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CN101126627A - 光波干涉测定装置及光波干涉测定方法 - Google Patents

光波干涉测定装置及光波干涉测定方法 Download PDF

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CN101126627A
CN101126627A CNA2007101426393A CN200710142639A CN101126627A CN 101126627 A CN101126627 A CN 101126627A CN A2007101426393 A CNA2007101426393 A CN A2007101426393A CN 200710142639 A CN200710142639 A CN 200710142639A CN 101126627 A CN101126627 A CN 101126627A
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植木伸明
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Abstract

本发明提供一种光波干涉测定装置及光波干涉测定方法,其中设置:基于来自被检测透镜(1)反射光的第1干涉条纹图像特定被检测透镜(1)的整体中心位置的机构、以被检测透镜(1)和基准球面反射镜(7)的各光轴互相成为平行的方式进行调整的机构、调整被检测透镜(1)和基准球面反射镜(7)的相对位置的机构、根据基于透镜部(2)的透过光的第2干涉条纹图像而调整被检测透镜(1)和基准球面反射镜(7)的相对位置的机构。从而,对于观察不到由来自透镜部表面的反射光产生的光标识的被检测透镜,也可以高精度自动调整该被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的偏离,进而能够获得稳定的测定结果。

Description

光波干涉测定装置及光波干涉测定方法
技术区域
本发明涉及一种被检测透镜的透过波面测定用的光波干涉测定装置及光波干涉测定方法,尤其是涉及在测定装载于光记录媒体的记录/再生装置的光拾波透镜等的波面像差时,能够自动调整该被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的错位的光波干涉测定装置及光波干涉测定方法。
背景技术
以往,在光拾波透镜等的制造工程中,确立能大量生产透镜的体制成为要紧业务,由此,强烈要求对被检测透镜的光干涉测定进行全自动化。
为了顺应这种要求,需要备有能够对在被检测透镜被配置的状态下所产生的被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的错位进行调整的机构。而且,为了以高精度而进行被检测透镜的透过波面测定,以高精度确定被检测透镜的被测定区域也较为重要。
作为确定被检测透镜的被测定区域的技术,熟知的有以下专利文献1所述的方法。这种方法,根据被检测透镜的干涉条纹图像,在图像上指定该被检测透镜的被测定区域的中心位置,并根据被测定区域的中心位置,设置与被检测透镜的尺寸相对应地柔性制成的掩模,在图像上指定被检测透镜的被测定区域时使用干涉条纹的调制(modulation)信息。
另一方面,本专利申请人,提案能够自动调整被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的错位的光波干涉测定装置,并已在知识产权局公开(参照以下专利文献2)。
该光波干涉测定装置,以如下方式构成:即根据由来自设置于光拾波透镜等的被检测透镜突出面(从透镜部的外缘部相对于该透镜部的光轴垂直而凸出的面。有时称作边界曲面或凸缘面、设置基准面等的面)的测定用光束的反射光和参照光的干涉所得到的干涉条纹图像,自动调整被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的倾斜偏离,并根据在图像平面上所观察的规定的光标识的位置信息,对伴随着该倾斜偏离调整所产生的所述2个光轴之间的位置偏离(相对于光轴成直角方向的偏离)进行自动调整。
所述光标识,由来自被检测透镜的透镜部表面的整个区域中可以被视为与测定用光束正对的平面的区域的反射光所形成,在透镜部表面为2次曲面的情况下,作为由来自透镜部表面的顶点附近的区域的反射光的1个亮点像被观察。
【专利文献1】日本专利2003-35514号公报
【专利文献2】日本专利2005-83609号说明书
如此,所述专利文献2所述的光波干涉测定装置,将由来自被检测透镜的透镜部的表面的反射光所产生的光标识作为光轴调整的指标,例如,由于在透镜部表面设有高性能的反射防止膜,所以对于不能明确地观察所述光标识的被检测透镜,难以高精度地对光轴进行调整,而在测定结果上有产生不均匀的问题。
本发明是鉴于这种事实而提出,其目的在于,提供一种如下那样的光波干涉测定装置及光波干涉测定方法:即对于不能观察由来自透镜部表面的反射光的光标识的被检测透镜,也可高精度地自动调整该被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的偏离,并可获得稳定的测定结果。
发明内容
为了解决上述课题,本发明的光波干涉测定装置,包括:
测定用光束照射机构,其对具有透镜部以及从该透镜部的外缘部相对于该透镜部的光轴大致垂直地突出的突出面的被检测透镜,照射测定用光束;
