(57)【要約】【目的】干渉計装置において、ハーフミラーから出力される不要光の光路上に光透過型の光吸収体を配置することにより、干渉縞解析の際のノイズ原因とならないように、不要光を除去する。【解決手段】ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂから出力された不要光の光路上に、光透過型の光吸収体４１Ａ，４１Ｂを配置する。この光吸収体４１Ａ，４１Ｂは、不要光の軸ＬＡ，ＬＢに対して斜めに交差するように配置されており、その不要光入射表面には光反射防止処理が施されている。光吸収体４１Ａ，４１Ｂは、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂから出力された不要光を透過しつつ、内部において光エネルギを熱エネルギに変換しながら吸収して不要光を除去する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束の進路変更用としてハーフミラーを光軸上に備えてなる干渉計装置において、前記ハーフミラーから出力された不要光を除去するために、
前記不要光が出力される方向の前方位置に、入力された該不要光を透過しつつ吸収する光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置したことを特徴とする干渉計装置。
【請求項２】
前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面に、光反射防止処理が施されていることを特徴とする請求項１記載の干渉計装置。
【請求項３】
前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面が、前記不要光の軸方向と斜交するように配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の干渉計装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、干渉計装置の光軸上に、光束の進路変更用として配置されたハーフミラーから出力される不要光を除去するための不要光除去体、およびこのような不要光除去体を備えた干渉計装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
干渉計装置においては、光源から出力された光束を基準面および被検体に導くと共に、これら基準面および被検体からの戻り光を撮像手段に導く光学系を必要とするが、光源から撮像手段に至る往復光路上において、光束が進行する方向を変更する目的でハーフミラーが広く用いられている。ハーフミラーは、入力された光束を透過する光束と反射する光束とに分割して出力するという特性を有するため、干渉計装置の構成によっては、ハーフミラーにおいて透過あるいは反射された光束が、測定解析に利用されることのない不要光となる場合がある。
【０００３】
このような不要光は、干渉測定を行なう際のノイズの原因となり得るが、これまでの干渉計装置では、例えば、黒塗りのアルマイト処理を施した遮光部材や、モルトプレーンのように、入力された不要光を吸収散乱させて減衰させる光除去部材を、不要光が出力される方向の前方位置に配置することにより、実質的な問題は生じていなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２２１００４号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、干渉計測はコンピュータを用いた干渉縞解析を行ない、非常に微細な波面形状まで求められるようになってきており、そのような場合には、干渉縞画像上のほんの僅かな明暗でさえ解析し、波面形状として算出してしまうことになる。そのために、上述したような不要光の除去方法では、光除去部材において散乱した光の一部が迷光となって干渉縞画像に重畳してしまい、それが干渉縞解析を行なう際のノイズとなり、解析結果に悪影響を及ぼす虞があることが確かめられた。
【０００６】
一般に、不要光を除去する手段として、不要光を内部に取り込み、取り込んだ不要光を内面において繰り返し反射させながら減衰させるタイプのもの（ホーン構造のもの）が知られている。しかし、このようなタイプの装置は、広い設置スペースを必要とするなどの問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、ハーフミラーから出力される不要光を、干渉縞解析の際のノイズ原因とならないように十分に除去することが可能で、しかも設置スペースが少ない不要光除去体、およびこのような不要光除去体を備えた干渉計装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の干渉計装置は、光束の進路変更用としてハーフミラーを光軸上に備えてなる干渉計装置において、前記ハーフミラーから出力された不要光を除去するために、前記不要光が出力される方向の前方位置に、入力された該不要光を透過しつつ吸収する光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の干渉計装置においては、前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面に、光反射防止処理が施されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記光吸収体の前記ハーフミラーと対向する面が、前記不要光の軸方向と斜交するように配置されていることが好ましい。
