(57)【要約】【課題】干渉計において被検体を効率よく交換できるとともに、簡素な構成であっても被検体と干渉計本体部との間の位置調整を容易に行うことができるようにする。【解決手段】干渉計１は、被検面１０ａの球心Ｒを軸線Ｏ上に保持する保持突起５と、光源からの可干渉光束を、被検面１０ａに照射する測定光束と参照面で反射された参照光束とに分割して、測定光束による被検面１０ａでの反射光束と参照光束とを干渉させる干渉光学系を収容する干渉計本体部１４と、干渉計本体部１４を保持突起５に対向する位置に配置する架台部２と、干渉計本体部１４を少なくとも軸線Ｏに直交する方向に移動可能に保持し干渉光学系の光軸Ｌを軸線Ｏに対して位置合わせする調整機構２０と、保持突起５を保持し軸線Ｏに沿う方向に移動可能に設けられた可動保持台６と、を備え、調整機構２０と可動保持台６とにより、被検レンズ１０と干渉計本体部１４との位置関係を調整する。【選択図】図１
2011133326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が備える被検面の曲率中心を一定方向に延びる軸線上に保持する被検体保持部と、
光源から出射された可干渉光束を、前記被検体保持部に保持された前記被検体の被検面に照射する測定光束と参照面で反射された参照光束とに分割して、前記測定光束による前記被検面での反射光束と前記参照光束とを干渉させる干渉光学系を収容する干渉計本体部と、
該干渉計本体部を前記被検体保持部に対向する位置に配置する架台部と、
該架台部に設けられ、前記干渉計本体部を少なくとも前記軸線に直交する方向に移動可能に保持し前記干渉光学系の光軸を前記軸線に対して位置合わせする調整機構と、
前記被検体保持部を保持するとともに、前記架台部に対して前記軸線に沿う方向に移動可能に設けられた可動保持台と、
を備え、
前記調整機構と前記可動架台とにより、前記被検体と前記干渉計本体部との位置関係を調整することを特徴とする干渉計。
【請求項２】
前記調整機構は、
前記可動保持台の移動可能範囲よりも狭い範囲で、前記軸線に沿う方向における前記干渉計本体部の位置調整を行う軸方向位置調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の干渉計。
【請求項３】
前記調整機構は、
前記干渉光学系のうち前記参照面を含む参照光学系の傾きを調整する傾き調整部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の干渉計。
【請求項４】
前記被検体保持部は、前記被検面を鉛直下方に向けて前記被検体を保持し、
前記干渉系本体部は、前記被検体保持部の鉛直下方側に配置されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の干渉計。
【請求項５】
前記可動保持台は、移動方向に直交する方向の両端部で、それぞれ移動方向に沿って延ばされた案内部材にスライド移動可能に支持されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、干渉計では、干渉光学系の光軸に対して被検体の位置、姿勢を調整することにより、干渉光学系の位置は固定した状態で干渉測定を行う場合が多いが、被検体の保持状態を一定に保ち、被検体に対して干渉光学系を含む干渉計本体部を移動させるようにした干渉計が提案されている。
例えば、特許文献１には、このような干渉計として、干渉計本体における基準レンズからの反射光と、被検物体からの反射光との間で干渉縞を発生させることにより被検物体の表面状態の検査を行うものであり、この被検物の被検面は球面形状を有するものであり、被検面の曲率半径が異なる複数種類の被検物の検査を行えるようにした装置において、前記複数種類の被検物体が着脱可能にセットされるマウント部を所定の位置に固定的に設置し、前記干渉計本体は、前記マウント部の下部位置に配置され、その基準レンズを前記マウント部に近接・離間する方向に位置調整を行う光軸方向位置調整機構と、光軸と直交する方向に位置調整を行う光軸ずれ調整機構とからなる調整手段に支承させて設ける構成としたことを特徴とする干渉計装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３４８４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の干渉計には以下のような問題があった。
従来の被検体を位置、姿勢を調整する干渉計では、被検体を交換する場合に各被検体がセットされる位置、姿勢が変化するため、被検体が変わるごとに、被検体の位置、姿勢を調整する必要がある。このため、測定の効率が悪いという問題がある。また、特許文献１にも指摘されているように測定の自動化にも適していない。
特許文献１に記載の技術では、被検物体（被検体）を保持するマウント部は所定の位置に固定されるため被検体の交換は容易となるものの、移動させる干渉計本体（干渉計本体部）は、被検体に比べて大型で重いため、特に移動ストロークを被検体の種類に応じて幅広く取る必要がある光軸方向の移動機構が大型化するという問題がある。また、高荷重に対応するモーターやボールねじ等の駆動機構が必要となるため高価な装置になってしまうという問題がある。
