherical surfaces, and aspheric surfaces.

被測定物の非球面の表面形状を高精度に測定できる測定
方式として、従来、縞走査シェアリング干渉測定方式が
提案されている。BACKGROUND ART A fringe scanning shearing interference measurement method has been proposed as a measurement method that can measure the aspherical surface shape of an object with high precision.

第３図は、上記縞走査シェアリング干渉測定方式の光学
系の１例を示している。以下、この例に即して、縞走査
シェアリング干渉測定方式のあらましについて説明し、
あわせて、本発明によ多解決しようとする問題点につき
のべる。FIG. 3 shows an example of an optical system of the above fringe scanning shearing interference measurement method. Below, we will explain the outline of the fringe scanning shearing interferometry method based on this example.
At the same time, the problems that the present invention attempts to solve will be discussed.

第３図において、符号１は光源たるレーザー光物１、符
号２はコリメーターレンズ、符号３，４゜５はビームス
プリッタ−１符号６は平面鏡、符号７はコンバーターレ
ンズ、符号８は透明な平行平面板、符号９は結像レンズ
、符号１０はエリアセンサー、符号１１はピエゾ素子、
符号Ｑｂは被測定物を、それぞれ示す。In Figure 3, reference numeral 1 is a laser beam 1 which is a light source, reference numeral 2 is a collimator lens, reference numerals 3, 4.5 are beam splitters, 1 is a beam splitter, 6 is a plane mirror, 7 is a converter lens, and 8 is a transparent parallel lens. A flat plate, 9 is an imaging lens, 10 is an area sensor, 11 is a piezo element,
The symbol Qb indicates each object to be measured.

レーザー光源１から発せられたコヒーレントな光は、コ
リメーターレンズ２によって所定の光束径の平行光束と
され、ビームスプリッタ−３，４を介してコンバーター
レンズ７に入射し、一旦集束したのち、球面波として発
散しつつ、被測定物Ｏｂの被測定面に入射し、反射され
る。上記被測定面による反射光は、被測定面の形状に対
する情報を含んでいるので、この反射光を情報光と称す
る。これに対し、レーザー光源１から発せられて、松測
定物ｏｂの被測定面に入射する光を照明光と呼ぶ。Coherent light emitted from a laser light source 1 is collimated into a parallel light beam with a predetermined diameter by a collimator lens 2, enters a converter lens 7 via beam splitters 3 and 4, and is once converged into a spherical wave. The light is incident on the surface to be measured of the object to be measured Ob, and is reflected. Since the light reflected by the surface to be measured includes information regarding the shape of the surface to be measured, this reflected light is referred to as information light. On the other hand, the light emitted from the laser light source 1 and incident on the surface to be measured of the pine measurement object ob is called illumination light.

被測定物Ｏｂの被測定面に入射するときの球面波の波面
をＷ。、被測定面をＷ、とすれば、上記情報光の波面Ｗ
に対し、Ｗ−ＷＯ＝　２　（Ｗ、　−ｗｏ　）と、なる
。W is the wavefront of the spherical wave when it is incident on the surface to be measured of the object to be measured Ob. , the surface to be measured is W, the wavefront W of the information light is
In contrast, W-WO=2 (W, -wo).

Ｗｏは光学系の設定条件に応じて知られるから、結局、
情報光の被測定面における波面形状Ｗを知ることによシ
、ＷとＷ。とから被測定面の形状Ｗ１を知ることができ
る。Since Wo is known according to the setting conditions of the optical system, in the end,
By knowing the wavefront shape W of the information light on the surface to be measured, W and W. From this, the shape W1 of the surface to be measured can be known.

さて、情報光はコンバーターレンズ７を介して、ビーム
スプリッタ−４に入射し、このビームスプリッタ−４に
よって２光路に分割される。このように２分割された情
報光の任意の一方を測定光、他方を参照光と呼ぶ。ここ
では仮に、ビームスプリンター４を透過する情報光成分
を測定光と呼ぶことにする。測定光は、ビームスプリッ
タ−３゜５を介して、結像レンズ９に入射し、エリアセ
ンサー１０の受光域上に結像し、同受光域上に、情報光
の波面Ｗを、所定の倍率で再現する。Now, the information light enters the beam splitter 4 via the converter lens 7, and is split into two optical paths by the beam splitter 4. Any one of the two divided information beams is called a measurement beam, and the other one is called a reference beam. Here, the information light component that passes through the beam splinter 4 will be referred to as measurement light. The measurement light enters the imaging lens 9 via the beam splitter 3°5, forms an image on the light-receiving area of the area sensor 10, and the wavefront W of the information light is projected onto the light-receiving area at a predetermined magnification. Reproduce with.

