(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一光源からの可干渉光を所定の位置関係で配置された基準面および被検体の被検面に各々入射させ、このとき得られる前記基準面および前記被検面からの反射光により干渉縞を形成させるように構成された干渉計において、
前記被検体が円筒凹状被検面を有するシリンダ被検体である場合に用いるシリンダ干渉計であって、
前記シリンダ被検体を、該シリンダ被検体の母線方向と直交する断面内において該シリンダ被検体の光軸が前記可干渉光の前記円筒凹状被検面への入射方向に対して所定角度をなすように傾斜配置する傾斜配置手段と、
前記円筒凹状被検面の焦点位置に位置する反射面を有するとともに該反射面の法線方向が前記シリンダ被検体の光軸の方向と一致するように配置された平面ミラーとを備えてなることを特徴とするシリンダ干渉計。
【請求項２】
前記平面ミラーが、前記反射面の向きおよび該反射面と前記円筒凹状被検面との間の距離を変更可能に配置されてなることを特徴とする請求項１記載のシリンダ干渉計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、被検体が円筒凹状被検面を有するシリンダ被検体である場合に用いるシリンダ干渉計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レンズ、ミラー、フィルタ等の光学部材の表面形状を非接触で計測評価する装置として種々の干渉計が用いられている。
これら干渉計の多くは、同一光源からの可干渉光を所定の位置関係で配置された基準面および被検体の被検面に各々入射させ、このとき得られる基準面および被検面からの反射光により干渉縞を形成させるように構成されている。
ところが、上記被検体がシリンダ凹レンズやシリンダ凹ミラーのように円筒凹状被検面を有するシリンダ被検体である場合には、その円筒凹状被検面を計測することができる干渉計が従来存在しなかったため、球状被検体の場合と同様に、ニュートンゲージを用いて被検面評価を行っていた。
【０００３】
すなわち、図３に示すように、円筒凹状被検面２ａをシリンダ被検体２の母線方向とこれと直交する方向とに分け、その各々についてニュートンゲージを用意しておき、図４に示すように、母線方向用ニュートンゲージ１０２（細長い直方体形状のもの）を円筒凹状被検面２ａにシリンダ被検体２の母線方向に沿って接触させたときの干渉縞を観察することによりその部分の被検面評価を行い、また、図５に示すように、母線直交方向用ニュートンゲージ１０４（図中２点鎖線で示すニュートンリング１０６を矩形形状に切り出したもの）を円筒凹状被検面２ａにシリンダ被検体２の母線方向と直交する方向に向けて接触させたときの干渉縞を観察することによりその部分の被検面評価を行うようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなニュートンゲージを用いた従来の被検面評価方法においては次のような問題があった。
すなわち、母線方向および母線直交方向のいずれにおいても、線状でしかニュートン干渉縞を観察することができないため、円筒凹状被検面全体にわたって観察するためには上記部分的観察を何度も繰り返す必要があり、被検面評価に長時間を要するという問題があった。
しかも、円筒凹状被検面の曲率が異なるシリンダ被検体に対してはその曲率に応じたニュートンゲージを各別に揃えておく必要があり、この点でも被検面評価が困難なものとなっていた。
【０００５】
また、上記ニュートンゲージを用いた部分的観察では円筒凹状被検面の形状の正確な評価が難しく、ちり緬皺や変曲点等の不良の検出漏れが問題となっていた。
さらに、ニュートンゲージを円筒凹状被検面の所定位置に接触配置することは容易でなく、このため、接触配置の際にニュートンゲージによってシリンダ被検体を損傷させてしまうといった問題も生じていた。
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、シリンダ被検体を損傷させることなく、その円筒凹状被検面の計測評価を簡単かつ正確に行うことを可能とするシリンダ干渉計を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係るシリンダ干渉計は、同一光源からの可干渉光を所定の位置関係で配置された基準面および被検体の被検面に各々入射させ、このとき得られる前記基準面および前記被検面からの反射光により干渉縞を形成させるように構成された干渉計において、
前記被検体が円筒凹状被検面を有するシリンダ被検体である場合に用いるシリンダ干渉計であって、
前記シリンダ被検体を、該シリンダ被検体の母線方向と直交する断面内において該シリンダ被検体の光軸が前記可干渉光の前記円筒凹状被検面への入射方向に対して所定角度をなすように傾斜配置する傾斜配置手段と、
前記円筒凹状被検面の焦点位置に反射面が位置するとともに該反射面の法線方向が前記シリンダ被検体の光軸の方向と一致するように配置された平面ミラーとを備えてなることを特徴とするものである。