また、安価な装置とするため、干渉計本体を手動で移動させるようにすると、被検体を移動させる場合に比べて作業者の負担が大きくなり、作業効率も悪くなってしまうという問題がある。
さらに、重い干渉計本体を移動させるため、干渉計としての重心が移動するため、重心の位置によっては、振動に対して脆弱になるという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被検体を効率よく交換できるとともに、簡素な構成であっても被検体と干渉計本体部との間の位置調整を容易に行うことができる干渉計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、被検体が備える被検面の曲率中心を一定方向に延びる軸線上に保持する被検体保持部と、光源から出射された可干渉光束を、前記被検体保持部に保持された前記被検体の被検面に照射する測定光束と参照面で反射された参照光束とに分割して、前記測定光束による前記被検面での反射光束と前記参照光束とを干渉させる干渉光学系を収容する干渉計本体部と、該干渉計本体部を前記被検体保持部に対向する位置に配置する架台部と、該架台部に設けられ、前記干渉計本体部を少なくとも前記軸線に直交する方向に移動可能に保持し前記干渉光学系の光軸を前記軸線に対して位置合わせする調整機構と、前記被検体保持部を保持するとともに、前記架台部に対して前記軸線に沿う方向に移動可能に設けられた可動保持台と、を備え、前記調整機構と前記可動架台とにより、前記被検体と前記干渉計本体部との位置関係を調整する構成とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の干渉計において、前記調整機構は、前記可動保持台の移動可能範囲よりも狭い範囲で、前記軸線に沿う方向における前記干渉計本体部の位置調整を行う軸方向位置調整部を備える構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の干渉計において、前記調整機構は、前記干渉光学系のうち前記参照面を含む参照光学系の傾きを調整する傾き調整部を備える構成とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の干渉計において、前記被検体保持部は、前記被検面を鉛直下方に向けて前記被検体を保持し、前記干渉系本体部は、前記被検体保持部の鉛直下方側に配置された構成とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の干渉計において、前記可動保持台は、移動方向に直交する方向の両端部で、それぞれ移動方向に沿って延ばされた案内部材にスライド移動可能に支持された構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の干渉計によれば、被検体保持部によって被検面の曲率中心を一定方向に延びる軸線上に保持することができ、可動保持台によって被検体を移動させてこの軸線に沿う方向の位置調整のみを行い、この軸線に干渉光学系の光軸を位置合わせする調整は干渉計本体部で行うことにより、相対的に重い干渉計本体部の上下方向の移動量を低減することができるため、被検体を効率よく交換できるとともに、簡素な構成であっても被検体と干渉計本体部との間の位置調整を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る干渉計の概略構成を示す正面視の模式的な正面図である。
【図２】図１のＡ視の部分平面図、そのＣ−Ｃ断面図、およびＤ−Ｄ断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る干渉計の干渉光学系の模式的な光路図である。
【図４】図１のＢ視の平面図、およびそのＥ−Ｅ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る干渉計について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る干渉計の概略構成を示す正面視の模式的な正面図である。図２（ａ）は、図１におけるＡ視の部分平面図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図２（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。図３は、本発明の実施形態に係る干渉計の干渉光学系の模式的な光路図である。図４（ａ）は、図１におけるＢ視の平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。
なお、各図は模式図であり、見易さのために各部材の大きさや形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１４】
本実施形態の干渉計１は、図１に示すように、光学素子の曲率を有する面を被検面として、高精度に形成された参照面に対する被検面の形状誤差を可干渉光束による干渉縞画像から測定するものである。
被検体としては、例えばレンズやミラーなどの適宜の光学素子を採用することができるが、以下では、一例として、両凸の球面レンズである被検レンズ１０を採用し、被検レンズ１０の一方の凸球面が被検面１０ａであるとして説明する。