一方、参照光の方は、平面鏡６、平行平面板８、ビーム
スプリンター５を介して結像し／ズ９に入射し、これ寸
だエリアセンサー１０の受光域上に結像し、前記波面Ｗ
を所定倍率で再現する。平行平面板８は、参照光光軸に
対して傾いておシ、参照光は、この平行平面板８を透過
すると同平面板８の屈折作用により光軸が、これに直交
する方向へ微小距離Ｓ。だけずれる。このため、エリア
センサー上で結像する測定光と参照光とは互いに微小距
離Ｓだけずれることになる。この微小距離Ｓをシェア邪
という。On the other hand, the reference light is imaged through a plane mirror 6, a parallel plane plate 8, and a beam splinter 5, and is incident on a lens 9, where it is imaged on the light receiving area of an area sensor 10 of this size, and the wavefront W
is reproduced at a predetermined magnification. The parallel plane plate 8 is inclined with respect to the optical axis of the reference light, and when the reference light passes through this parallel plane plate 8, the optical axis is moved by a small distance in a direction perpendicular to this due to the refraction effect of the plane parallel plate 8. S. It shifts by just that. Therefore, the measurement light and the reference light that are imaged on the area sensor are shifted by a small distance S from each other. This minute distance S is called share evil.

そこで、エリアセンサー１０の受光域で測定光により再
現される波面をＷ（ｘ）とすれば、参照光によシ再現さ
れる波面は、Ｗ、（ｘ＋ｓ）で６Ｄ、両波面の位相差す
なわち△Ｗ（ｘ）は、ΔＷ（ｘ）　＝Ｗ（ｘ＋５）−Ｗ
　（ｘ）　−”　Ｓで与えられる。Therefore, if the wavefront reproduced by the measurement light in the light receiving area of the area sensor 10 is W(x), the wavefront reproduced by the reference light is W, (x+s), which is 6D, and the phase difference between the two wavefronts is △W(x) is ΔW(x) = W(x+5)-W
(x) −” is given by S.

ｘ 従って、△Ｗ（ｘ）が知れると、Ｗ（ｘ）は、なる演算
によって知ることができる。x Therefore, when ΔW(x) is known, W(x) can be found by the following calculation.

さて、測定光、参照光はコヒーレントであるから、エリ
アセンサー１０上で互いに重なり合う部分では干渉によ
る干渉縞が生ずる。この干渉縞を利用して、上記位相差
ΔＷ（ｘ）を知ることができる。Now, since the measurement light and the reference light are coherent, interference fringes are generated due to interference in areas where they overlap each other on the area sensor 10. Using this interference pattern, the phase difference ΔW(x) can be determined.

すなわち、ピエゾ素子１１に印加する電圧を変えること
によシ参照光光路長を、λ／２Ｎ（λは光源からの光の
波長）きざみで、Ｎ段階変化させる。That is, by changing the voltage applied to the piezo element 11, the optical path length of the reference light is changed by N steps in steps of λ/2N (λ is the wavelength of the light from the light source).

このように参照光の光路長を変化させると、それにとも
なって、エリアセンサー１０上の干渉縞のパターンが変
化する。そこで、光路長が１段階変化するごとに、エリ
アセンサー１０上の各点の干渉縞の光強度Ｉｊ　（ｘ）
　（ｊ＝　１〜Ｎ）を測定し、次式によって、位相差Δ
Ｗ　（ｘ）を知るのである。When the optical path length of the reference light is changed in this way, the pattern of interference fringes on the area sensor 10 changes accordingly. Therefore, each time the optical path length changes by one step, the light intensity Ij (x) of the interference fringe at each point on the area sensor 10
(j = 1 to N), and the phase difference Δ is determined by the following formula:
We know W (x).

