(57)【要約】【課題】干渉計のアライメント装置において、干渉計のアライメント調整を簡素な機構により高精度かつ高効率に行うことができるようにする。【解決手段】干渉計１のアライメント装置であって、参照レンズ３ｂを光軸に対して傾動可能かつ平行移動可能に保持する参照レンズアライメント機構４と、可干渉光９の集光位置を撮像素子１３が取得する画像から検出できるようにしたスクリーン１５と、参照レンズアライメント機構４の移動量を制御する演算処理部１２とを備え、演算処理部１２は、スクリーン１５が進出されたときに撮像素子１３が取得する画像を解析して、参照レンズ３ｂの光軸と光軸Ｐ１とが一致するように移動量の制御を行い、スクリーン１５が退避されたときに、撮像素子１３が取得する干渉縞画像を解析して、参照レンズ３ｂと被検面２ａとでキャッツアイを構成する位置関係に調整するように移動量の制御を行う。【選択図】図１
2009002673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの可干渉光を、コリメータレンズを介して参照レンズの参照面と被検体の被検面とに照射し、前記参照面と前記被検面とで反射した前記可干渉光の光束を、前記コリメータレンズを介して干渉させ、この干渉による干渉縞画像を撮像光学系および撮像素子からなる撮像手段により取得して前記被検面の形状測定を行う干渉計のアライメント装置であって、
前記参照レンズを前記コリメータレンズの光軸に対して傾動可能かつ前記光軸に沿って平行移動可能に保持する可動保持機構と、
前記コリメータレンズと前記撮像素子との間の光路上に進退可能に設けられ、進出時に、前記参照レンズで反射する前記コリメータレンズによる前記可干渉光の集光位置を、前記撮像素子が取得する画像から検出できるようにした集光位置検出部材と、
前記可動保持機構の移動量を制御する可動保持機構制御部とを備え、
該可動保持機構制御部は、
前記集光位置検出部材の進出時に、前記撮像素子が取得する画像を解析して、前記参照レンズの光軸と前記コリメータレンズの光軸とが一致するように前記移動量の制御を行い、
前記集光位置検出部材の退避時に、前記撮像手段が取得する前記干渉縞画像を解析して、前記参照レンズと前記被検面とがキャッツアイを構成する位置関係となるように前記移動量の制御を行うようにしたことを特徴とする干渉計のアライメント装置。
【請求項２】
前記可動保持機構は、
前記参照レンズの外周面の周方向に互いに離間して配置され、前記コリメータレンズの光軸に沿う方向にそれぞれ独立に伸縮可能な３個以上のアクチュエータによって、前記参照レンズを保持する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の干渉計のアライメント装置。
【請求項３】
前記集光位置検出部材は、
進出時に、前記コリメータレンズの光軸上に位置する点状の遮光部が形成された透過型スクリーンを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の干渉計のアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計のアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ面やミラー面の形状誤差、面精度等を評価する装置としては、例えばフィゾー型干渉計などの干渉計が用いられている。このような干渉計では、光源からの可干渉光をコリメータレンズを介して参照レンズの参照面と被検体の被検面とに照射し、これら参照面と被検面とで反射した可干渉光の光束を、コリメータレンズを介して干渉させ、この干渉による干渉縞画像を撮像手段により取得し、この干渉縞画像を解析して被検体の形状の測定を行う。このとき、干渉縞画像を取得するには、参照面の光軸に対して、被検体の光軸を精度よくアライメントする必要がある。このようなアライメント調整を行うため、干渉計には、アライメント装置が設けられている。
例えば、特許文献１には、基準板（参照面）からの反射光と被検体からの反射光との干渉に基づき面精度を測定する干渉計において、分割フォトセンサを利用して
基準板に対する被検体の平行度のアライメント調整を各センサでの光量差に基づいて自動的に高精度に行うようにした干渉計のアライメント装置が記載されている。
このアライメント装置では、基準板と被検体とは、一端側がリニアアクチュエータで可動に支持されることでそれぞれの傾斜角度が独立に調整可能な基準板支持台と被検体支持台とに支持されている。