被检测体支撑机构,其以与所述测定用光束相面对的方式支撑所述被检测透镜,且以使该测定用光束照射所述透镜部和所述突出面的至少一部分的方式进行支撑;
基准球面反射机构,其具有基准球面,并在该基准球面中,对透过所述透镜部的所述测定用光束进行反射;
干涉机构,其使透过所述透镜部后的所述测定用光束被所述基准球面反射而再透过该透镜部而成的透镜部透过光,和/或所述测定用光束被所述被检测透镜反射而成的被检测透镜反射光,与参照光相干涉;
摄像机构,其对由所述干涉所产生的干涉条纹进行摄像;
倾斜姿势可变机构,其使所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的相对倾斜姿势变化;以及,
3轴方向位置可变机构,其使所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的相互垂直的、3轴方向的相对位置改变,其特征在于,
通过备有如下机构而构成,即:
被检测透镜整体中心位置特定机构,其基于由所述被检测透镜反射光和所述参照光的干涉所得到的第1干涉条纹图像,将包含所述突出面的所述被检测透镜整体的中心位置,在图像平面中进行特定;
光轴倾斜调整机构,其基于所述第1干涉条纹图像,使用所述倾斜姿势可变机构,以所述被检测透镜的光轴和所述基准球面的光轴接近于互相成为平行的状态的方式,进行该2个光轴的相对的倾斜调整;
第1相对位置调整机构,其根据所述被检测透镜整体的中心位置的所述图像平面上的位置信息或与所述2个光轴的相对倾斜调整相伴而产生的所述被检测透镜的移动量信息,使用所述3轴方向位置可变机构,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近于能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态;
第2相对位置调整机构,其在基于所述光轴倾斜调整机构及所述第1相对位置调整机构的调整后,基于由所述透镜部透过光和所述参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像,使用所述3轴方向位置可变机构,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束成为能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态。
在本发明中,优选所述被检测透镜整体中心位置特定机构,能够被构成为:在所述第1干涉条纹图像中,对与所述透镜部和所述突出面的边界线相对应的位置进行特定,并基于该边界线的位置信息,求出所述被检测透镜整体的中心位置。
另外,此时,该被检测透镜整体中心位置特定机构,被构成为:在所述第1干涉条纹图像中将与所述被检测透镜相对应的区域的重心位置作为所述被检测透镜整体的临时中心位置,并基于该临时中心位置而指定规定的探索区域,在该探索区域中,求取所述边界线的位置。
另外,还可以具备:
突出面区域抽出掩模产生机构,其在所述图像平面上,基于所述被检测透镜整体的中心位置,产生仅仅对与所述突出面对应的区域进行抽出的突出面区域抽出掩模;以及突出面区域抽出掩模移动机构,其根据与所述2个光轴的相对的倾斜调整相伴而发生的、所述图像平面上的所述被检测透镜整体的中心位置的移动,使所述突出面区域抽出掩模移动。
此外,所述光轴倾斜调整机构,可以被构成为:基于与由所述突出面区域抽出掩模抽出的所述突出面相对应的区域内的干涉条纹信息,进行所述2个光轴的相对的倾斜调整。
另外,优选为,具备:不需要干涉条纹区域特定机构,其在所述第1干涉条纹图像上,在所述图像平面上对测定中不需要的不需要干涉条纹区域进行特定;透镜部对应区域内干涉条纹信息取得机构,其在所述第2干涉条纹图像中,覆盖所述不需要干涉条纹区域,从而得到与所述透镜部相对应的透镜部对应区域内的干涉条纹信息;透镜部中心位置特定机构,其基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,在所述图像平面上对所述透镜部的中心位置进行特定;被测定区域决定用掩模设定机构,其按照预先作成的、被测定区域决定用掩模的中心与所特定的所述透镜部的中心位置一致的方式,设定该被测定区域决定用掩模。
此时,优选为,所述第2相对位置调整机构,被构成为:基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,进行所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置调整。
此时,优选为,在所述被检测透镜和所述基准球面反射机构之间,具备:对所述测定用光束的光路进行开闭的光路开闭机构。
另外,优选为,具备:距离变化量检测机构,其对与所述2个光轴的相对倾斜调整相伴而产生的、所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的距离变化量进行检测;
距离变化量校正机构,其基于检测到的所述距离变化量,使用所述3轴方向位置调整机构,对所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的距离进行校正。
另外,本发明所涉及的光波干涉测定方法,按照使测定用光束照射在所述透镜部和所述突出面的至少一部分的方式,对在透镜部的外缘部具有突出面的被检测透镜进行支撑,从而进行该被检测透镜的透过波面测定,其特征在于,
依次至少进行一次如下作业:
光轴倾斜调整,其中根据由所述测定用光束被所述被检测透镜反射而成的被检测透镜反射光和参照光的干涉而得到的第1干涉条纹图像,进行该2个光轴的相对倾斜调整,以使得所述被检测透镜的光轴和基准球面的光轴接近于互相平行的状态;
第1相对位置调整,其中基于所述第1干涉条纹图像,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态,
此后,进行第2相对位置调整,在所述第2相对位置调整中,基于透过所述透镜部的所述测定用光束被所述基准球面反射而再透过该透镜部而成的透镜部透过光与所述参照光的干涉而得到的第2干涉条纹图像,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态。
本发明的光波干涉测定方法的特征在于,
对与基准球面像面对地配置的被检测透镜照射测定用光束,并基于干涉条纹图像进行所述被检测透镜的透过波面的测定,所述干涉条纹图像是通过使由所述照射所产生的来自所述被检测透镜侧的返回光与参照光相干涉而得到的干涉条纹图像,在第1状态下在所述被检测透镜上照射所述测定用光束时,载持着该被检测透镜的透镜部的透过波面信息而成的透镜部透过光和除了该透镜部透过光以外的不需要光,作为所述返回光而发生,
并且,依次进行如下步骤:
不需要干涉条纹区域特定步骤,其中设定为产生所述不需要光而不产生所述透镜部透过光的第2状态,基于在该第2状态所得到的干涉条纹图像,在图像平面上对测定中不需要的不需要干涉条纹区域进行特定;
透镜部对应区域内干涉条纹信息取得步骤,其中在所述透镜部透过光及所述不需要光一起产生的所述第1状态下得到的干涉条纹图像中,覆盖所述不需要干涉条纹区域而取得与所述透镜部相对应的透镜部对应区域内的干涉条纹信息;
透镜部中心位置特定步骤,其中基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,在所述图像平面上对所述透镜部的中心位置进行特定;
被测定区域决定用掩模设定步骤,其中以预先作成的被测定区域决定用掩模的中心与所特定的所述透镜部的中心位置一致的方式,设定该被测定区域决定用掩模。
另外,所谓「基准球面」,是指:除了物理性球面形状而成的以外,包含所谓非球面形状。
本发明的光波干涉测定装置及光波干涉测定方法,基于由被检测透镜反射光和参照光的干涉所得到的第1干涉条纹图像,以被检测透镜的光轴和基准球面的光轴接近互相成为平行的状态的方式进行该2个光轴的相对位置倾斜调整,并调整被检测透镜和基准球面的相对位置,使得透过透镜部的测定用光束接近能够大致垂直地入射到上述基准球面的状态,在这些调整以后,基于由透镜部透过光和参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像,调整被检测透镜和基准球面的相对位置,使得成为透过透镜部的测定用光束能够大致垂直地入射到基准球面的状态。
作为被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的偏离调整的指标,由于未使用由来自透镜部表面的反射光所产生的光标识,因此,对于在透镜部表面设置高性能的反射防止膜的被检测透镜,也能自动调整2个光轴的偏离。
而且,在偏离的粗调整阶段,基于被检测透镜反射光和参照光的干涉所得到的第1干涉条纹图像,而进行被检测透镜的光轴和基准球面的光轴的偏离调整,并在偏离调整的最终阶段,通过基于由透镜部透过光和参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像而进行,可以短时间且高精度地自动调整2个光轴的偏离,因此能够迅速进行光拾波透镜等被检测透镜的透过波面测定,并可以取得高精度且稳定的测定结果。
附图说明
图1表示本发明的一实施方式所涉及的光波干涉装置的概略构成图。
图2表示被检测透镜的形状的概略图((A)为正视图、(B)为俯视图)。
图3表示透镜载置夹具的边界曲面(コバ面)支撑台的形状的概略图。
图4表示本实施方式所涉及的光波干涉装置的被检测透镜定位部的概观构成的正视图。
图5(a)和(b)是为了表示本实施方式所涉及的光波干涉装置的被检测透镜的加载/卸载状态的被检测透镜定位部的概观构成侧视图。
图6表示噪声截止用掩模的设定例的概略图。
图7表示第1干涉条纹图像的一例的概略图。
图8表示探索区域的设定例的概略图。
图9表示边界线位置的指定方法的一例的概略图。
图10表示对应于突出面区域的干涉条纹图像的一例的概略图。
图11表示第2干涉条纹图像的一例的概略图。
图12表示透镜部的边缘探索区域的设定例的概略图。
图13表示透镜部中心位置的指定方法的一例的概略图。
图中:1-被检测透镜,2-透镜部,3-凸缘部,3A-凸缘部下表面(突出面),4-干涉仪的基准板(基准板),5-透镜载置夹具,6-校正板,7-基准球面反射镜,8-快门装置,8A-遮光板,8B-驱动部,5A-中央窗口,5B-突出面反射光用窗口,5C-校正板反射光用窗口,5D-突出面支撑区域,11-手动2轴倾斜载物台(基准板调整用),12-手动2轴倾斜载物台(校正板调整用),13-电动2轴倾斜载物台,14-电动Y轴载物台,15-电动X轴载物台,16-电动Z轴载物台,20-干涉仪主体部,21-光源,22-光束直径放大用透镜,23-光束分离器,24-准直透镜,25-成像透镜,26-摄像机构,27-计算机,28-监视装置,29-输入装置,30-被检测体定位部,31-样品载物台前后方向(L轴方向)移动机构,32-旋转编码器,34-脉冲电动机,36-Z轴手动粗调正用旋钮,41-大圆,42-小圆,43-突出面区域,44-边界线区域,45-临时中心位置,46-小正方形,47-大正方形,48、49、52、53-直线,50、51、54、55-边界线探索区域,56-(被检测透镜的)整体中心位置,57-透镜部区域,58~61-边缘探索区域,62-透镜部中心位置,R1、R2-半径。