このようにして、位相差△Ｗ（ｘ）が知れれば、これを
積分することによシ、波面Ｗ（ｘ）を知ることができ、
仁の波面形状から結局、被測定物の表面形状を知ること
ができる。In this way, if the phase difference ΔW(x) is known, the wavefront W(x) can be found by integrating it,
Ultimately, the surface shape of the object to be measured can be determined from the wavefront shape.

なお、実際には、Ｘ方向のシェアリングによる測定と、
Ｘ方向に直交するＸ方向へのシェアリングによる測定と
を行ない、測測定結果から総合的に被測定物の表面形状
を特定するのである。In fact, measurement by sharing in the X direction and
The measurement is performed by shearing in the X direction perpendicular to the X direction, and the surface shape of the object to be measured is comprehensively specified from the measurement results.

以上が、縞走査ンエアリング干渉測定方式による表面形
状測定のあら捷しである。The above is the outline of surface shape measurement using the fringe scanning air ring interferometry method.

縞走査シェアリング干渉方式は、被測定物の表面形状が
平面であれ、球面であれ、あるいは非球面であれ、測定
が可能である。しかし、この測定方式は、第１次測定値
として得られるのが、測定対象の微分情報であって、こ
れを積分して初めて、測定すべき表面形状の情報が得ら
れる。このため測定すべき表面形状が平面もしくは球面
の場合には、これらを直接的に測定できる干渉測定方式
、例えばトワイマングリーン型の干渉測定方式に比して
縞走査／ニアリング干渉測定方式は若干精度が劣る。The fringe scanning shearing interference method is capable of measuring whether the surface shape of the object to be measured is flat, spherical, or aspherical. However, in this measurement method, differential information of the object to be measured is obtained as a primary measurement value, and information on the surface shape to be measured can only be obtained by integrating this information. For this reason, when the surface shape to be measured is a flat or spherical surface, the fringe scanning/nearing interferometry method is slightly more accurate than the interferometry method that can directly measure these, such as the Twyman Green interferometry method. is inferior.

（目　的） 本発明の目的は、上述したところに鑑み、非球面の測定
は縞走査シェアリング干渉測定方式で測定でき、平面、
球面の測定は、縞走査トワイマングリーン干渉測定方式
で測定しうる、新規な表面形状測定装置の提供にある。(Objective) In view of the above, an object of the present invention is to measure an aspherical surface by a fringe scanning shearing interferometry method, and to measure a flat surface,
The object of the present invention is to provide a novel surface profile measuring device capable of measuring spherical surfaces using a fringe scanning Twyman Green interferometry method.

（構　成） 以下、本発明を説明する。(composition) The present invention will be explained below.

本発明の表面形状測定装置は、第１および第２の光学系
と、第１および第２のシャッターとを有する。The surface shape measuring device of the present invention includes first and second optical systems and first and second shutters.

第１の光学系は、被測定物の表面形状を縞走査シェアリ
ング干渉方式で測定するだめの光学系であって、１例を
あげるならば、第３図に示す光学系が、これにあたる。The first optical system is an optical system for measuring the surface shape of the object to be measured using a fringe scanning shearing interference method, and one example is the optical system shown in FIG. 3.

第２の光学系は、光路分割部材と、参照用平面鏡と、変
位手段とによ多構成される。この第２の光学系の光路分
割手段は、第１の光学系における照明光光路と情報光光
路との共通光路部分に配備される。照明光光路と、情報
光光路との共通光路部分とは、本明細書にあっては、第
１の光学系における照明光の光路と情報光の光路とが共
通となっている部分のうち、コンバーターレンズと被測
定物との間の光路を除いた部分として定義される。The second optical system is composed of an optical path splitting member, a reference plane mirror, and a displacement means. The optical path splitting means of the second optical system is arranged in a common optical path portion of the illumination light optical path and the information light optical path in the first optical system. In this specification, the common optical path portion of the illumination light optical path and the information light optical path is defined as a portion of the first optical system where the illumination light optical path and the information light optical path are common. It is defined as the part excluding the optical path between the converter lens and the object to be measured.