【特許文献１】特開平０５−３３２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の干渉計のアライメント装置では、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、基準板、被検体の傾斜角度を検出するため、光軸と同軸上に４分割センサを設けるため、４分割センサやその検出回路などの部品点数が増大し、高価な装置となってしまうという問題がある。
また、４分割センサの取付が狂ったり、センサ出力のバランスが狂ったりすると、調整精度が悪化してしまうという問題がある。
また、このような機構のみでは、被検体上にキャッツアイポイントがくるように調整はできず、別の機構によって別途調整する必要があるので、測定を効率的に行うことができないという問題がある。
【０００４】
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、干渉計のアライメント調整を簡素な機構により高精度かつ高効率に行うことができる干渉計のアライメント装置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】
【０００５】
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、光源からの可干渉光を、コリメータレンズを介して参照レンズの参照面と被検体の被検面とに照射し、前記参照面と前記被検面とで反射した前記可干渉光の光束を、前記コリメータレンズを介して干渉させ、この干渉による干渉縞画像を撮像光学系および撮像素子からなる撮像手段により取得して前記被検面の形状測定を行う干渉計のアライメント装置であって、前記参照レンズを前記コリメータレンズの光軸に対して傾動可能かつ前記光軸に沿って平行移動可能に保持する可動保持機構と、前記コリメータレンズと前記撮像素子との間の光路上に進退可能に設けられ、進出時に、前記参照レンズで反射する前記コリメータレンズによる前記可干渉光の集光位置を、前記撮像素子が取得する画像から検出できるようにした集光位置検出部材と、前記可動保持機構の移動量を制御する可動保持機構制御部とを備え、該可動保持機構制御部は、前記集光位置検出部材の進出時に、前記撮像素子が取得する画像を解析して、前記参照レンズの光軸と前記コリメータレンズの光軸とが一致するように前記移動量の制御を行い、前記集光位置検出部材の退避時に、前記撮像手段が取得する前記干渉縞画像を解析して、前記参照レンズと前記被検面とがキャッツアイを構成する位置関係となるように前記移動量の制御を行うようにした構成とする。
この発明によれば、集光位置検出部材をコリメータレンズと撮像素子との間の光路上に進出させて、撮像素子が取得する画像から参照レンズの光軸ずれを検出し、可動保持機構制御部で制御される可動保持機構によって参照レンズを移動して光軸合わせを行うことができる。そして、集光位置検出部材に代えて撮像光学系を進出させて、可動保持機構制御部によって撮像手段が取得する干渉縞画像を解析し、可動保持機構によって、参照レンズと被検面とがキャッツアイを構成する位置関係となるように、参照レンズを移動する。これにより、干渉計のアライメント調整を高精度に行うことができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の干渉計のアライメント装置において、前記可動保持機構は、前記参照レンズの外周面の周方向に互いに離間して配置され、前記コリメータレンズの光軸に沿う方向にそれぞれ独立に伸縮可能な３個以上のアクチュエータによって、前記参照レンズを保持する構成とする。
この発明によれば、３個以上のアクチュエータの伸縮量を適宜調整することで、参照レンズの傾動が可能となり、すべてのアクチュエータを同方向に同量だけ伸縮させることで光軸方向に沿う平行移動を行うことができる。そのため、このような傾動と平行移動とが合成された位置、姿勢の制御を同一の駆動手段、制御手段を用いて行うことができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の干渉計のアライメント装置において、前記集光位置検出部材は、進出時に、前記コリメータレンズの光軸上に位置する点状の遮光部が形成された透過型スクリーンを備える構成とする。