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是概略表示本发明的一实施方式所涉及的光波干涉测定装置的主要部分的构成的图。并且,图2是表示被检测透镜的形状的概略图((A)为正视图、(B)为平面图),图3是表示透镜载置夹具的突出面支撑台的形状的概略图,图4是表示本实施方式所涉及的光波干涉测定装置的被检测透镜定位部的概观构成的正视图,图5是为了表示本实施方式所涉及的光波干涉装置的被检测透镜的加载/卸载状态的、被检测透镜定位部的概观构成侧视图。
如图1所示,本实施方式所涉及的光波干涉测定装置,具备干涉仪主体部20和被检体定位部30而成。
上述干涉仪主体部20是装载激光光源等的可干涉距离长光源21的菲佑型干涉仪装置,具备:光束直径放大用透镜22、光束分离器23、准直透镜24、成像透镜25、及具有光检测面的摄像机构26。而且,该干涉仪主体部20,具备:计算机27,其进行针对由摄像机构26摄像的图像进行图像处理、各种运算处理及各种调整部的驱动控制;监视装置28,其显示干涉条纹图像等;输入装置29,其用于对计算机27进行各种输入。另外,图1表示的干涉仪的基准板(以下,简称基准板)4,通常包含在干涉仪主体部20内,然而,在本说明书中,为了说明上的方便,包含在下述的被检测体定位部30内进行说明。
另一方面,被检测体定位部30以如下方式构成:即朝向来自干涉仪主体部20的测定用光束的前进方向(图1的上方向),依次支撑:基准板4、被检测透镜1、校正板6、表面为基准球面的基准球面反射镜7、及快门装置8,且可调整位置。
即,基准板4被手动2轴倾斜载物台11支撑,且在预备调整阶段对以X轴(向图1的左右方向延伸的轴)及Y轴(相对于图1的纸面垂直而延伸的轴)为中心的旋转角度(倾斜度)。并且,被检测透镜1,借助于作为被检测体支持机构的透镜载置夹具5被电动2轴倾斜载物台13支撑,且在测定各被检测透镜1时自动调整以X轴及Y轴为中心的旋转角度(倾斜度)。更且,校正板6,基准球面反射镜7及快门装置8,依次被手动2轴倾斜载物台12、电动Y轴载物台14、电动X轴载物台15及电动Z轴载物台16支撑。
在此,校正板6是以对应于光记录介质的保护层而设置的透明板(通常为玻璃板),实际是为了具备记录/再生光记录介质的状态和光学条件的目的而配设的,在预备调整阶段调整以X轴及Y轴为中心的旋转角度(倾斜度),使得通过手动2轴倾斜载物台11,相对于基准板4的基准面成为平行。另一方面,基准球面反射镜7通过电动Y轴载物台14、电动X轴载物台15及电动Z轴载物台16,能够向Y轴、X轴、Z轴(向图1的上下方向的延伸的轴)的各方向平行地移动调整,由此,在测定各被检测透镜1时,可以自动进行位置调整。
另外,在本实施方式中,由光源21、光束直径放大用透镜22、光束分离器23、准直透镜24、及基准板4构成测定用光束照射机构,由基准板4、校正板6及基准球面反射镜7构成干涉机构,由校正板6及基准球面反射镜7构成基准球面反射机构。而且,由电动2轴倾斜载物台13构成倾斜姿势可变机构,由电动Y轴载物台14、电动X轴载物台15及电动Z轴载物台16构成3轴方向位置可变机构。
并且,在本实施方式中,被检测透镜1是作为光拾波透镜载置于用于将CD、DVD、AOD、蓝光光盘等的光记录介质进行记录/再生的装置,如图2所示,由透镜部2及凸缘部3而构成。透镜部2为双凸透镜,在光记录介质记录/再生装置的光源侧配置有强曲率的面。而且,配置于凸缘部3的该光源侧的凸缘下表面3A,构成透镜调准时作为设置基准面的突出面,以相对于被检测透镜1的光轴高精度地垂直的方式而设定。另外,将凸缘部3的另一面(凸缘上表面)作为突出面也可以。
另外,作为被检测透镜1,其形状及其用途不限定于上述实施方式,且还可以另设非球面或衍射光学面。例如,在被检测透镜1具有非球面时,基准球面反射镜7的表面为与该被检测透镜1的表面形状相对应的非球面形状。
另外,在图中未图示的基准板4上设有用于在实施条纹扫描测量时使基准板4向光轴方向微动的条纹扫描适配器。
接着,透镜载置夹具5的突出面支撑台的形状,从干涉仪主体部20看,如图3所示,在其中央部分具备:连续的窗口部,其由如下部分构成:即用于进行被检测透镜1的透镜部2的光干涉测定的中央窗口5A、位置于中央窗口5A的外侧的4个突出面反射光用窗口5B、以及位置于突出面反射光用窗口5B的外侧的4个校正板反射光用窗口5C、和凸出在凸缘下表面3A的对应区域的4个突出面支撑区域5D。另外,在图3的例子中,突出面反射光用窗口5B、校正板反射光用窗口5C及突出面支撑区域5D均设置4个,然而这些各部的数量也可以为除此以外的数。例如,突出面反射光用窗口5B、校正板反射光用窗口5C及突出面支撑区域5D都可以由3个而构成。
而且,在图4中,表示用于进行被检测透镜1的加载/卸载操作的样品载物台前后方向(L轴方向)移动机构31、测量以上述凸缘下表面3A的X轴及Y轴为中心的旋转角度(倾斜度)的旋转编码器32、使电动Z轴载物台16移动的脉冲电动机34及Z轴手动粗调正用旋钮36。
并且,图5(A)示出了被检测透镜1被设置在观察位置的状态,图5(B)示出了进行被检测透镜1的卸载操作、被检测透镜1的配置/更换操作的状态。在图5(B)所示的状态中,在透镜载置夹具5载置被检测透镜1,并借助于样品载物台前后方向(L轴方向)移动机构31,向L轴方向(在图1的纸面的向里(奥行き)方向;与Y轴方向一致)移动,直至成为图5(A)所示的状态,从而,在观察位置设置被检测透镜1。