従って、第３図に示す光学系の例では、ビームスプリッ
タ−３から、コンバーターレンズ７に到る光路が、上記
共通光路部分である。Therefore, in the example of the optical system shown in FIG. 3, the optical path from the beam splitter 3 to the converter lens 7 is the common optical path section.

第２の光学系の、参照用平面鏡は、上記光路分割部材に
よって照明光から分離した光を直交的に受けるように配
備される。The reference plane mirror of the second optical system is arranged so as to orthogonally receive the light separated from the illumination light by the optical path splitting member.

第１のシャッターは、第１の光学系における測定光光路
又は参照光光路を開閉しうるように配備される。第３図
の光学系に即していうならば、第１の７ヤノターは、ビ
ームスプリッタ−４から平面鏡６を介して、ビームスプ
リッタ−５にい゛たる参照光光路上の適当な位置、ある
いは、測定光光路のうちビームスプリッタ−３と５との
間の適当な位置に設けられうる。第１のンヤノターを、
第３図のビームスプリッタ−３と５との間に配備すると
きは、上記光路分割部材の配備位置は、ビームスプリッ
タ−４とコンバーターレンズ７との間に制限されること
と々る。The first shutter is arranged to open and close the measurement light optical path or the reference light optical path in the first optical system. In terms of the optical system shown in FIG. 3, the first 7-layer beam is located at an appropriate position on the optical path of the reference beam from the beam splitter 4 through the plane mirror 6 to the beam splitter 5, or It can be provided at an appropriate position between the beam splitters 3 and 5 in the measurement light optical path. The first Nyanotar,
When disposed between beam splitters 3 and 5 in FIG. 3, the position of the optical path splitting member is often limited to between beam splitter 4 and converter lens 7.

第２のンヤノターは、第２の光学系における光路分割部
材と参照用平面鏡との間の光路を開閉しうるように配備
される。The second optical system is arranged to open and close the optical path between the optical path splitting member and the reference plane mirror in the second optical system.

第２の光学系における変位手段は、参照用平面鏡を光軸
方向、すなわち鏡面に直交する方向へ高精度に変位させ
るために用いられる。The displacement means in the second optical system is used to highly accurately displace the reference plane mirror in the optical axis direction, that is, in a direction perpendicular to the mirror surface.

以下、具体的な例に即して説明する。This will be explained below using a specific example.

第１図は、本発明の１実施例を要部のみ略示している。FIG. 1 schematically shows only the essential parts of one embodiment of the present invention.

まず、各部を説明すると、符号２１は光源たるレーザー
光源、符号２２はコリメーターレンズ、符号２３．３４
はニュートラルデンシティフィルター（以下ＮＤフィル
ターという）、符号２４はマスク、符号２５．２９はビ
ームスプリッタ−１符号２７ｉｄコンバーターレンズ、
符号２８はリレーレンズ、符号３０．３１はコーナーキ
ューブ、符号３２はピエゾ素子、符号３３は結像レンズ
、符号３５はエリアセンサーを示す。First, to explain each part, numeral 21 is a laser light source as a light source, numeral 22 is a collimator lens, numerals 23 and 34 are
is a neutral density filter (hereinafter referred to as an ND filter), 24 is a mask, 25.29 is a beam splitter-1, and 27id converter lens.
28 is a relay lens, 30 and 31 are corner cubes, 32 is a piezo element, 33 is an imaging lens, and 35 is an area sensor.

また、符号２６−１は光路分割部材としてのビームスプ
リンター、符号２６−２は参照用平面鏡、符号２６−３
は変位手段としてのピエゾ素子を、それぞれ示す。さら
に、符号３６は第１のシャッター、符号３７は第２のシ
ャッターを示す。Further, reference numeral 26-1 is a beam splinter as an optical path splitting member, reference numeral 26-2 is a plane mirror for reference, and reference numeral 26-3 is a beam splinter.
1 and 2 respectively show piezo elements as displacement means. Further, reference numeral 36 indicates a first shutter, and reference numeral 37 indicates a second shutter.

ビームスプリッタ−２６−１，参照用平面鏡２６−２、
ピエゾ素子２６−３は、第２の光学系を構成する。Beam splitter 26-1, reference plane mirror 26-2,
The piezo element 26-3 constitutes a second optical system.