【０００７】
上記「所定角度」とは、平面ミラーにより可干渉光の光路が遮られて干渉縞形成に支障をきたしてしまう程は小さくなく、一方、角度をつけることにより収差が発生するがこの収差により干渉縞形成に支障をきたしてしまう程は大きくない角度を意味するものである。
【０００８】
【発明の効果】
上記構成に示すように、本願発明に係るシリンダ干渉計においては、傾斜配置手段によりシリンダ被検体を傾斜配置するようになっているので、その円筒凹状被検面の焦点位置は、該円筒凹状被検面への可干渉光入射方向ではなくこれと所定角度をなす方向にずれて位置することとなるが、この円筒凹状被検面の焦点位置には平面ミラーの反射面が位置しており、この反射面の法線方向はシリンダ被検体の光軸の方向と一致するようになっているので、円筒凹状被検面で反射した可干渉光は、焦点位置に集束するとともに平面ミラーにより反射されて円筒凹状被検面へ戻り、さらに円筒凹状被検面において反射して可干渉光入射方向に戻ることとなる。
【０００９】
このため、円筒凹状被検面での反射光に該円筒凹状被検面の形状の情報を広い範囲にわたって持たせることができ、これにより、該反射光と基準面からの反射光との干渉により生じる干渉縞を計測することによって、円筒凹状被検面の評価を容易に行うことができる。
このように本願発明のシリンダ干渉計においては、上記シリンダ干渉計の創出により円筒凹状被検面の計測評価を非接触で広範囲にわたって行い得るので、シリンダ被検体を損傷させることなく、その円筒凹状被検面の計測評価を簡単かつ正確に行うことができる。
【００１０】
しかも、本願発明のシリンダ干渉計においては、平面ミラーを用いているので、円筒凹状被検面の曲率の大小にかかわらず干渉縞による計測評価が可能となり、この点でも計測評価をより一層容易化することができる。
なお、シリンダ被検体が長尺なために１度では円筒凹状被検面の全体に対して計測評価を行うことができない場合には、シリンダ被検体をその母線方向に順次移動させて複数回に分けて計測評価を行うようにすればよい。
【００１１】
上記構成において、上記「平面ミラー」を、その反射面の向きおよび該反射面と円筒凹状被検面との間の距離を変更可能に配置するようにすれば、シリンダ被検体の配置バラツキ等に応じて平面ミラーの位置・姿勢を微調整することができ、また、円筒凹状被検面の曲率の異なるシリンダ被検体に対しても曲率に応じた平面ミラーの位置・姿勢を設定することもできる。例えば、上記のようにシリンダ被検体をその母線方向に順次移動させて複数回に分けて計測評価を行うような場合にも効果的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本願発明の実施例について説明する。
図１は、本願発明に係るシリンダ干渉計の一実施例の要部を示す側面図であり、図２は、上記シリンダ干渉計の表示装置を示す正面図である。
これらの図に示すように、シリンダ干渉計１０は、円筒凹状被検面２ａを有するシリンダ被検体２（図３参照）の計測評価に用いられるシリンダ干渉計であって、本体１２と、図示しない傾斜配置手段と、平面ミラー１４と、表示装置１８とを備えている。
【００１３】
上記本体１２は、フィゾー干渉計の本体を用いており、その基準レンズ１６は平行平面板からなり、その外側面が基準面１６ａを構成している。そして、この本体１２は、平行な可干渉光を基準面１６ａから図中右方に透過光として射出するとともに、その一部を基準面１６ａで反射させるようになっている。
上記基準レンズ１６の光軸Ａ上には、上記シリンダ被検体２が配置されている。このシリンダ被検体２は、上記傾斜配置手段により、該シリンダ被検体２の母線方向と直交する断面内において該シリンダ被検体２の光軸Ｂが可干渉光の円筒凹状被検面２ａへの入射方向（すなわち光軸Ａの方向）に対して所定角度θをなすように傾斜配置されている。
【００１４】
上記平面ミラー１４は、円筒凹状被検面２ａの焦点位置（すなわち、シリンダ被検体２の光軸Ｂ上で、円筒凹状被検面２ａからＲ/２の距離（Ｒ：曲率直径）の位置）にその反射面１４ａが位置するとともに該反射面１４ａの法線方向がシリンダ被検体２の光軸Ｂの方向と一致するように配置されている。これを実現するための平面ミラー１４の位置・姿勢の調整は、図示しないミラー位置調整手段により行われるようになっている。すなわち、平面ミラー１４は、光軸Ａから外れた位置に配されており、図示矢印のように、光軸Ａと平行な方向に移動可能かつ光軸Ｂと直交する２軸回りに回動可能に配置されており、これにより、その反射面１４ａの向きおよび該反射面１４ａと円筒凹状被検面２ａとの間の距離を変更可能に配置されている。
【００１５】