この発明によれば、集光位置検出部材として点状の遮光部を有する透過型スクリーンを備えるので、遮光部の位置を光軸上に配置した状態とし、遮光部の画像中心と参照面で反射された光による高輝度画像との間の距離から、参照レンズの光軸のずれ量を検出し、参照レンズを移動して、参照面で反射された光が略遮光部に入射する状態を検出するように調整することで、光軸合わせを行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の干渉計のアライメント装置によれば、参照レンズを可動保持機構で保持し撮像素子の画像から参照レンズの光軸合わせと、参照レンズと被検面とがキャッツアイを構成する位置関係となる調整とを行ってアライメントを調整することができるので、干渉計のアライメント調整を簡素な機構により高精度かつ高効率に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
図１は、本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置およびそれを用いた干渉計の概略構成を示す模式図である。図２は、本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置に用いる可動保持機構の概略構成を示す模式的な分解斜視図である。
【００１０】
本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置について、それが設けられた干渉計とともに説明する。
図１に示す干渉計１は、フィゾー型の干渉計装置であり、本実施形態の干渉計のアライメント装置が組み込まれたものである。
干渉計１の概略構成は、光源１０、集光レンズ８、偏光ビームスプリッタ７、１／４波長板６、コリメータレンズ５、参照レンズアライメント機構４（可動保持機構）、参照レンズ部３、コントローラ１１、結像光学系１６（撮像光学系）、撮像素子１３、モニタ１７、アライメントユニット２０（集光位置検出部材）、および演算処理部１２が、不図示の筐体に配置されてなる。
ここで、参照レンズアライメント機構４、アライメントユニット２０、コントローラ１１、結像光学系１６、撮像素子１３、および演算処理部１２は、本実施形態の干渉計のアライメント装置を構成している。ただし、このうち、結像光学系１６、撮像素子１３、および演算処理部１２は、干渉計の装置部分を兼用している。
また、符号２、２ａはそれぞれ被検体、被検面を示す。
【００１１】
光源１０は、干渉縞計測に用いる可干渉光９を光軸Ｐ１に沿って出射するレーザ光源である。
集光レンズ８は、光源１０から出射された可干渉光９をいったん集光してから発散させる光学素子である。
偏光ビームスプリッタ７は、集光レンズ８で発散された可干渉光９からなる発散光を透過するとともに、この発散光が平行光束にされた後に参照レンズ部３および被検面２ａで反射された参照光および被検光からなる反射光の各光束を、偏光反射面７ａで偏光分離して結像光学系１６に導くものである。すなわち、参照レンズ部３および被検面２ａからの反射光は、偏光反射面７ａに入射すると反射され、光軸Ｐ２に沿って、結像光学系１６に向かうようになっている。
１／４波長板６は、偏光ビームスプリッタ７とコリメータレンズ５との間を通る光の偏光方向が発散光と反射光とで９０°だけ異なるように変換する偏光子である。
コリメータレンズ５は、偏光ビームスプリッタ７、１／４波長板６を透過して光軸Ｐ１上を進む発散光を平行光束にするための光学素子であり、光軸Ｐ１上において予めコリメート調整された位置に配置されている。
【００１２】
参照レンズアライメント機構４は、参照レンズ部３を、光軸Ｐ１に対して傾動可能、かつ光軸Ｐ１に沿って平行移動可能に保持するための可動保持機構であり、本実施形態では、図２に示すように、固定部材４ｃ、ベース４ａ、アクチュエータ４ｂ、および引張コイルバネ４ｄからなる。
【００１３】
固定部材４ｃは、光軸Ｐ１と同軸になる位置に平行光束を透過する大きさの開口が形成された略円環状の部材であり、不図示の筐体に固定されている。
ベース４ａは、光軸Ｐ１と同軸になる位置に平行光束を透過する大きさの開口を形成された略円環状の部材であり、固定部材４ｃに対向してその下方側に配置されている。ベース４ａの下面には、参照レンズ部３を固定する取付面４ｆが形成されている。