従って、第１図に示す光学系から、上記第２の光学系と
第１、第２のシャッター３６．３７を除いた部分が第１
の光学系を構成している。Therefore, the part of the optical system shown in FIG. 1 excluding the second optical system and the first and second shutters 36 and 37 is the first part.
It constitutes the optical system of

参照用平面鏡２６−２は、その鏡面を高度に平面化され
ている。また、第１の光学系において照明光光路と情報
光光路の共通光路部分は、ビームスプリッタ−２５とコ
ンバーターレンズ２７との間の光路部分であシ、第２の
光学系の光路分割部材としてのビームスプリッタ−２６
−１は、この共通光路部分に設けられている。また参照
用平面鏡は、ンヤッタ−３７を開放するとき、ビームス
プリッタ−２６−１によって、照明光から分離した光が
、鏡面に直交的に入射するように配備され、ピエゾ素子
２６−３によって光軸方向へ高精度に変位させることが
できるようになっている。The reference plane mirror 26-2 has a highly flattened mirror surface. Further, in the first optical system, the common optical path portion of the illumination light optical path and the information beam optical path is the optical path portion between the beam splitter 25 and the converter lens 27, and the common optical path portion of the illumination light optical path and the information beam optical path is the optical path portion between the beam splitter 25 and the converter lens 27. Beam splitter 26
-1 is provided in this common optical path portion. The reference plane mirror is arranged so that when the mirror 37 is opened, the light separated from the illumination light is incident perpendicularly to the mirror surface by the beam splitter 26-1, and the optical axis is set by the piezo element 26-3. It is now possible to displace with high precision in the direction.

まず、この装置により、非球面の測定を行なう場合につ
いて説明する。この場合は、第１のシャッター３６を開
放し、第２のシャッター３７を閉ざす。First, a case will be described in which an aspheric surface is measured using this device. In this case, the first shutter 36 is opened and the second shutter 37 is closed.

被測定物Ｏｂｌを図の如く設置して、レーザー光源２１
からレーザー光を放射させる。この光は、ｉずコリメー
ターレンズ２２により所定の光束径の平行光束とされ、
必要に応じてＮＤフィルター２３によシ光強度を補正さ
れ、マスク２４によって光束断面形状を整形されたのち
、ビームスプリッタ−２５，２６−１、コンバーターレ
ンズ２７を介して被測定物Ｏｂｌに球面波として入射し
、被測定面によシ反射されると情報光となって、コンバ
ーターレンズ２７、ビームスプリッタ−２６−１，２５
゜リレーレンズ２８を介してビームスプリッタ−２９に
入射する。The object to be measured Obl is installed as shown in the figure, and the laser light source 21 is
emit laser light from. This light is made into a parallel light beam with a predetermined diameter by the izu collimator lens 22,
After the light intensity is corrected by the ND filter 23 as necessary and the cross-sectional shape of the beam is shaped by the mask 24, a spherical wave is transmitted to the object to be measured Obl via the beam splitters 25, 26-1 and the converter lens 27. When it is reflected by the surface to be measured, it becomes information light, which is transmitted to the converter lens 27 and beam splitters 26-1 and 25.
The beam enters the beam splitter 29 via the relay lens 28.

なお、ビームスプリッタ−２６−１によシ照明光の一部
が分離するが、シャッター３７が閉じているので、この
光は、同シャッター３７で止められてしまう。Note that although a portion of the illumination light is separated by the beam splitter 26-1, since the shutter 37 is closed, this light is stopped by the shutter 37.