干渉計１の概略構成は、図１に示すように、架台部２、被検体搭載部４、干渉計本体部１４、および調整機構２０を備える。
【００１５】
架台部２は、床面Ｆに配置された板状の基台２ａと、基台２ａ上に立設された複数の支柱２ｂと、これら複数の支柱２ｂ上で水平方向に架設され架設方向に長く形成された板状の固定板２ｃとを備える。
【００１６】
固定板２ｃの長手方向の中心部には、後述する干渉計本体部１４を水平方向に隙間をあけて鉛直方向に貫通させるため、短手方向の一方の側面（図１の紙面奥側）から平面視Ｕ字状に切り欠かれたＵ字切欠き部２ｄ（図４（ａ）、（ｂ）参照）が設けられている。
また、固定板２ｃの長手方向の中央部には、後述する調整ねじ取付部２４を固定するため短手方向の他方の側面から短手方向に延出された突片部２ｆ（図４（ｂ）参照）が設けられている。
また、固定板２ｃ上には、２本の案内シャフト３（案内部材）がそれぞれ水平方向に離間して鉛直方向に沿って延ばされている。案内シャフト３の外周面には、軸方向の真直度および軸方向に沿う平滑性が良好なスライド面が形成されている。
各案内シャフト３の上端部は、水平方向に渡された天板１１によって固定されており、これにより、各案内シャフト３の水平方向の間隔は、少なくとも固定板２ｃと天板１１との間で一定に保たれている。
案内シャフト３の形状は、スプライン軸を採用してもよいが、本実施形態では円柱軸を採用している。
【００１７】
支柱２ｂと案内シャフト３とは、別部材としてそれぞれの水平方向の配置位置や配置本数が異なるようにしてもよい。
ただし、本実施形態では、案内シャフト３の下端部を固定板２ｃに貫通させて基台２ａまで延ばすことにより、固定板２ｃと基台２ａとの間に延在する案内シャフト３の部分が、固定板２ｃを支持する支柱２ｂを兼ねる構成としている。
このため、固定板２ｃを貫通した案内シャフト３の外周部の所定の位置にＶ字状の溝（不図示）が設けられ、この溝に固定板２ｃの側面から止めネジをねじ込むことにより、案内シャフト３に固定板２ｃが固定されている。
【００１８】
また、案内シャフト３の固定板２ｃよりも上側の長さは、測定対象である被検面１０ａの曲率半径分布に応じて、十分余裕のある長さに設定する。例えば、曲率半径の違いに対応して、３００ｍｍ程度以上にしておくことが好ましい。
【００１９】
被検体搭載部４は、固定板２ｃと天板１１との間で、被検面１０ａの曲率中心を一定の軸線Ｏ上に保持するとともに、被検レンズ１０を軸線Ｏに沿って移動可能に保持するものである。
被検体搭載部４による軸方向移動は、干渉計本体部１４から出射された測定光束（後述するレーザ光Ｌ２）の集光位置を被検面１０ａの曲率中心である球心Ｒに位置合わせするために行うが、本実施形態では、厳密な位置合わせは、後述する調整機構２０によって行うようにしている。このため、被検体搭載部４は、被検面１０ａの球心Ｒを測定光束の集光位置に近い位置に位置合わせすることを目的としており、調整機構２０の調整ストロークに比べて長い調整ストロークを備える。
【００２０】
被検体搭載部４の概略構成は、被検レンズ１０の被検面１０ａを被検レンズ１０のレンズ径よりも小さい一定の円径を有する先端部で保持する円環状の保持突起５（被検体保持部）と、保持突起５を保持するため各案内シャフト３を両端部に貫通させて水平方向に配置された板状の可動保持台６と、可動保持台６の両端部を各案内シャフト３の軸方向に沿ってそれぞれスライド移動可能に保持するリニアブッシュ７とを備える。
【００２１】
保持突起５の形状は、被検レンズ１０を鉛直上方から載置したときに、鉛直下方に向けられた被検面１０ａを円状に線接触して支持することができれば、適宜の形状を採用することができる。本実施形態では、保持突起５の中心軸を含む断面形状は、図２（ｃ）に示すように、可動保持台６の上面側では上側に細る台形状とされ、先端内側の頂点部Ｐが可動保持台６から同一の高さに位置するように可動保持台６に固定されている。
このため、被検面１０ａが頂点部Ｐによって保持されると、被検面１０ａの球心Ｒは、頂点部Ｐの円周の中心を通る鉛直軸である軸線Ｏ上に位置することになる。
なお、保持突起５の形状は少なくとも３つの突起をもち、その先端部で被検面１０ａを保持する構造も採用することができる。
【００２２】
可動保持台６の形状は、図１に示すように左右対称であり、その平面視形状は、図２（ａ）に図１の左端側を省略して図示したように、案内シャフト３が対向する方向に細長い略矩形状に形成されている。
可動保持台６の長手方向の中央部には、各案内シャフト３から等距離にある鉛直軸に沿う軸線に同軸となる位置において板厚方向に貫通する貫通孔６ａが設けられている。この貫通孔６ａの縁部の近傍に、上記のような位置関係において保持突起５が固定されている。
貫通孔６ａの内径は、後述するレーザ光Ｌ２を、被検面１０ａの測定範囲内に鉛直下方側から照射できる大きさに設けられている。
本実施形態では、保持突起５の水平方向の配置は、保持突起５によって決まる軸線Ｏが各案内シャフト３から等距離にある鉛直軸に沿う軸線に同軸となるように設定されている。このため、軸線Ｏは、貫通孔６ａの中心軸とも同軸に整列されている。
【００２３】