固定部材４ｃとベース４ａとは、それぞれの対向面との間で引張力を付勢する引張コイルバネ４ｄで上下方向に連結され、それぞれの間に光軸Ｐ１に略沿って伸縮するアクチュエータ４ｂが配置されている。このため、固定部材４ｃとベース４ａとからは、アクチュエータ４ｂの両端に常に若干の押圧力が付勢されている。
【００１４】
アクチュエータ４ｂは、本実施形態では、光軸Ｐ１に略沿った伸縮の微動制御が可能であり、小型かつ発生力も大きい圧電素子を採用している。
また、アクチュエータ４ｂの個数は、光軸Ｐ１に対するベース４ａの傾動、すなわち、光軸Ｐ１に交差する方向へのベース４ａの傾動が可能となるように少なくとも３個用いる。本実施形態では、３個のアクチュエータ４ｂを周方向に略等分となる位置に配置され、それぞれの少なくとも一端側が、ベース４ａまたは固定部材４ｃに対して、例えば接着などによって固定されている。他端側を固定しない場合には、ベース４ａまたは固定部材４ｃと点接触するように、例えば凸球面状などの端部形状を有することが好ましい。
また、各アクチュエータ４ｂは、コントローラ１１と電気的に接続され、コントローラ１１から印加される駆動電圧に応じて伸縮できるようになっている。
【００１５】
引張コイルバネ４ｄは、ベース４ａを、重力に抗して固定部材４ｃ側に引っ張り上げることで、各アクチュエータ４ｂがベース４ａまたは固定部材４ｃから離間するのを防止している。このような構成により、アクチュエータ４ｂに対して作用するベース４ａおよび参照レンズ部３の自重が相殺されるため、各アクチュエータ４ｂへの引張負荷をなくし、各アクチュエータ４ｂ（圧電素子）の破壊を防止することが可能となっている。
引張コイルバネ４ｄの数は、本実施形態では、アクチュエータ４ｂの間にそれぞれ１つずつ合計３個設けているが、必要な付勢荷重に応じて、個数や配置位置は適宜設定することができる。
【００１６】
参照レンズ部３は、図１に示すように、被検面２ａの形状を測定するための参照面３ｃをコリメータレンズ５側に有する参照レンズ３ｂと、参照レンズ３ｂを固定保持するための参照レンズ固定部材３ａとからなり、参照レンズ固定部材３ａの上端がベース４ａの下端側に着脱可能に固定されている。
参照レンズ部３のコリメータレンズ５と反対側の光軸Ｐ１上には、被検面２ａを参照レンズ部３側に向けた被検体２が、不図示の移動機構によって光軸Ｐ１方向に平行移動可能に保持されている。
【００１７】
コントローラ１１は、演算処理部１２で算出される参照レンズ３ｂの傾動および平行移動の移動量に基づいて、参照レンズアライメント機構４の各アクチュエータ４ｂに駆動電圧を印加して、それぞれを必要量だけ伸縮させるための駆動手段である。
【００１８】
結像光学系１６は、参照面３ｃ、被検面２ａで反射され、偏光反射面７ａで偏光分離された反射光からなる可干渉光９による干渉縞画像を観察するため、これら可干渉光９が集光点９ｂに集光して発散した後に、撮像素子１３の撮像面の大きさにコリメートもしくは収束させる光学系である。
結像光学系１６は、本実施形態では、不図示の進退保持機構により、光軸Ｐ２に対して交差する方向に進退可能に保持されている。
撮像素子１３は、結像光学系１６で集光された可干渉光９を撮像するもので、例えば、ＣＣＤなどからなる。撮像素子１３で光電変換された画像は、モニタ１７に表示されるとともに、演算処理部１２に送出され、画像処理が施される。
【００１９】
アライメントユニット２０は、偏光ビームスプリッタ７側から、可干渉光９を遮光する遮光点１５ａ（遮光部）が形成されたスクリーン１５（透過型スクリーン）、およびアライメント光学系１４が配置されて構成され、不図示の進退保持機構によって、光軸Ｐ２に対して交差する方向に進退可能に保持されてなる。
そして、アライメント光学系１４、スクリーン１５は、アライメントユニット２０が光軸Ｐ２に対して進出されたとき、アライメント光学系１４の光軸が光軸Ｐ２に一致し、スクリーン１５の遮光点１５ａの中心が、光軸Ｐ２上における焦点位置である集光点９ｂと一致する位置関係に配置されている。
遮光点１５ａの径は、必要な光軸合わせ精度に応じて、集光点９ｂ上に集光される光束の径と略同等となる大きさに設定する。
アライメントユニット２０と、結像光学系１６との進退の切替は、それぞれが保持された進退保持機構の光軸Ｐ２に対する進退によって選択的に切り替えることによって実現される。この切替動作は、手動で行ってもよいが、不図示の装置制御部によって、干渉計１の動作モードに応じて自動的に行うことが好ましい。
【００２０】