以下,对于上述光波干涉装置的测定顺序进行简单说明。
首先,进行为了执行被检测透镜1的光干涉测定的预备调整。在此预备调整中进行:借助于手动2轴倾斜载物台11以基准板4的基准面和测定用光束的轴互相成为垂直的方式而设定的基准面倾斜调整;以及借助于手动2轴倾斜载物台12以校正板6和基准板4的基准面互相成为平行的方式而设定的校正板倾斜调整。另外,根据需要,通过Z轴手动粗调整用旋钮36,进行基准球面反射镜7的Z轴方向位置的粗调整。另外,最初使用装置时,进行以下2个自动校正。
首先,关于倾斜,在透镜载置夹具5上放置平面玻璃等样品,由手动调整发生干涉条纹,为了决定电动2轴倾斜载物台13的移动变化量和干涉条纹发生量(从干涉条纹所得到的倾斜量)的关系,通过电动2轴倾斜载物台13样品的倾斜规定量变化后,在几个地方自动地进行执行干涉条纹测定的操作,求样品的倾斜变化量和电动2轴倾斜载物台13的移动变化量的关系式,将这些存储在计算机27的存储部。对于电动2轴倾斜载物台13的反馈,从以AX+BY而表示的1次平面调整算出倾斜,而从系数A值进行X轴方向的倾斜的反馈、从系数B值进行Y轴方向的倾斜的反馈。
此后,为了进行电动X轴载物台15、电动Y轴载物台14及电动Z轴载物台16的校正,将与实际上测定的被检测透镜1相同设计的基准透镜(省略图示)置于透镜载置夹具5上,通过手动调整使得产生透过波面干涉条纹后,对于X轴、Y轴、Z轴的载物台15、14、16的每个使规定量载物台移动,关于X轴方向、Y轴方向,求透过波面倾斜量和X轴及Y轴的各载物台移动量的关系,关于Z轴方向,求透镜的光学能力(power)值和Z轴载物台16的移动量的关系,并将这些关系式存储在计算机27的存储部。对于基准球面,以C(X2+Y2)+DX+EY+F而表示的2次函数进行调整,从系数C值反馈Z轴方向的移动量、从系数D值反馈X轴方向的移动量、从系数E值反馈Y轴方向的移动量。
接着,进行成为本发明的关键的用于进行被检测透镜1的光干涉测定的本调整(详细后述)。上述预备调整在进行光干涉测定之前对一系列被检测透镜1进行一次即可,但该本调整在每次进行各被检测透镜1的测定时,原则上每次都要进行。
该本调整构成本发明所涉及的光波干涉测定方法的一实施方式,大体上区分的话,由如下调整构成:即旨在使被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴互相成为平行的光轴之间的倾斜偏离调整(光轴倾斜调整);以透过被检测透镜1的球面波(测定用光束)能以大致垂直地入射到基准球面反射镜7的球面的方式进行调整的,基准球面反射镜7的X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的位置调整(第1和第2相对位置调整)。
若该调整结束,则进行被检测透镜1的光干涉测定。通过该光干涉测定而在干涉仪主体部20的摄像机构26中得到的干涉条纹图像信息,由计算机27实行运算处理或图像解析处理,而求出被检测透镜1的波面像差量。并且,所得到的干涉条纹图像或解析结果等被显示在连接于计算机27的监视装置28。
然而,在本实施方式装置中,被检测透镜1被载置在透镜载置夹具5而进行移动,在配置于观察位置的状态下,被检测透镜1的光轴具有对被检透镜1的光轴相对于基准球面反射镜7的光轴所产生的偏离进行自动校正的功能。
即使该光轴发生微小量的偏离,结果从被检测透镜1射出的测定光束的聚焦点相对于基准球面反射镜7的中心(球心)而发生偏离,而难以进行被检测透镜1的光干涉测定。对于如此的平行偏离,例如,即使为几十μm左右的极小误差量也会导致在观察画面上不出现干涉条纹的状态。
因此,在本实施方式装置中,具备:被检测透镜整体中心位置指定机构,其基于由来自被检测透镜1的反射光和参照光的干涉所得到的第1干涉条纹图像,在图像平面上指定包含突出面(凸缘下表面3A)的被检测透镜1的整体的中心位置;光轴倾斜调整机构,其根据由来自被检测透镜1的反射光中的来自突出面的反射光和参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像,使用倾斜姿势可变机构(电动2轴倾斜载物台13)而进行该2个光轴的相对倾斜调整,以使得接近于被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴互相成为平行的状态;第1相对位置调整机构,其使用3轴方向位置可变机构(电动Y轴载物台14、电动X轴载物台15及电动Z轴载物台16)进行位置调整,以使得接近于透过被检测透镜1及校正板6后的球面波能够大致垂直地入射到基准球面反射镜7的球面的状态;第2相对位置调整机构,其基于上述光轴倾斜调整机构及上述第1相对位置调整机构的调整以后,基于由透镜部透过光和参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像,使用3轴方向位置调整机构而进行位置调整,以使得成为如下那样的状态:即透过被检测透镜1和校正板6后的球面波能够大致垂直地入射到基准球面反射镜7的球面。通过这些而以自动进行上述本调整的方式构成。