また、平面視の両端部には、それぞれ、案内シャフト３を挿通させる板厚方向の貫通孔であるブッシュ取付部６ｂと、可動保持台６の長手方向側の側面から長手方向の外側に突出され、短手方向に隙間をあけて対向する突片部６ｃ、６ｄが設けられている。また、突片部６ｃ、６ｄには、突片部６ｃを挟んで突片部６ｄに螺合される固定ねじ９が設けられている。
【００２４】
突片部６ｃ、６ｄの間の隙間は、長手方向に沿ってブッシュ取付部６ｂの内部にまで貫通されており、ブッシュ取付部６ｂを周方向に離間させてＣ字溝状とするすり割部６ｅを構成している。
突片部６ｃには、固定ねじ９を挿通させるため、可動保持台６の短手方向に沿って水平方向に貫通する貫通孔６ｆが形成されている。また、突片部６ｄには、貫通孔６ｆと同軸となる位置に貫通して雌ねじ部６ｇが形成され、貫通孔６ｆに挿通された固定ねじ９を螺合できるようになっている。
【００２５】
また、ブッシュ取付部６ｂの内周面には、内径が案内シャフト３の外径よりもわずかに大きいＣ字状に形成され、案内シャフト３を傷つけることなく摺動できるスライドブッシュ８ａが、Ｃ字状の開口部をすり割部６ｅの隙間に合わせた位置関係に嵌め込んで固定されている。
スライドブッシュ８ａの材質としては、弾性変形可能な樹脂材料や金属材料を採用することができる。
【００２６】
リニアブッシュ７は、案内シャフト３に外嵌して、案内シャフト３の軸方向に沿って滑らかにスライド移動するスライド部７ａと、可動保持台６の上面において可動保持台６と固定するためのフランジ部である固定部７ｂを備える。
スライド部７ａは、案内シャフト３とガタつきなく嵌合して、軸方向に滑らかに移動できれば、適宜構造のリニアベアリングを採用することができる。例えば、複数のボールを軸方向および周方向に配置して軸方向に転動させるリニアボールベアリングを採用することができる。
固定部７ｂは、例えば、ねじ３０などによって可動保持台６に固定される。ただし、固定ねじ９を締め付けたときに、ブッシュ取付部６ｂの内径が、ある程度、縮径できるような位置で固定する。
【００２７】
このような構成により、各案内シャフト３は、それぞれスライドブッシュ８ａの内側に挿通された状態で、可動保持台６の厚さ方向に貫通されている。
スライドブッシュ８ａ、突片部６ｃ、６ｄ、固定ねじ９は、可動保持台６を案内シャフト３上の適宜位置に固定するロック機構８を構成している。
可動保持台６は、ロック機構８によるロックが解除された状態では、固定板２ｃ上に伸ばされた案内シャフト３の長さの範囲で、案内シャフト３の軸方向に沿って移動できるようになっている。
可動保持台６上には、実質的に被検レンズ１０しか載置されず、従来技術のように被検レンズ１０を位置調整するステージ等の重量物が載置されていないため、可動保持台６は、従来に比べて軽量かつ小型に形成することができる。
【００２８】
また、本実施形態では、図１に示すように、被検体搭載部４の落下防止のため、ワイヤ１２ａと、ワイヤ巻き取り部１２ｂとからなる落下防止機構１２が設けられている。
ワイヤ１２ａは、一端側は可動保持台６の長手方向の端部に固定されている。ワイヤ１２ａの他端側は、天板１１上に配置されたワイヤ巻き取り部１２ｂに巻き取られている。
ワイヤ巻き取り部１２ｂの巻上げ力は、可動保持台６の重量と同等の巻上げ力に調整されて、つり合い状態になっている。
このため、被検体搭載部４は外力を加えない状態では上下方向の一定位置に保持され、自重で落下することが防止されている。また、被検体搭載部４を上下方向に押すとわずかな力でも押圧方向に移動させることができるようになっている。
【００２９】
干渉計本体部１４は、光源から出射された可干渉光束を、被検面に照射する測定光束と参照面で反射された参照光束とに分割して、測定光束による被検面での反射光束と参照光束とを干渉させる干渉光学系を収容してなるものである。
干渉光学系は、干渉計に用いられる光学系であれば、特に限定されないが、本実施形態では、図３に示すように、一例として、フィゾー型の干渉光学系５０を採用している。
干渉光学系５０は、レーザ光源１５（光源）、ビームスプリッタ１６、コリメータレンズ１７、参照レンズ１８（参照光学系）、および撮像部１９を備える。
本実施形態の干渉計本体部１４は、参照レンズ１８を収容する略円筒状の鏡筒１４Ａと、干渉光学系５０のうち参照レンズ１８を除く各部材を互いに位置決めした状態で保持する略円筒状の鏡筒１４Ｂとの２体に分割された構造を有している。
鏡筒１４Ａは、図１に示すように、略円筒状で一端側（図示下側）に、後述する調整機構２０のチルトステージ２７の上端部に着脱可能に係合するアリ形状を有する係合部１４ａを備えている。これにより、被検レンズ１０の形状に合わせて、参照レンズ１８を容易に交換できるようになっている。
また、鏡筒１４Ｂは、図１、図４（ｂ）に示すように、鏡筒１４Ｂの軸方向を鉛直方向に合わせた状態で、後述する調整機構２０のＸＹステージ２６に固定されている。
すなわち、図３に示すように、鏡筒１４Ｂの内部には、鏡筒１４Ｂの軸線方向に沿って、コリメータレンズ１７、ビームスプリッタ１６、および撮像部１９がこの順に配置されている。また、レーザ光源１５は、ビームスプリッタ１６の側方であって、発光位置がコリメータレンズ１７の焦点位置に一致する位置に配置されている。