なお、上記「光透過型の光吸収体」とは、光を透過させながら、光エネルギを熱エネルギに変換することで減衰させる部材を意味し、例えば、色フィルタや吸収型のＮＤフィルタなどが、これに該当する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
〈干渉計装置概要〉
図１は、本発明の一実施形態に係る不要光除去体を備えた干渉計装置の光学系を示す図である。なお、説明を分かりやすくするため、図１においては、各光学部品間の距離やそれら個々の大きさを、適宜変更して示している。
【００１２】
図示した干渉計装置１０は、１対の干渉計１２Ａ，１２Ｂと、被検体となる不透明の平行平面板（例えば、セラミック板、金属板、ブロックゲージ等）２を保持する被検体保持部材１４とを備えてなり、平行平面板２の両側に１対の干渉計１２Ａ，１２Ｂを対向配置した状態で平行平面板２の両面２ａ，２ｂを被検面として干渉縞測定を行なうことにより、平行平面板２の絶対厚みおよび厚みムラを測定するように構成されている。
【００１３】
各干渉計１２Ａ，１２Ｂはフィゾー型の干渉計であって、その本体ケース２０Ａ，２０Ｂ内の波長可変レーザ光源３１Ａ，３１Ｂから出力されたレーザ光を発散レンズ３２Ａ，３２Ｂ、およびハーフミラー面３５Ａ，３５Ｂを備えたビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂを通した後、コリメータレンズ３４Ａ，３４Ｂによって平行光束として外部に出力するように構成されている。さらに、出力された平行光束を基準板２２Ａ，２２Ｂの基準面２２Ａａ，２２Ｂａに入射させ、該基準面２２Ａａ，２２Ｂａにおいて透過光線束と反射光線束とに２分割し、透過光線束を被検面２ａ，２ｂに入射させてその反射光を物体光とするとともに基準面２２Ａａ，２２Ｂａにおける反射光を参照光とし、これら物体光および参照光の光干渉により生じる干渉縞を、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂ、結像レンズ３８Ａ，３８Ｂを介してＣＣＤカメラ等からなる撮像装置３９Ａ，３９Ｂ内に取り込むようになっている。上記ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂは、干渉した戻り光の進路を撮像装置３９Ａ，３９Ｂの方向に変更する目的で用いられている。なお、結像レンズ３８Ａ，３８Ｂの撮像装置３９Ａ，３９Ｂ側には、ローパスフィルタやＩＲカットフィルタ等が適宜配されるが、図示は省略している。
【００１４】
〈不要光除去体〉
上述した干渉計装置１０においては、上記波長可変レーザ光源３１Ａ，３１Ｂから出力されたレーザ光は、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂをコリメータレンズ３４Ａ，３４Ｂ方向に透過することによって基準面２２Ａａ，２２Ｂａおよび被検面２ａ，２ｂ上に照射されることになるが、このレーザ光がビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂを透過する際、その一部が、ハーフミラー面３５Ａ，３５Ｂにおいて、上記撮像装置３９Ａ，３９Ｂとは反対の方向（図中上方向）に反射され、不要光として出力される。そして、この不要光の一部が、粗面である本体ケース２０Ａ，２０Ｂの内側面２０ａ，２０ｂ等に達した際に散乱光となって、撮像装置３９Ａ，３９Ｂに入り、ノイズの原因となる。このような、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂから出力された不要光を十分に除去するため、上記干渉計装置１０では、その本体ケース２０Ａ，２０Ｂ内に不要光除去体４０Ａ，４０Ｂを備えている。
【００１５】
この不要光除去体４０Ａ，４０Ｂは、上記不要光が出力される方向の前方位置に配置された光透過型の光吸収体４１Ａ，４１Ｂ、および必要な場合に、この光吸収体４１Ａ，４１Ｂの、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂの射出面と対向する面に設けられる光反射防止膜（ＡＲコート；以下同じ）や、光吸収体４１Ａ，４１Ｂが高温となることを防止するために設けられる放熱フィン等からなる。また、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂの射出面と対向する面で反射する不要光があっても、不要光の軸ＬＡ，ＬＢの方向に正反射しないように、その対向する面が、不要光の軸ＬＡ，ＬＢの方向と斜交、すなわち軸ＬＡ，ＬＢと直交する面に対して傾いた状態となるように配置されている。光吸収体４１Ａ，４１Ｂとしては、例えば、吸収型のＮＤフィルタや、色フィルタを用いることができる。特に、光源光が紫外光である場合には、ＢＫ７等の光学ガラス板の表面に光反射防止処理を施したものを光吸収体４１Ａ，４１Ｂとして用いてもよい。