而且,在本实施方式装置中,为了顺利地进行本调整,具备:突出面区域抽出掩模(mask)产生机构,其在上述第1干涉条纹图像中,基于被检测透镜1的整体中心位置,产生仅抽出对应于突出面的区域的突出面区域抽出掩模;突出面区域抽出掩模移动机构,其根据伴随着上述2个光轴的相对倾斜调整所产生的图像平面上的被检测透镜1的整体中心位置的移动,使突出面区域抽出掩模移动;不需要干涉条纹区域指定机构,其在上述第1干涉条纹图像中,在图像平面中指定不需要测定的不需要干涉条纹区域;透镜部对应区域内干涉条纹信息取得机构,其在上述第2干涉条纹图像中,覆盖上述不需要干涉条纹区域而得到与透镜部相对应的透镜部对应区域内干涉条纹信息;透镜部中心位置特定机构,其根据该透镜部对应区域内的干涉条纹信息,其在图像平面上特定透镜部的中心位置;被测定区域决定用掩模设定机构,其在所特定的透镜部的中心位置,以预先做成的被测定区域决定用掩模的中心一致的方式设定该被测定区域决定用掩模;光路开闭机构,其在被检测透镜1和基准球面反射机构(校正板6及基准球面反射镜7)之间,对测定用光束的光路进行开关。
这里,上述的被检测透镜整体中心位置特定机构、突出面区域抽出掩模产生机构、突出面区域抽出掩模移动机构、不需要干涉条纹区域特定机构、透镜部中心位置特定机构及被测定区域决定用掩模设定机构,是通过计算机27内的CPU及储存器内的程序等而构成的机构,光轴倾斜调整机构、第1相对位置调整机构、及第2相对位置调整机构通过控制在各载物台13、14、15、16附设的驱动电动机(由脉冲电动机所构成)的控制电路(未图示)及使该控制电路起作用的程序(存储在计算机27内的存储器内或另外设置的存储器内)等而构成。并且,光路开闭机构由快门装置8而构成。
以下,对于由本实施方式装置的测定顺序的详细内容进行说明。另外,视为完成上述的预备调整。
(1)首先,在图1所示的透镜载置夹具5中未载置被检测透镜1的状态,且在由快门装置8闭锁校正板6、基准球面反射镜7、透镜载置夹具5的之间的光路的状态下,对透镜载置夹具5照射测定用光束而进行测定,并在图像平面上,确认由噪声成分引起的光强度(调制:modulation)大的区域,而设定将这些区域柔性地遮蔽的噪音截止用掩模。
图6表示该噪声截止用掩模的设定例。在图6以斜线表示的部分是遮蔽区域。该设定例中,半径R1的大圆41的外侧部分以及以同心配置的半径R2的小圆42的内侧部分为遮蔽区域。大圆41的外侧部分(尤其,图像的4个棱角的部分)主要是基于来自透镜载置夹具5等的散乱光的调制大的区域,小圆42的内侧部分,主要是在透镜载置夹具5上载置被检测透镜1时,成为基于来自被检测透镜1的透镜部2的顶点附近区域的反射光的调制较大的区域。
另外,快门装置8,是为了在校正板6及基准球面反射镜7入射测定用光束,并用于防止其反射光入射到摄像机构26,如图1所示,具备:遮光板8A和使该遮光板8A在与基准球面反射镜7的光轴垂直的平面内转动的驱动部8B,并以如下方式构成:即通过在测定用光束的光路上使遮光板8A出入,而测定用光束的光路进行开关。
(2)接着,维持由快门装置8对光路进行闭锁的状态,通过图5所示的样品载物台前后方向移动机构31,在观察位置上设置(set)被检测透镜1。能够对该设置状态中所产生的被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴的偏离进行自动调整的是以下的本调整。另外,在被检测透镜1被设置的状态下,该透镜部2的中心,位于上述小圆42的内侧部分,且使得凸缘下表面3A位于上述大圆41和上述小圆42之间。
(3)在本调整中,首先由快门装置8闭锁光路,在观察位置设置被检测透镜1。由此,即使照射测定用光束,也不产生载持着透镜部2的透过波面信息而行成的透镜部透过光,该透镜部透过光以外的不需要光(来自凸缘下表面3A或透镜部2和凸缘下表面3A的边界线部分、及透镜载置夹具5等的反射光)作为从被检测透镜1侧的返回光而产生的第2状态被设定。在该第2状态,对设置在观察位置的被检测透镜1照射测定用光束而得到第1干涉条纹图像。在图7示意性地表示第1干涉条纹图像的一例。在图7中附加有斜线的部分是能够观察到干涉条纹的区域。在该例观察到:通过了图3所示的4个突出面反射光用窗口5B的、对应于来自凸缘下表面3A的反射光的4个突出面区域43,以及通过图3所示的中央窗口5A的对应于来自透镜部2和凸缘3A的边界线部分的反射光的圆环状的边界线区域44。
(4)接着,在所得到的第1干涉条纹图像中,根据干涉条纹调制等而特定对应于被检测透镜1的区域(突出面区域43和边界线区域44(参照图7))的中心位置,并将该中心位置作为被检测透镜1的整体临时中心位置45而设定。
(5)接着,根据该临时中心位置45而设定规定的边界线探索区域。在图8表示该边界线探索区域的设定例。在图8中,作为以上述临时中心位置45为中心的小正方形46的外侧区域和同样以临时中心位置45为中心的大正方形47的内侧的区域的共同部分,且将临时中心位置45置于中间且设定在离开该临时中心位置45互相等同的距离、并向X轴方向互相平行延长的2个直线48、49之间的2个区域(50、51),以及作为上述共同部分将临时中心位置45置于中间且设定在离开该临时中心位置45互相等同的距离、并向Y轴方向(图中上下方向)互相平行延长的2个直线52、53之间的2个区域(54、55)共计4个区域,成为边界线探索区域50、51、54、55。