【００３０】
レーザ光源１５は、可干渉光束であるレーザ光Ｌ１を発散光束として発生する光源であり、例えば、レーザダイオードを採用することができる。
ビームスプリッタ１６は、レーザ光源１５から出射されたレーザ光Ｌ１をコリメータレンズ１７側に反射するとともに、コリメータレンズ１７側から入射するレーザ光を撮像部１９側に透過させる光路分岐素子である。
コリメータレンズ１７は、ビームスプリッタ１６で反射されたレーザ光Ｌ１を集光して平行光束にするための光学素子である。
【００３１】
参照レンズ１８は、フィゾー型の干渉光学系を構成するためのフィゾーレンズであり、コリメータレンズ１７から出射された平行光束であるレーザ光Ｌ１の一部をレーザ光Ｌ２として集光しつつ透過させ、測定光束として、被検レンズ１０の被検面１０ａに向けて照射させるとともに、被検面１０ａで反射された被検面反射光束Ｌ３（被検面での反射光束）を集光してコリメータレンズ１７側に導くレンズである。
参照レンズ１８は、レーザ光Ｌ２が集光位置に向けて出射される最終レンズ面として、高精度な球面からなる参照面１８ａを備える。
また、参照面１８ａでは、レーザ光Ｌ１の他の部分が、コリメータレンズ１７側に向かって参照面反射光束Ｌ４として反射される。
被検面反射光束Ｌ３および参照面反射光束Ｌ４は、参照面１８ａと被検面１０ａとの間の光路差に応じて干渉を起こし、コリメータレンズ１７によって集光され、ビームスプリッタ１６を透過して撮像部１９に導かれる。
【００３２】
撮像部１９は、コリメータレンズ１７によって集光された被検面反射光束Ｌ３、参照面反射光束Ｌ４を適宜倍率で投射する撮像レンズ１９ａと、撮像レンズ１９ａによって投射された光束による光像を撮像する撮像素子１９ｂとを備える。
撮像素子１９ｂは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子などの撮像素子を採用することができる。また、撮像素子１９ｂで光電変換された映像信号は、モニタ５１に送出され、モニタ５１の表示画面に表示できるようになっている。
【００３３】
このような干渉光学系５０において、コリメータレンズ１７、撮像レンズ１９ａはそれぞれのレンズ光軸が同軸に配置され、本実施形態で、鏡筒１４Ｂの外形の中心軸に整列するように予め調整されている。そして、レーザ光源１５は、レーザ光Ｌ１の光軸がビームスプリッタ１６によって反射されて、これらのレンズ光軸と整列する位置に入射される位置関係に調整されている。参照レンズ１８のレンズ光軸は、後述する調整機構２０によって、コリメータレンズ１７のレンズ光軸に対して位置合わせできるようになっている。
干渉光学系５０の光軸Ｌは、レーザ光Ｌ１の軸上主光線によって規定される。
【００３４】
調整機構２０は、干渉光学系５０の光軸Ｌを、軸線Ｏに対して位置合わせするため、干渉計本体部１４を、少なくとも軸線Ｏに直交する方向に位置調整（以下、光軸位置調整と称する）するものである。本実施形態の調整機構２０では、光軸位置調整の他に、参照レンズ１８の傾きの調整（以下、傾き調整と称する）と、軸線Ｏに沿う方向の位置調整（以下、軸方向位置調整と称する）とを併せて行える構成としている。
調整機構２０の概略構成は、図１、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、チルトステージ２７（傾き調整部）、ＸＹステージ２６、および高さ調整部４０（軸方向位置調整部）を備える。なお、図４（ｂ）では、見易さのため、ＸＹステージ２６、チルトステージ２７、および干渉計本体部１４は、模式化した上で二点鎖線によって示している。
【００３５】
チルトステージ２７は、参照レンズ１８の傾き調整をするために、チルトステージ２７の上面側に鏡筒１４Ａを介して参照レンズ１８を保持し、参照レンズ１８の保持姿勢の傾きを調整するものであり、ＸＹステージ２６の上面側に固定されている。また、チルトステージ２７の側面には、２軸方向の傾き量を調整するチルト調整つまみ２７ａ、２７ｂが突出して設けられている。
チルトステージ２７の具体的な構成は、参照レンズ１８を上面側に保持した状態で傾きの調整を行うことができれば、特に限定されない。
例えば、ＸＹステージ２６上に固定し、光束を通過可能な孔部を有する固定板と、固定板上で傾斜角可変に支持され、中心部に光束を通過可能な孔部を有する傾斜板と、側方に設けられたチルト調整つまみ２７ａの回転量に応じて、固定板に対する傾斜板の傾斜姿勢を変化させる傾斜駆動機構を備える構成を採用することができる。傾斜駆動機構としては、チルト調整つまみ２７ａの進退運動に連動して、傾斜板を傾動調整する機構を挙げることができる。
またチルトステージ２７の傾斜板には、鏡筒１４Ａの係合部１４ａが係合されるアリ溝形状を有する被係合部２７ｄ（図１、図４（ａ）参照）が設けられている。
ここで、本実施形態では参照レンズ１８の係合部はアリ溝形状としたが、ねじ込み形状やフック形状などを採用することもでき、特に限定されない。
【００３６】
ＸＹステージ２６は、上面側の可動ステージ部２６ｄを、下面側の固定ステージ部２６ｅ（図４（ｂ）参照）に対して、水平面内の互いに直交する２軸方向にそれぞれ移動可能に保持し、これにより光軸位置調整を行うものである。