さて、ビームスプリッタ−２９は入射してくる情報光を
、測定光と参照光とに分離する。仮に、シャッター３６
の配備されている方の光路を測定光光路とすると、測定
光はコーナーキューブ３０で折返され、ビームスプリン
ター２９、結像レンズ３３、ＮＤフィルター３４を介し
てエリアセンサー３５に入射する。一方、参照光はコー
ナーキューブ３１によシ折返され、ビームスプリッタ−
９２９、結像レンズ３３、ＮＤフィルター３４を介して
エリアセンサー３５に入射する。測定光の波面と参照光
の波面とは、コーナーキューブ３０．３１の位置関係に
よって互いに、光軸に直交する方向へずれており、エリ
アセンサー３５上で、両光束が重なシ合う部分に干渉パ
ターンが生ずる。Now, the beam splitter 29 separates the incident information light into measurement light and reference light. Temporarily, shutter 36
Assuming that the optical path in which the is provided is the measurement light optical path, the measurement light is reflected by the corner cube 30 and enters the area sensor 35 via the beam splinter 29, the imaging lens 33, and the ND filter 34. On the other hand, the reference beam is reflected by the corner cube 31 and sent to the beam splitter.
929, enters the area sensor 35 via the imaging lens 33 and ND filter 34. The wavefront of the measurement light and the wavefront of the reference light are shifted from each other in the direction perpendicular to the optical axis due to the positional relationship of the corner cubes 30 and 31, and interference occurs on the area sensor 35 where the two light beams overlap. A pattern emerges.

ピエゾ素子３２により、参照光光路を微小距離ずつ変化
させて縞走査を行ない、エリアセンサー３５の出力に所
定の演算を施して、被測定物Ｏｂｌの表面形状を特定す
る。The piezo element 32 performs fringe scanning by changing the optical path of the reference light by small distances, and performs a predetermined calculation on the output of the area sensor 35 to identify the surface shape of the object to be measured Obl.

さて、被測定物Ｏｂｌの被測定面が球面であるときは、
シャッター３６を閉ざし、かわってシャッター３７を開
放する。こうすると、第１図の光学系は、全体として、
縞走査トワイマングリーン型干渉測定装置となる。Now, when the surface to be measured of the object to be measured Obl is a spherical surface,
The shutter 36 is closed and the shutter 37 is opened instead. In this way, the optical system shown in Fig. 1 as a whole becomes
It becomes a fringe scanning Twyman Green type interferometer.

照明光の１部は、ビームスプリッタ−２６−１によシ分
離して、参照用平面鏡２６−２に入射し、反射されると
、再びビームスプリッタ−２６−１にもどシ、情報光と
同一光軸の光となってビームスプリッタ−２５、リレー
レンズ２８、ビームスプリンター２９を介してコーナー
キ一一：ヴ３１に入射し、コーナーキューブ３１に折返
されたのち、ビームスプリンター２９、結像レン、（３
３、ＮＤフィルター３４を介してエリアセンサーに入射
する。A part of the illumination light is separated by the beam splitter 26-1, enters the reference plane mirror 26-2, and when reflected, returns to the beam splitter 26-1, which is the same as the information light. The light on the optical axis enters the corner cube 31 via the beam splitter 25, the relay lens 28, and the beam splinter 29, and is reflected by the corner cube 31. (3
3. The light enters the area sensor via the ND filter 34.

参照用平面鏡２６−２からの反射光と、情報光とは、エ
リアセンサー３５上で干渉して干渉縞を発生させる。そ
こでピエゾ素子２６−３により参照用平面鏡２６−２を
光軸方向へ高精度に変位させて縞走査を行ない、被測定
物Ｏｂｌの表面形状の球面度を測定する。The reflected light from the reference plane mirror 26-2 and the information light interfere on the area sensor 35 to generate interference fringes. Therefore, the reference plane mirror 26-2 is displaced in the optical axis direction with high precision by the piezo element 26-3 to perform fringe scanning, and the sphericity of the surface shape of the object to be measured Obl is measured.

第２図には、被測定物Ｏｂ２の、測定すべき表面形状が
平面である場合の例を示す。この場合は、コンバーター
レンズ２７′が用いられる。FIG. 2 shows an example in which the surface shape of the object to be measured Ob2 to be measured is a flat surface. In this case, a converter lens 27' is used.

コンバーターレンズ２７’に入射する照明光は、まず、
レンズ２７１によって発散光束とされ、次いで、レンズ
２７２により平行光束とされて被測定面に直交するよう
に入射する。測定の方法は、第１［２＋に即して説明し
たトワイマングリーン型の測定方式と同じである。The illumination light incident on the converter lens 27' is first
The light is converted into a divergent light beam by the lens 271, and then converted into a parallel light beam by the lens 272, which enters the surface to be measured perpendicularly. The measurement method is the same as the Twyman Green type measurement method described in connection with the first [2+.