(6)此后,在设定了边界线探索区域50、51、54、55的第1干涉条纹图像中,由上述被检测透镜整体中心位置特定机构特定与被检测透镜1的透镜部2和凸缘下表面3A的边界线相对应的位置。在图9表示边界线位置的特定方法的一例。在图9所示的例子中,按构成图像平面的摄像元件的每个像素列进行边界线的探索(图中的箭头线表示探索开始位置及探索方向)。例如,在边界线探索区域50,将该边界线探索区域50内分割为与2直线48、49平行的多个像素列(在相同的像素列上,Y坐标为一定),对每个像素列进行从小正方形46的左侧边向图中左方的探索,将干涉条纹调制等的光强度急变的位置,作为该像素列的图中左侧的边界线而特定其X坐标值。同样,在边界线探索区域51中,也设定多个像素列,按每个像素列进行从小正方形46的右侧的边向图中右方的探索,而对每个像素列的图中右侧的边界线位置的X坐标值进行特定。在边界线探索区域54、55,同样,分隔为与2直线52、53平行的像素列(在相同的像素列上,X坐标为一定),并对每个像素列对图中的上下各侧的边界线位置的Y坐标值进行特定。
(7)接着,基于所特定的边界线位置的坐标值,通过上述被检测透镜整体中心位置特定机构,求算上述被检测透镜1的整体中心位置56(参照图9)。作为该整体中心位置56的计算方法,例如,在边界线探索区域50及51,对每个Y坐标值互相共同的像素列,求算各自所特定的边界线位置的X坐标值的差的绝对值,并将其成为最大的坐标列的Y坐标值作为整体中心位置56的Y坐标值。同样,在边界线探索区域54及55,按每个X坐标值互相共同的像素列,求算各自所特定的边界线位置的Y坐标值差的绝对值,并将其成为最大的坐标列的X坐标值作为整体中心位置56的X坐标值。
或者,还可以如下进行。即,在边界线探索区域50及51中,按每个Y坐标值互相共同的像素列求各边界线位置的X坐标值,将该各平均值作为各像素列的中点的X坐标值的样本数据而收集,并且,将这些的中点坐标值的平均值作为整体中心位置56的X坐标值。同样,在边界线探索区域54及55,对每个X坐标值互相共同的像素列,求算各边界线位置的Y坐标值,将该各平均值作为各个像素列的中点的Y坐标值的样品数据而收集,并且,将这些的中点坐标值的平均值作为整体中心位置56的Y坐标值。另外,取各中点坐标值的平均时,对于与其他坐标值相比变动较大的,提前从样品数据排除而计算。
(8)接着,上述突出面区域抽出掩模产生机构,对基于凸缘部3的设计值而预先生成的突出面区域抽出掩模进行配置,以使得该突出面区域抽出掩模的中心位置与上述整体中心位置56一致,由此,得到:仅仅载持着由来自被检测透镜1的凸缘下表面3A的反射光和参照光的干涉所得到的干涉条纹信息的、突出面区域对应的干涉条纹图像。在图10示出了突出面区域对应的干涉条纹图像的一例。
(9)因而,基于所得到的突出面区域对应的干涉条纹图像,直至突出面区域43的干涉条纹大致消失(无(null)条纹)的程度,使用图1所示的电动2轴倾斜载物台13借助于上述光轴倾斜调整机构,以接近于被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴互相成为平行的状态的方式,对被检测透镜1的倾斜姿势进行调整。
(10)若被检测透镜1的倾斜姿势被调整,则被检测透镜1的整体中心位置56从由上述(7)所特定的坐标位置移动,因此再次进行上述(3)~(9)的作业。并且,直到被检测透镜1的倾斜姿势达到规定的状态为止,反复进行这些作业。另外,通过上述突出面区域抽出掩模移动机构,对于被检测透镜1的倾斜姿势的每次调整,移动使用上述(8)中制成的突出面区域抽出掩模。
(11)接着,上述第1相对位置调整机构,使用上述电动X轴载物台15及上述电动Y轴载物台14,使基准球面反射镜7向X轴方向及Y轴方向移动如下的位移量:即在上次测定时被确定的图像平面上的透镜部中心位置和这次求得的被检测透镜1的整体中心位置56的坐标值的差。或者,使基准球面反射镜7向X轴方向及Y轴方向移动如下的量:即与被检测透镜1的X轴方向及Y轴方向的移动量相同的量,所述与被检测透镜1的X轴方向及Y轴方向的移动量上述电动2轴倾斜载物台13的倾斜调整前后的移动量相伴随。而且,同时,使用上述Z轴载物台16使基准球面反射镜7向Z轴方向移动与被检测透镜1的Z轴方向的移动量相同的量,所述被检测透镜1的Z轴方向的移动量与上述电动2轴倾斜载物台13的倾斜调整前后的移动量相伴随。
(12)通过上述的(3)~(11)的作业,基于第1干涉条纹图像的被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴的相对倾斜调整(光轴倾斜调整),以及被检测透镜1和基准球面反射镜7之间的大致位置调整(第1相对位置调整),结束了。并且,在该位置调整后的第1干涉条纹图像(在第2状态中取得的干涉条纹图像),在透过波面测定时不需要的不需要干涉条纹区域(上述不需要光为起因的干涉条纹区域),通过上述不需要干涉条纹区域特定机构在图像平面上被特定(不需要干涉条纹区域特定步骤)。此后,通过快门装置8开放光路。
(13)通过该光路开放,设定第1状态,所述第1状态,是载持着被检测透镜的透镜部2的透过波面信息而成的透镜部透过光与该透镜部透过光以外的不需要光一起,作为从被检测透镜1侧的返回光而发生的状态。在该第1状态,得到由透镜部透过光和参照光的干涉的第2干涉条纹图像(第1状态取得的干涉条纹图像)。在图11表示第2干涉条纹图像的一例。在图11中观察到:通过图3所示的4个突出面反射光用窗口5B的、对应于来自凸缘下表面3A的反射光的4个突出面区域43;通过图3所示的中央窗口5A的、对应于来自透镜部2和凸缘下表面3A的边界线部分的反射光的圆环形边界线区域44;同样通过图3所示的中央窗口5A的、透过透镜部2以后由基准球面反射镜7反射,并且对应于再透过透镜部2的透镜部透过光的透镜部区域57。
(14)接着,上述透镜部对应区域内干涉条纹信息取得机构,将上述被特定的不需要干涉条纹区域,在该第2干涉条纹图像上柔软地进行遮蔽(覆盖),使得获得对应于透镜部2的透镜部对应区域内的干涉条纹信息(透镜部对应区域内干涉条纹信息取得步骤)。