固定ステージ部２６ｅは高さ調整部４０の上面に固定されている。また、可動ステージ部２６ｄの下面側には、鏡筒１４Ｂが固定されている。また、ＸＹステージ２６の中心部には、ＸＹステージ２６の可動範囲において、干渉計本体部１４を上下方向に挿通させることができる大きさに開口された貫通孔部２６ｃが設けられている。
ＸＹステージ２６の構成としては、穴付きのＸＹステージを採用することができる。
ＸＹステージ２６の可動範囲は、被検体搭載部４と干渉計本体部１４との組み付け誤差により相対的な位置ずれを補正できる程度、例えば、数ｍｍ程度あればよい。
本実施形態では、ＸＹステージ２６の側面に位置調整つまみ２６ａ、２６ｂを有し、これらを手動によって回転させることにより、位置調整つまみ２６ａ、２６ｂが水平方向に進退し、この進退動作に連動して、ＸＹステージ２６の可動ステージ部２６ｄを移動できるようになっている。
【００３７】
高さ調整部４０は、干渉計本体部１４の軸方向位置調整を行うものである。この軸方向位置調整は、被検体搭載部４の移動によって、レーザ光Ｌ２の集光位置が被検面１０ａの球心に略一致された後に、レーザ光Ｌ２の集光位置をより正確に球心に一致させることを目的としている。
したがって、高さ調整部４０による軸方向の調整範囲は、被検体搭載部４による可動保持台６の移動可能範囲より狭い範囲に設定される。例えば、±３ｍｍの範囲を微小移動できるようにする。
【００３８】
高さ調整部４０の概略構成は、昇降板２３、傾斜可動板２２、支点部２１、高さ調整つまみ２８、および調整ねじ取付部２４を備える。
昇降板２３は、固定板２ｃと略同様の大きさの矩形状とされ、長手方向の中心部には、干渉計本体部１４を隙間をあけて挿通させるため、Ｕ字切欠き部２ｄと略重なる範囲に同様な大きさの開口部２３ａが設けられている。
昇降板２３は、高さ調整部４０の最上面を構成するもので、開口部２３ａの近傍の上面には、ＸＹステージ２６の固定ステージ部２６ｅが固定されている。
昇降板２３の長手方向の両端部には、それぞれ、案内シャフト３を貫通させる不図示の貫通孔が設けられ、昇降板２３の上面側にこの貫通孔と同軸となる位置に、案内シャフト３の軸方向に沿ってスライド移動可能に嵌合されたリニアブッシュ２９が固定されている。
リニアブッシュ２９は、リニアブッシュ７のスライド部７ａと同様の構成を有するスライド部２９ａを備えている。
これらリニアブッシュ２９が、案内シャフト３にスライド移動可能に外嵌されることで、昇降板２３は、鉛直軸および軸線Ｏに平行な案内シャフト３の軸線に直交する姿勢を保って円滑に移動することができるようになっている。
【００３９】
傾斜可動板２２は、昇降板２３を下面側から付勢するてこ部材を構成するもので、一端側が昇降板２３と固定板２ｃとの間に配置され、他端側が昇降板２３、固定板２ｃの短手方向の側面から固定板２ｃの突片部２ｆに重なる範囲まで延出された板部材である。
傾斜可動板２２は、昇降板２３の開口部２３ａ、固定板２ｃのＵ字切欠き部２ｄと重なる範囲にこれらと略同じ大きさのＵ字切欠き部２２ａが形成されている。
傾斜可動板２２の上面においてＵ字切欠き部２２ａの両側側には、昇降板２３の下面に点状に当接して、てこの作用点を構成する押圧突起２５がそれぞれ設けられている。これら押圧突起２５は、平面視において案内シャフト３の中心軸を結ぶ直線Ｓ（図４（ａ）参照）上に整列されている。
傾斜可動板２２の下面は、固定板２ｃ上において、直線Ｓに対して押圧突起２５と同方向側かつ押圧突起２５よりも直線Ｓから離れた平行線上に整列された２つの支点部２１によって、回動可能に支持されている。支点部２１は、てこの支点を構成している。
【００４０】
高さ調整つまみ２８は、雄ねじ部２８ａを有するねじ部材であり、雄ねじ部２８ａの先端が突片部２ｆに重なる位置における傾斜可動板２２の端部の上面に当接するように、調整ねじ取付部２４に螺合されている。
調整ねじ取付部２４は、図４（ｂ）に示すように、突片部２ｆの先端部の上方側に立設された側面視逆Ｌ字状の部材であり、上端側で傾斜可動板２２の端部および突片部２ｆに重なるように延ばされた板状部に、高さ調整つまみ２８の雄ねじ部２８ａと螺合する雌ねじ部２４ａを備えている。
これにより、高さ調整つまみ２８を回転させると、雌ねじ部２４ａの先端が鉛直方向に進退し、傾斜可動板２２の端部を鉛直下方側に付勢できるようになっている。
したがって、雄ねじ部２８ａの先端部は、てこの力点を構成している。
【００４１】
このような構成により、調整機構２０は、架台部２の上部に固定されており、被検体搭載部４の下方側からレーザ光Ｌ２を上向きに出射できるように干渉計本体部１４を保持している。調整機構２０の調整の中立位置では、干渉計本体部１４の位置は、鏡筒１４Ａと鏡筒１４Ｂとが略同軸に整列し、これにより規定された干渉光学系５０の光軸Ｌが軸線Ｏと略整列する状態とされている。
また、図１に示すように、調整機構２０と被検体搭載部４との間において、一方の案内シャフト３上には、被検体搭載部４と干渉計本体部１４との衝突を防止するため、被検体搭載部４の下降の下限位置を規制するリング状のストッパ１３が取り付けられている。
ストッパ１３は、適宜のクランプ機構を有し、案内シャフト３上の取付位置を変更することができるようになっている。
【００４２】