演算処理部１２は、周知のフリンジスキャン法に基づいて、フリンジスキャニングを行い、撮像素子１３が取得する干渉縞画像を解析して、被検面２ａの面形状を算出し、その算出結果をモニタ１７に出力するものである。
本実施形態では、演算処理部１２は、さらに、後述するキャッツアイ調整を行うための画像処理、演算処理と、アライメントユニット２０を光軸Ｐ２に進出させたときに取得した画像から、参照レンズ３ｂの光軸ずれを算出する画像処理、演算処理とを行い、それぞれの演算結果に基づいて、それぞれのずれ量を解消するために必要な参照レンズ部３の傾動および平行移動の移動量を算出し、コントローラ１１に送出できるようになっている。
このため、本実施形態では、コントローラ１１と演算処理部１２とが、干渉計のアライメント装置の可動保持機構制御部を構成している。
【００２１】
次に、干渉計１および干渉計１に組み込まれたアライメント装置の動作について、参照レンズをアライメントする際のアライメント調整の動作を中心に説明する。
図３は、本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置のアライメント動作を説明するフローチャートである。図４は、本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置の光軸合わせ時の様子を示す動作説明図である。
【００２２】
干渉計１では、被検体２の形状測定に先だって、アライメント調整を行う。本実施形態では、参照レンズ部３を参照レンズアライメント機構４によって移動することにより、光軸Ｐ１と参照レンズ３ｂの光軸とを合わせる光軸合わせ調整と、被検体２のキャッツアイ調整とをこの順に、自動的に行うことができるようになっている。
ここで、キャッツアイ調整とは、光軸合わせ調整よりも高精度にアライメント調整を行うため、光軸Ｐ１に対する参照レンズ３ｂの位置、姿勢を調整して、参照レンズ３ｂの参照面３ｃと被検体２の被検面２ａとの間でキャッツアイを構成する位置関係に調整することを意味しており、具体的には、干渉縞を観察してヌル状態とする調整を行うものである。被検面２ａが非平面の場合には、被検面２ａを予めキャッツアイポイントの近傍に配置して行う。以下では、一例として被検面２ａが非平面の場合で説明する。
【００２３】
この光軸合わせ調整およびキャッツアイ調整の動作を図３のフローチャートに沿って説明する。
まずステップＳ１では、手動または装置制御部により不図示の進退保持機構を用いて、結像光学系１６を光軸Ｐ２に対して退避させるとともに、アライメントユニット２０を光軸Ｐ２に対して進出させる。これにより、図４に示すように、遮光点１５ａが、光軸Ｐ２上で集光点９ｂと一致する位置に配置される。
【００２４】
次にステップＳ２で、演算処理部１２は、光軸Ｐ１に対する参照レンズ３ｂの光軸の傾きを求めるための画像を取得する。
すなわち、光源１０を点灯し、参照面３ｃに可干渉光９を照射する。これにより、光源１０から出射された可干渉光９は、集光レンズ８で集光され、一旦収束してから発散し、偏光ビームスプリッタ７、１／４波長板６を透過して、コリメータレンズ５で平行光束とされ、参照面３ｃに到達する。そして、参照面３ｃの反射光が、コリメータレンズ５で集光され、１／４波長板６によって偏光方向が９０°回転された状態で偏光ビームスプリッタ７に入射する。この反射光は偏光反射面７ａで反射されて、光軸Ｐ２に沿って進み、スクリーン１５上に集光される。
このとき、参照レンズ３ｂの光軸が、光軸Ｐ１に一致している場合には、反射光の集光位置が遮光点１５ａの中心に一致し、遮光点１５ａで遮光される。撮像素子１３は、遮光点１５ａの画像が取得される。撮像素子１３で取得された画像信号は、輝度中心が検出されない遮光時の情報として、演算処理部１２に送出される。
一方、参照レンズ３ｂの光軸が、光軸Ｐ１から傾斜している場合には、スクリーン１５上の集光点が遮光点１５ａからずれるため、スクリーン１５を透過し、アライメント光学系１４によって、スクリーン１５上の遮光点１５ａ以外に、高輝度の点画像などが現れ、その画像がアライメント光学系１４を介して撮像素子１３上に結像される。
撮像素子１３で撮像された画像信号は、光電変換されて演算処理部１２に送出される。
【００２５】
次にステップＳ３で、演算処理部１２は、演算処理部１２に送出された画像信号における輝度分布から、参照レンズ３ｂの光軸の光軸Ｐ１に対する傾斜角を算出する。