以上詳述したように、本実施例においては、傾斜配置手段によりシリンダ被検体２を傾斜配置するようになっているので、その円筒凹状被検面２ａの焦点位置は、該円筒凹状被検面２ａへの可干渉光入射方向（Ａ）ではなくこれと所定角度θをなす方向にずれて位置することとなるが、この円筒凹状被検面２ａの焦点位置には平面ミラー１４の反射面１４ａが位置しており、この反射面１４ａの法線方向はシリンダ被検体２の光軸の方向（Ｂ）と一致するようになっているので、円筒凹状被検面２ａで反射した可干渉光は、焦点位置に集束するとともに平面ミラー１４により反射されて円筒凹状被検面２ａへ戻り、さらに円筒凹状被検面２ａにおいて反射して可干渉光入射方向に戻ることとなる。そして、この戻り光と上記基準面１６ａでの反射光とにより、図２に示すように、表示装置１８の表示部１８ａには干渉縞が形成されることとなる。
【００１６】
したがって、本実施例に係るシリンダ干渉計１０においては、円筒凹状被検面２ａでの反射光に該円筒凹状被検面２ａの形状の情報を広い範囲にわたって持たせることができ、このため、該反射光と基準面１６ａからの反射光との干渉縞を計測することにより、円筒凹状被検面２ａの評価を容易に行うことができる。
このように本実施例においては、円筒凹状被検面２ａの計測評価を非接触で広範囲にわたって行い得るので、シリンダ被検体２ａを損傷させることなく、その円筒凹状被検面２ａの計測評価を簡単かつ正確に行うことができる。
しかも、本実施例においては、平面ミラー１４を用いているので、円筒凹状被検面２ａの曲率の大小にかかわらず干渉縞による計測評価が可能となり、この点でも計測評価をより一層容易化することができる。
【００１７】
上記実施例において、上記シリンダ被検体２は長尺であり、１度では円筒凹状被検面２ａの全体に対して計測評価を行うことができないので、シリンダ被検体２をその母線方向に順次移動させることにより複数回に分けて計測評価が行われることとなる。その際、上記母線方向移動は手動で行ってもよいが、スライド機構等を用いて自動的に行うようにすれば、計測を連続的かつ正確に行うことができる。
【００１８】
図６は、本実施例に係るシリンダ干渉計１０により実際に円筒凹状被検面２ａの計測評価を行った際に得られた干渉縞を示す図であって、（A),(B)はOK品に対する干渉縞を示すものであり、(C),(D),(E)はNG品に対する干渉縞を示すものである。なお、上記(D)は被検面２ａの母線方向中央部分の計測結果を示すものであり、上記(C),(E)は各々被検面２ａの母線方向両端部分の計測結果を示すものである。
OK品に対する計測結果を示す図６（A),(B)では干渉縞にちぢれが生じていないのに対し、NG品に対する計測結果を示す図６(C),(D),(E)では干渉縞にちぢれが生じている。このような、干渉縞にちぢれが生じているものについては被検面２aがちり緬状態となっており、この円筒凹状被検面２ａを有するミラ−あるいはレンズを結像用として用いた場合には、形成された画像上にムラが生じることになる。
【００１９】
なお、上記シリンダ干渉計１０において、鮮明な干渉縞を得るためには、基準レンズ１６の基準面１６ａの反射率を次のように設定するのが好ましい。すなわち、シリンダ被検体２がシリンダ凹ミラーの場合には、その円筒凹状被検面２ａにアルミ増反射膜等のコーティングが施されており、その反射率は高いものとなるので、基準レンズ１６の基準面１６ａの反射率も高く設定するのが好ましく、一方、シリンダ被検体２がシリンダ凹レンズの場合には、その反射率は低いものとなるので、基準レンズ１６の基準面１６ａの反射率も低く設定するのが好ましい。
【００２０】
本願発明のシリンダ干渉計としては上記実施例のものに限られず種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施例においては、フィゾー干渉計の場合について説明しているが、円筒凹状被検面２ａへの可干渉光の入射方向と該円筒凹状被検面２ａからの最終反射光の方向とが１８０度をなすタイプの干渉計であれば、マイケルソン干渉計等の他の干渉計にも本発明の構成が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るシリンダ干渉計の一実施例の要部を示す側面図
【図２】上記シリンダ干渉計の表示装置を示す正面図
【図３】シリンダ被検体を示す斜視図
【図４】ニュートンゲージを用いた従来の被検面評価方法を示す図
【図５】ニュートンゲージを用いた従来の被検面評価方法を示す図
【図６】上記実施例に係るシリンダ干渉計により実際に円筒凹状被検面の計測評価を行った際に得られた干渉縞を示す図面（写真のコピ−）
【符号の説明】
２    被検体
２ａ  円筒凹状被検面
１０    シリンダ干渉計
１２    本体
１４    平面ミラー
１４ａ  反射面
１６    基準レンズ
１６ａ  基準面
１８    表示装置
１８ａ  画面
【図１】
0003635543.tif 000002
【図２】
0003635543.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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