次に、干渉計１の動作について被検面１０ａに対する干渉計本体部１４の位置合わせ動作を中心に説明する。
干渉計１を用いた干渉測定では、図３に示すように、干渉計本体部１４から参照面１８ａを通して出射されるレーザ光Ｌ２の集光位置Ｑを、被検面１０ａの球心Ｒに一致させることで、被検面反射光束Ｌ３と参照面反射光束Ｌ４とが干渉し、参照面１８ａに対する被検面１０ａの形状誤差に応じて形成される干渉縞画像が形成され、撮像部１９によって撮像される。
このため、干渉計１による測定では、まず、被検面１０ａの測定に適切な曲率の参照面１８ａをもった参照レンズ１８を選択する。次に、チルトステージ２７の上面の被係合部２７ｄに参照レンズ１８が収容された鏡筒１４Ａの係合部１４ａを係合させて、参照レンズ１８を設置する。
次に、チルトステージ２７を調整して、鏡筒１４Ｂに収容された光学系の光軸に対して参照レンズ１８の光軸の傾きを合わせる。
次に、被検面１０ａを下方側に向けて被検レンズ１０を保持突起５上に載置し、保持突起５が被検面１０ａに当接するように被検レンズ１０を保持させる。
次に、干渉計本体部１４から出射されるレーザ光Ｌ２を被検面１０ａに照射し、その後、レーザ光Ｌ２の集光位置Ｑを被検面１０ａの球心Ｒに一致させる位置調整を行う。
【００４３】
本実施形態の位置調整は、予め、調整機構２０を調整の中立位置に設定して、架台部２上で干渉計本体部１４の位置を固定してから、被検体搭載部４による軸方向位置調整を行い、次に調整機構２０によって、干渉計本体部１４の位置、姿勢を調整する。
被検体搭載部４による軸方向位置調整では、各ロック機構８の固定ねじ９を緩めて、それぞれのロック状態を解除し、被検体搭載部４が案内シャフト３に沿って軸方向に移動できるようにする。
そして、被検体搭載部４の可動保持台６を作業者の手で支えて、被検体搭載部４を上下させる。このとき、各リニアブッシュ７によって円滑にスライドさせることができる。また、可動保持台６は、被検レンズ１０の位置調整機構を含まないため、きわめて軽量である。このため、この軸方向位置調整では、手動であっても作業者への負担は、きわめて少ない。
【００４４】
被検体搭載部４を移動していくと、球心Ｒが集光位置Ｑに近づくにつれて、干渉縞の縞本数が減っていくため、作業者はモニタ５１を見て、調整度合いを判断することができる。縞本数が最小となる位置が見出せたら、固定ねじ９をねじ込んで、ロック機構８をロック状態にして、被検体搭載部４の位置を固定する。
このとき、被検体搭載部４は、落下防止機構１２によって自重につり合う力で巻き上げられているため、作業者は、一方の手だけで可動保持台６を支えつつ、他方の手で容易に固定ねじ９を操作することができる。
【００４５】
なお、万一、正常にロックができなかったり、作業者が両手を離したりした場合でも、落下防止機構１２によって落下が防止される。仮に、落下防止機構１２が正常に作動しなかった場合でも、ストッパ１３より下方には落下しないため、被検体搭載部４と鏡筒１４Ａおよび参照レンズ１８との衝突は避けられるようになっている。
【００４６】
次に、調整機構２０による調整を開始する。
まず、ＸＹステージ２６によって、光軸位置調整を行って、軸方向の距離を一定にした状態で、干渉縞が撮像素子１９ｂの中央に投影され、モニタ５１の中央に同心円状に観察できるよう、調整する。
次に、高さ調整部４０によって、干渉計本体部１４を被検面１０ａに向かって進退させる軸方向位置調整を行い、所望の縞本数に調整する。
すなわち、高さ調整つまみ２８を手で回して、傾斜可動板２２の端部を付勢し、傾斜可動板２２のてこ作用により、昇降板２３の下面の高さを変化させる。すなわち、高さ調整つまみ２８の先端が下方に移動された場合には、押圧突起２５が上方に移動し、押圧突起２５から昇降板２３を押し上げる力が作用して、昇降板２３が上昇される。また、高さ調整つまみ２８の先端が上方に移動された場合には、押圧突起２５が下方に移動し、昇降板２３上に保持されたＸＹステージ２６、チルトステージ２７、干渉計本体部１４を含む自重によって、これに追従して、昇降板２３が下降される。
作業者は、モニタ５１を見ながら、高さ調整つまみ２８を操作し、干渉縞の所望の縞本数を得る位置で高さ調整つまみ２８の操作を停止する。
この状態で、必要であれば、再度、ＸＹステージ２６および高さ調整部４０で位置調整を行い、これらの工程を必要に応じて繰り返し、所望の縞本数に調整する。
【００４７】
高さ調整部４０による軸方向位置調整は、被検体搭載部４による軸方向位置調整で調整しきれなかった分の移動を行うだけでよい。このため、被検体搭載部４による移動が、数ｍｍから数百ｍｍの長い移動範囲を要するのに対して、高さ調整部４０に必要とされる移動範囲は、最大でも±３ｍｍであり、通常は±１ｍｍ程度である。したがって、ＸＹステージ２６、チルトステージ２７、干渉計本体部１４を含む重量物の移動であっても、仕事量は少なくなり手動であっても作業者の負担は少ない。
【００４８】
また、本実施形態では、干渉計１の内部で、ＸＹステージ２６、チルトステージ２７、干渉計本体部１４を含む重量物が、下方側に配置され、調整作業に際しても、±３ｍｍ程度しか上下方向に移動しない。このため、干渉計１の重心は、下方に安定しており、重心の変動量が少なくなっている。したがって、外力や振動の影響を受けにくくなり、外力や振動に対する安定性を向上することができる。また、重心移動に対応して、支持構造を補強したりしなくてもよいため、簡素かつ軽量な構成とすることができる。