すなわち、スクリーン１５上の画像の輝度中心が、遮光点１５ａの中心からずれている場合には、そのずれ量がスクリーン１５における参照レンズ３ｂの光軸の光軸Ｐ１に対するずれ量として、参照レンズ３ｂの光軸の傾斜角および傾斜方向を算出する。
遮光点１５ａで遮光されることで輝度中心が検出されない場合には、傾斜角は０°と算出する。
次にステップＳ４で、演算処理部１２は、ステップＳ３で算出された傾斜角が予め設定された許容値以下かどうか判定する。
許容値より大きい場合、ステップＳ５に移行する。
許容値以下の場合、ステップＳ７に移行する。
【００２６】
ステップＳ５で、演算処理部１２は、演算処理部１２によって、ステップＳ３で算出された参照レンズ３ｂの光軸の傾斜角および傾斜方向を補正するための各アクチュエータ４ｂの伸縮量に応じた駆動量、本実施形態では圧電素子の駆動電圧、を算出する。
このときの参照レンズ３ｂの移動精度は、キャッツアイ調整時の参照レンズ３ｂの移動精度に比べて低精度でよいため、本実施形態では、各アクチュエータ４ｂの移動量の測定ごとのキャリブレーションは省略している。
次にステップＳ６では、演算処理部１２で算出された駆動量に対応する制御信号をコントローラ１１に送出し、コントローラ１１によって各アクチュエータ４ｂに駆動電圧を印加し、各アクチュエータ４ｂのそれぞれを所定量駆動する。そして、ステップＳ２に移行し、上記を繰り返す。
【００２７】
参照レンズ３ｂの光軸の傾斜角が設定された許容値以下となった後、ステップＳ７では、アライメントユニット２０を光軸Ｐ２から退避する。これにより、参照レンズ３ｂの光軸合わせ調整が終了する。
次にステップＳ８以降では、各アクチュエータ４ｂのキャリブレーション、キャッツアイ調整を順次行う。
【００２８】
まず、ステップＳ８では、手動または装置制御部により、結像光学系１６を光軸Ｐ２に対して進出させる。そして、参照レンズ３ｂの集光点９ａ（キャッツアイポイント）上、もしくはモニタ１７上で干渉縞画像が得られる程度の集光点９ａ近傍位置に被検面２ａを配置する。
これにより、参照レンズ３ｂを透過する可干渉光９が被検面２ａで反射され、参照レンズ３ｂを透過し、参照面３ｃで反射される可干渉光９とともに、コリメータレンズ５で集光され、偏光反射面７ａで反射されて光軸Ｐ２に沿って進む。この光束は、参照面３ｃと被検面２ａとの形状の差異に対応した干渉を起こしており、この干渉縞画像が結像光学系１６によって、撮像素子１３の撮像面上に投影される。
次に、ステップＳ９では、撮像面に投影された干渉縞画像を撮像素子１３によって光電変換し、画像信号を演算処理部１２に送出するとともに、モニタ１７に表示する。
【００２９】
次にステップＳ１０で、演算処理部１２は、取得された干渉縞画像を解析する。この解析には、周知のフリンジスキャン法を採用することができる。
ここで取得した解析結果は、後工程で干渉縞をヌル状態に調整できるような高精度の参照レンズ３ｂの移動制御が可能となるように、各アクチュエータ４ｂの駆動電圧と移動量との関係をキャリブレーションするための基準となる状態を算出するものである。
【００３０】
次にステップＳ１１では、演算処理部１２は、各アクチュエータ４ｂに一定の電圧増分を与える制御信号を、コントローラ１１に送出し、参照レンズ３ｂを移動させる。この一定電圧増分は、キャッツアイ調整を行うために、参照レンズ３ｂを移動する移動量の範囲で適宜設定することができる。
【００３１】
次にステップＳ１２、１３では、それぞれステップＳ９、Ｓ１０と同様にして、干渉縞画像を取得し、干渉縞画像を解析する。
次にステップＳ１４では、演算処理部１２において、ステップＳ１０で算出された解析結果（以下、解析結果Ｉと称する）と、ステップＳ１３で算出された解析結果（以下、解析結果ＩＩと称する）とを比較して、各アクチュエータ４ｂの駆動電圧に対する伸縮量をキャリブレーションする。
すなわち、各アクチュエータ４ｂにおける、駆動電圧と伸縮量との関係が同一であれば、解析結果Ｉ、ＩＩは、平行移動の関係にあるが、実際には、各アクチュエータ４ｂ間には、伸縮特性のバラツキがあるので、解析結果ＩＩは、解析結果Ｉからの傾斜成分を含んでいる。したがって、このような傾斜角度、傾斜方向の情報を演算することで、各アクチュエータ４ｂの伸縮量を補正するキャリブレーションが可能となる。
このキャリブレーション値は、演算処理部１２内に記憶され、以後、演算処理部１２からは、これらのキャリブレーション値で補正された駆動量をコントローラ１１に送出する。