【００１６】
この光吸収体４１Ａ，４１Ｂは、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂから出力された不要光を透過しつつ、内部において光エネルギを熱エネルギに変換しながら吸収する。また、光吸収体４１Ａ，４１Ｂの表面は、研磨された後、光反射防止処理が施されているため、その表面で不要光が散乱反射することなく、また正反射する虞も少ない。さらに、それでも正反射する不要光が存在した場合でも、光吸収体４１Ａ，４１Ｂの表面が、不要光の軸ＬＡ，ＬＢ方向と斜めに交差しているので、不要光は軸ＬＡ，ＬＢ方向とは異なる方向に反射される。このため、光軸に対して垂直に配置された他の光学部材の面で反射された光との間で光干渉することも防止し得る。したがって、本実施形態装置によれば、ビームスプリッタ３３Ａ，３３Ｂから出力される不要光を、干渉縞解析の際のノイズ原因とならないように十分に除去することが可能である。また、光吸収体４１Ａ，４１Ｂは、コンパクトな汎用部材を利用して安価に、かつ省スペースに構成することが可能である。
【００１７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、プリズム型のハーフミラーを用いるようにしているが、板状のハーフミラーを用いるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記実施形態の光学系は、光源からの光束のうちハーフミラーで透過した光束を被検体に導き、戻り光束をハーフミラーで反射して撮像装置に導く構成とされているが、光源からの光束のうちハーフミラーで反射した光束を被検体に導き、戻り光束をハーフミラーで透過して撮像装置に導く構成とすることも可能である。
【００１９】
さらに、上記実施形態の光学系では、光源からの光束を発散光束としてハーフミラーに入力しているが、ハーフミラーの前段にコリメータレンズを配置し、光源からの光束を平行光束としてハーフミラーに入力させる構成とすることも可能である。
【００２０】
また、上記実施形態では、平行平面板の絶対厚みおよび厚みムラを測定するように、２つの干渉計を備えてなる干渉計装置を例にとって説明しているが、一般的な干渉計装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
【００２１】
また、上記実施形態では、フィゾー型の干渉計装置を例示しているが、その他の、ハーフミラーを用いることで不要光が生じる種々の干渉計装置、例えば、マイケルソン型あるいはトワイマン―グリーン型等の干渉計装置であってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の干渉計装置によれば、ハーフミラーから出力される不要光の進行方向の前方位置に光透過型の光吸収体を備えた不要光除去体を配置することにより、以下のような効果を奏する。
【００２３】
すなわち、光吸収体が、ハーフミラーから出力された不要光を透過しつつ、内部において光エネルギを熱エネルギに変換しながら吸収するので、不要光による散乱光の発生を抑制しつつ、不要光を除去することが可能となる。このため、不要光が散乱して迷光となり、それが干渉縞解析を行なう際のノイズの原因となることを防止することが可能となる。また、光吸収体としては、一般的に使用されている安価でコンパクトなものを利用することができるため、低コストであり、その設置スペースも少なくて済む。
【００２４】
また、本発明の干渉計装置によれば、上記不要光除去体を備えたことにより、ノイズ等の発生を抑制することが可能となるので、高精度な干渉縞解析を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る不要光除去体を備えた干渉計装置の光学系の図
【符号の説明】
２　　　　　　　　平行平面板
２ａ，２ｂ　　　　被検面
１０　　　　　　　　干渉計装置
１２Ａ，１２Ｂ　　　干渉計
１４　　　　　　　　被検体保持部材
２０Ａ，２０Ｂ　　　本体ケース
２０ａ，２０ｂ　　　本体ケースの内側面
２２Ａ，２２Ｂ　　　基準板
２２Ａａ，２２Ｂａ　基準面
３１Ａ，３１Ｂ　　　レーザ光源
３２Ａ，３２Ｂ　　　発散レンズ
３３Ａ，３３Ｂ　　　ビームスプリッタ
３４Ａ，３４Ｂ　　　コリメータレンズ
３５Ａ，３５Ｂ　　　ハーフミラー面
３８Ａ，３８Ｂ　　　結像レンズ
３９Ａ，３９Ｂ　　　撮像装置
４０Ａ，４０Ｂ　　　不要光除去体
４１Ａ，４１Ｂ　　　光吸収体
ＬＡ，ＬＢ　　　　　不要光の軸
【図１】
2004101466.tif 000003