【００４９】
所望の干渉縞の縞本数に調整がされたら、干渉縞画像に基づいて、被検面１０ａの測定、および検査を行う。例えば、干渉縞の曲がり具合により、アスやクセの状態を把握し、良否判定などを行う。
以上で、１つの被検レンズ１０の被検面１０ａの干渉測定が終了する。
さらに他の被検レンズ１０の測定を行う場合、被検面１０ａの設計上の曲率半径が異なる場合には、上記の各調整を同様に繰り返して測定を行うことができる。
【００５０】
また、被検面１０ａの設計上の曲率半径が同一の場合には、測定済みの被検レンズ１０を、他の被検レンズ１０と交換する。このとき、被検レンズ１０は、保持突起５上に上方から載置されているだけなので、被検レンズ１０の側面を把持して上方に移動させるだけで容易に取り外すことができる。また、新たに配置する被検レンズ１０も、上方から保持突起５上に載置するだけでよいため、簡単な動作で、同様な位置関係に保持させることができる。
この状態では、被検面１０ａは、保持突起５によって保持されているため、曲率半径が同じであれば球心Ｒは変化しない。実際には、被検面１０ａの製作上の形状誤差による分だけずれるが、このずれ量は、微小量のため、被検体搭載部４の位置を固定して、調整機構２０のみの調整で所望の干渉縞の縞本数に調整することができる。
【００５１】
このため、設計上の曲率半径が同一の被検レンズ１０を連続測定する場合に、干渉計本体部を固定して、被検体のみを移動させて軸方向位置、光軸位置調整、傾き調整を行う場合に比べて、被検レンズ１０の交換作業や、測定作業の作業効率を向上することができる。
また、被検レンズ１０の交換は、保持機構の解除などが不要であり、移動方向も上下方向および水平方向の移動に限られるため、簡単な構成の移載機構によって、交換作業の自動化を図ることが可能となる。
【００５２】
以上に説明したように、本実施形態の干渉計１によれば、保持突起５によって被検面１０ａの球心Ｒを一定方向に延びる軸線Ｏ上に保持することができ、可動保持台６によって被検レンズ１０を移動させてこの軸線Ｏに沿う方向の位置調整のみを行い、干渉計本体部１４を移動させてこの軸線Ｏに干渉光学系５０の光軸Ｌを位置合わせし、干渉計本体部１４は軸線Ｏに沿う方向への移動量が少ないため、被検レンズ１０を効率よく交換できるとともに、簡素な構成であっても被検レンズ１０と干渉計本体部１４との間の位置調整を容易に行うことができる。
【００５３】
［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本変形例は、上記実施形態の干渉計１において、高さ調整部４０を削除し、ＸＹステージ２６を、固定板２ｃ上に直接固定するようにしたものである。
本変形例によれば、上記実施形態と同様に、被検体搭載部４は、案内シャフト３に沿って円滑に連続的に移動させることができるため、被検体搭載部４によって微調整も含めた軸方向位置調整を行うことができる。被検体搭載部４は、軽量かつ円滑に移動できるように構成されているため、作業者は片手の操作であっても、微調移動が容易となる。
また、ＸＹステージ２６、チルトステージ２７によって、上記実施形態と同様に光軸位置調整および傾き調整を行うことができる。
本変形例では、被検体搭載部４によって、再度軸方向位置調整を行う必要がある場合には、ロック機構８のロック解除を行って、再度、被検体搭載部４を移動させる。
【００５４】
本変形例によれば、高さ調整部４０を削除するため、上記第１の実施形態に比べて、より簡素な構成とすることができる。
【００５５】
また、上記の説明では、軸方向位置調整部として、高さ調整部４０のように高さ調整つまみ２８と、てことを用いた場合の例で説明したが、これは一例であって、昇降板２３を上下方向に移動させることができる機構であれば、適宜の調整手段を採用することができる。例えば、鉛直方向に昇降板２３を押圧する送りねじなどを用いてもよい。
【００５６】
また、上記の実施形態で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  干渉計
２  架台部
２ｃ  固定板
３  案内シャフト（案内部材）
４  被検体搭載部
５  保持突起（被検体保持部）
６  可動保持台
８  ロック機構
１０  被検レンズ（被検体）
１０ａ  被検面
１４  干渉計本体部
１４Ａ、１４Ｂ  鏡筒
１５  レーザ光源（光源）
１８  参照レンズ（参照光学系）
１８ａ  参照面
１９  撮像部
２０  調整機構
２５  押圧突起
２６  ＸＹステージ
２７  チルトステージ（傾き調整部）
４０  高さ調整部（軸方向位置調整部）
５０  干渉光学系
５１  モニタ
Ｌ  光軸
Ｌ２  レーザ光（測定光束）
Ｌ３  被検面反射光束
Ｌ４  参照面反射光束
Ｏ  軸線
Ｐ  頂点部
Ｑ  集光位置
Ｒ  球心（被検面の曲率中心）
【図１】
2011133326.tif 000003
【図２】
2011133326.tif 000004
【図３】
2011133326.tif 000005
【図４】
2011133326.tif 000006