【００３２】
次に、ステップＳ１５〜Ｓ２０では、キャッツアイ調整を行う。
ステップＳ１５では、ステップＳ１２と同様に、再度干渉縞画像を取得する。
次にステップＳ１６で、演算処理部１２は、フリンジスキャン法によって干渉縞を解析する（これを解析結果ＩＩＩと称する）。このとき、各アクチュエータ４ｂの伸縮量はキャリブレーションされており、ステップＳ１３よりも正確に移動した状態でフリンジスキャニングが行われるので、解析結果ＩＩＩは、解析結果ＩＩよりも精度よく計算される。
【００３３】
次に、ステップＳ１７では、演算処理部１２により、解析結果ＩＩＩから、干渉縞のヌル状態を実現するための各アクチュエータ４ｂの駆動量を算出する。
本実施形態では、参照レンズアライメント機構４が、アクチュエータ４ｂを３個備えるため、光軸Ｐ１に対する参照レンズ３ｂの任意方向の傾動と、光軸Ｐ１に沿う参照レンズ３ｂの平行移動とを組み合わせることで、このようなヌル状態を実現する移動が可能となっている。
【００３４】
次にステップＳ１８で、演算処理部１２は、ステップＳ１７で算出した各アクチュエータ４ｂの駆動量をコントローラ１１に送出し、各アクチュエータ４ｂを駆動する。
次にステップＳ１９では、参照レンズ３ｂの移動後の干渉縞画像を取得する。
【００３５】
次にステップＳ２０では、演算処理部１２において画像解析を行い、取得された干渉縞画像がヌル状態かどうか判定する。
ヌル状態でない場合、ステップＳ１５に移行し、上記を繰り返す。
ヌル状態と判定された場合、参照レンズ３ｂは、干渉計１に対して高精度にアライメントされた状態となる。
【００３６】
このように、干渉計１によれば、演算処理部１２、コントローラ１１によって駆動され、光軸Ｐ１に交差する方向への傾動および光軸Ｐ１に沿う平行移動が可能な参照レンズアライメント機構４を備えており、干渉計１に備えられた撮像素子１３によってスクリーン１５の画像や干渉縞画像を取得することで、光軸合わせ調整とキャッツアイ調整とを含む高精度なアライメント調整を自動的に行うことができる。すなわち、キャッツアイを出すようにアクチュエータの制御を行うため、光源の波長のレベルでの高精度なアライメントが可能となる。
また、自動でアライメント調整を行うことにより、測定者のばらつきをなくすことが可能となる。
【００３７】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図５は、本発明の実施形態の変形例に係る干渉計のアライメント装置に用いる可動保持機構の概略構成を示す模式的な分解斜視図である。図６は、本発明の実施形態の変形例に係る干渉計のアライメント装置の可動保持機構近傍の構成を示す光軸を含む模式的な断面図である。
【００３８】
本変形例は、参照レンズ部３の参照レンズ３ｂが、カメラ等に用いられるガラスレンズではなく、携帯電話等に用いられるプラスチックレンズの如き小形軽量なレンズである場合に有用な例であり、図５、６に示すように、上記実施形態の干渉計１において、参照レンズアライメント機構４に代えて、参照レンズアライメント機構３４（可動保持機構）を備えるものである。
参照レンズアライメント機構３４は、固定部材３４ｃ、アクチュエータ４ｂ、およびベース３４ａからなる。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３９】
固定部材３４ｃは、平行光束を透過する大きさの開口円筒状部が設けられ、その下端側に径方向外側に水平に延びるフランジ部が形成され、開口の中心軸が、光軸Ｐ１と同軸にとなる位置に形成されたＬ字状断面を有する略円環状の部材である。そして、開口円筒状部の上端面が、不図示の筐体に固定されている。
固定部材３４ｃのフランジ部の上面側には、周方向を略３等分する位置に、光軸Ｐ１に沿う方向に伸縮するそれぞれアクチュエータ４ｂが、例えば接着などによって立設されている。
ベース３４ａは、固定部材３４を内蔵するとともに、固定部材３４ｃの開口円筒状部を挿通させるため、上面３４ｄから厚さ方向に貫通する開口が形成され、下面側から、この開口よりも大径の穴部が開口と同軸に設けられたＬ字状断面を有する円環状部材である。ベース３４ａの穴部は、固定部材３４ｃのフランジ部上面側に立設された各アクチュエータ４ｂを側面側および上面側から覆うように、かつ側面側には隙間を空けて外嵌できるようになっており、外嵌時には水平方向の移動が規制される構成となっている。