なお、エリアセンサー３５の駆動制御、シャッター３６
．３７の開閉、ピエゾ素子３２，２６−３の駆動制御、
エリアセンサーの出力に対する演算処理枠ハ、すべてマ
イクロコンピュータ−で行うことができる。In addition, drive control of the area sensor 35, shutter 36
．． 37 opening/closing, drive control of piezo elements 32, 26-3,
The calculation processing frame for the output of the area sensor can all be performed by a microcomputer.

（効　果） 以上、本発明によれば、新規な表面形状測定袋ｊ６を提
供できる。この測定装置では、測定、すべき表面形状が
非球面であるときは、縞走査ンエアリング干渉測定方式
で測定でき、捷だ測定すべき表面形状が球面、平面であ
るときは、縞走査トワイマングリーン型干渉測定方式で
測定できるので、測定すべき表面形状に応じて、精度よ
く測定を行うことができる。(Effects) As described above, according to the present invention, a novel surface shape measuring bag j6 can be provided. With this measuring device, when the surface shape to be measured is aspheric, it can be measured using the fringe scanning and air ring interferometry method, and when the surface shape to be measured is spherical or flat, it can be measured using the fringe scanning Twyman Green method. Since the measurement can be performed using the type interference measurement method, it is possible to perform the measurement with high accuracy depending on the surface shape to be measured.

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

第１図は、本発明の１実施例を示す図、第２図は上記実
施例において平面形状を測定する場合の態様を示す図、
第３図は、縞走査／エアリノブ干渉測定方式を説明する
ための図である。 ｏｂ、○ｂｌ、Ｏｂ２・・・被測定物、２１　レーザー
光源、２７．２７’・コンバーターレンズ、２８　リレ
ーレンズ、３３・・結像レンズ、３０．３１・・コーナ
ーキーーヴ、２６−１・・・光路分割部材としてのビー
ムスプリッタ−１２６−２参照用平面鏡、２６−３・・
変位手段としてのピエゾ素子、３６・第１のシャッター
、３７・・第２のシャノターFIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an aspect when measuring a planar shape in the above embodiment,
FIG. 3 is a diagram for explaining the fringe scanning/airinob interference measurement method. ob, ○bl, Ob2...Object to be measured, 21 Laser light source, 27.27'-Converter lens, 28 Relay lens, 33...Imaging lens, 30.31...Corner keave, 26-1...・Beam splitter as an optical path splitting member - 126-2 reference plane mirror, 26-3...
Piezo element as displacement means, 36. First shutter, 37. Second shutter

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第１および第２の光学系と、第１および第２の７ヤノタ
ーとを有し、 第１の光学系は、被測定物の表面形状を縞走査７工アリ
ング干渉測定方式で測定するための光学系であシ、 第２の光学系は、光路分割部材と、参照用平面鏡と、こ
の参照用平面鏡を光軸方向へ高精度に変位させるための
変位手段とによシ構成され、上記第１のシャッターは、
第１の光学系における測定光光路または参照光光路を開
閉するように配備され、 第２の光学系の光路分割部材は、第１の光学系における
、照明光光路と情報光光路との共通光路部分に配備され
、 第２の光学系の参照用平面鏡は、上記光路分割部材によ
り照明光から分離した光が直交的に入射するように配備
され、 上記第２のシャッターは、第２の光学系における光路分
割部材と参照用平面鏡との間の光路を開閉しうるように
配備されていることを特徴とする、表面形状測定装置。[Scope of Claims] It has first and second optical systems and first and second 7-layer sensors; The second optical system includes an optical path splitting member, a reference plane mirror, and a displacement means for displacing the reference plane mirror with high precision in the optical axis direction. The first shutter is configured as follows.
The optical path splitting member of the second optical system is arranged to open and close the measurement light optical path or the reference light optical path in the first optical system, and the optical path splitting member of the second optical system is arranged to open and close the measurement optical optical path or the reference optical optical path in the first optical system. The reference plane mirror of the second optical system is arranged so that the light separated from the illumination light by the optical path splitting member is orthogonally incident thereon, and the second shutter is arranged in the second optical system. A surface shape measuring device, characterized in that it is arranged to open and close an optical path between an optical path splitting member and a reference plane mirror.