ベース３４ａの下面３４ｆは参照レンズ部３の取付面として、参照レンズ部３の上面と接合されている。
そして、ベース３４ａに一体化された参照レンズ部３は、図６に示すように、固定部材３４ｃのフランジ部に立設された各アクチュエータ４ｂを覆った状態のベース３４ａによって、各アクチュエータ３４ｂの下方側に係止されている。
【００４０】
このような構成によれば、参照レンズ部３は、上方側で３個のアクチュエータ４ｂによって支持され、参照レンズ部３およびベース３４ａの自重により、常に各アクチュエータ４ｂは押圧されている。
したがって、各アクチュエータ４ｂを伸縮させることで、参照レンズ部３を光軸Ｐ１に対して傾動および平行移動させることができる。そのため、引張コイルバネ４ｄを有することなく、上記実施形態と同様な参照レンズ３ｂの移動を行うことができる。
【００４１】
なお、上記の実施形態の説明では、参照レンズを可動保持部から吊り下げる構成において、引張コイルバネ４ｄによってアクチュエータの離間を防止する構成を採用した場合の例で説明したが、このような付勢手段は引張コイルバネに限定されるものではなく、適宜の弾性部材を用いた付勢手段を採用することができる。
【００４２】
また、上記の説明では、可動保持機構のアクチュエータとして、破損しやすい圧電素子を採用した例で説明したため、圧電素子の一端側を固定せずに当接支持する構成としたが、圧電素子の耐荷重によっては、両端を固定する構成としてもよい。
【００４３】
また、上記の説明では、可動保持機構のアクチュエータとして圧電素子を用いた場合の例で説明したが、良好な精度で伸縮可能なアクチュエータであれば、適宜のアクチュエータを採用することができ、圧電素子に限定されるものではない。
【００４４】
また、上記の説明では、アクチュエータを３個用いた場合の例で説明したが、参照レンズを光軸に対して傾動可能かつ光軸に沿って平行移動可能に移動するためには、１方向に伸縮する少なくとも３個のアクチュエータを用いればよい。そのため、３個より多いアクチュエータを用いてもよい。
【００４５】
また、上記の説明では、集光位置検出部材として、点状の遮光部が形成された透過型スクリーンを採用した場合の例で説明したが、遮光部のパターンは、参照光の反射光の到達位置が検出できれば、適宜のパターンを採用することができる。例えば、一重円や、十字などのパターンなどでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置およびそれを用いた干渉計の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置に用いる可動保持機構の概略構成を示す模式的な分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置のアライメント動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る干渉計のアライメント装置の光軸合わせ時の様子を示す動作説明図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る干渉計のアライメント装置に用いる可動保持機構の概略構成を示す模式的な分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る干渉計のアライメント装置の可動保持機構近傍の構成を示す光軸を含む模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  干渉計
２  被検体
２ａ  被検面
３  参照レンズ部
３ｂ  参照レンズ
３ｃ  参照面
４、３４  参照レンズアライメント機構（可動保持機構）
４ｂ  アクチュエータ
４ｄ  引張コイルバネ
５  コリメータレンズ
９  可干渉光
９ａ  集光点（キャッツアイポイント）
９ｂ  集光点
１０  光源
１１  コントローラ（可動保持機構制御部）
１２  演算処理部（可動保持機構制御部）
１３  撮像素子
１４  アライメント光学系
１５  スクリーン（透過型スクリーン）
１５ａ  遮光点（遮光部）
１６  結像光学系
２０  アライメントユニット（集光位置検出部材）
Ｐ１、Ｐ２  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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