(15)接着,上述第2相对位置调整机构,根据预先存储在计算机27的存储部的透过波面倾斜量和X轴及Y轴的各载物台移动量的关系、以及被检测透镜1的光学能力值和Z轴载物台16的移动量的关系,使用上述电动X轴载物台15、上述电动Y轴载物台14及上述电动Z轴载物台16,使基准球面反射镜7向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动,并进行调整,以使得在上述透镜部对应区域内的整个区域内产生干涉条纹。
(16)接着,基于透镜部对应区域内的干涉条纹信息,由上述透镜部中心位置特定机构设定用于探索透镜部2的边缘的边缘探索区域。在图12中示出了透镜部2的边缘探索区域的设定例。另外,在图12,即使图示有4个突出面区域43和圆环状的边界线区域44,然而,实际上这些区域的信息被基于上述透镜部对应区域内干涉条纹信息取得机构的遮蔽所截止。这在图13也相同。
在该例中,对于被检测透镜1的整体中心位置56,在图中左右及上下设定有对称地配置的4个正方形状的边缘探索区域58~61。另外,4个边缘探索区域58~61的大小及设定位置,例如,鉴于透镜部2的直径尺寸,根据来自上述整体中心位置56的像素数而设定(例如,从整体中心位置56向上下左右分别以70~120像素远离的范围)。
(17)接着,在4个边缘探索区域58~61的各自,由上述透镜部中心位置特定机构特定透镜部区域57的边缘位置。该边缘位置的特定方法,与上述(6)的边界线的特定方法同样,对于构成图像平面的摄像元件的每个像素列进行探索。例如,在边缘探索区域58,将该边缘探索区域58内分割为向X轴方向(图中左右方向)延伸的多个像素列(在相同的像素列上,Y坐标为一定),并对每个像素列进行探索,将干涉条纹调制等光强度急变的位置,作为该像素列的边缘位置而对其坐标进行特定。同样,在其他边缘探索区域59~61,也设定多个像素列而对每个像素列进行探索,并对各像素列的边缘位置的坐标进行特定。
(18)接着,基于所特定的边缘位置的坐标值,由上述透镜部中心位置特定机构对被检测透镜1的透镜部的中心位置(参照透镜部中心位置62、图13)进行特定。在图13表示透镜部中心位置的特定方法的一例。在该例中,在边缘探索区域58及59中,对Y坐标值互相共同的每个像素列求算各边缘位置(图中以○号表示)的X坐标值,将该各平均值作为每个像素列的中点(图中以×号表示)的X坐标值的样品数据而收集,并且将这些中点坐标值的平均值作为透镜部中心位置56的X坐标值。同样,在边缘探索区域59及60,对X坐标互相共同的每个像素列,求各边缘位置(图中以○号表示)的Y坐标值,将该各平均值作为每个像素列的中点(图中以△号表示)的Y坐标值的样品数据而收集,并且将这些中点坐标值的平均值作为透镜部中心位置62的Y坐标值。另外,取得各中点坐标值的平均时,对于与其他坐标值相比变动大的,提前从样品数据排除而计算。另外,按照以上(16)~(18)的顺序而构成透镜部中心位置特定步骤。
(19)接着,上述被测定区域决定用掩模设定机构,对基于被检测透镜1的设计值等而预先作成的被测定区域决定用掩模进行设定,以使得该掩模的中心与所特定的上述透镜部中心位置62一致(被测定区域决定用掩模设定步骤),由此,特定被测定区域。
(20)接着,上述第2相对位置调整机构,使用电动X轴载物台15、电动Y轴载物台14及电动Z轴载物台16,进行上述基准球面反射镜7的位置的最终调整(第2相对位置调整),以使得由上述被测定区域决定用掩模所特定的被测定区域内的干涉条纹成为无条纹的状态。由此,能够成为透过被检测透镜1及校正板6以后的球面波大致垂直地入射到基准球面反射镜7的球面的状态,并结束本调整。
(21)本调整结束以后,基于上述被测定区域内的干涉条纹信息,而进行被检测透镜1的透镜部2的透过波面测定,并对透镜部2的波面像差等进行解析。
若结束1个被检测透镜1的测定,与其他被检测透镜1交换而再次进行测定。上述本调整,在每次更换被检测透镜1时需要进行,从而,在本实施方式,为了图谋透镜交换时的本调整的时间缩短,而具备:距离变化量检测机构,其对与被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴的相对倾斜调整(上述(9)的调整)相伴而产生的被检测透镜1和基准球面反射镜7的距离变化量进行检测;距离变化量校正机构,其根据检测到的距离变化量,使用图1所示的电动Z轴载物台16,对被检测透镜1和基准球面反射镜7的距离进行校正。
在此,距离变化量检测机构,由根据图4所示的旋转编码器32的计测值,算出被检测透镜1的Z轴方向的移动量的程序(存储在计算机27内的存储器内或另外设置的存储器内)等而构成,距离变化量校正机构,由对在电动Z轴载物台16附设的驱动电动机进行控制的控制电路(未图示)及使该控制电路起作用的程序(存储在计算机27内的存储器内或另外设置的存储器内)等而构成。以下,对于该距离变化量校正的顺序,进行简单说明。
首先,通过上述距离变化量检测机构被检测出,与上次测定时的上述(9)的倾斜姿势的调整相伴而产生的被检测透镜1和基准球面反射镜7的距离变化量,通过距离变化量校正机构存储该检测值。并且,距离变化量校正机构,也存储上次测定时的最终电动Z轴载物台16的位置。
其次,上述距离变化量检测机构,对与这次测定时的上述(9)的倾斜姿势的调整相伴而产生的被检测透镜1和基准球面反射镜7的距离变化量进行调整。
接着,距离变化量校正机构,将该检测值与上次的检测值做比较,并根据其差,相对于上次测定时的最终位置,校正电动Z轴载物台16的位置。由此,在上述本调整中,可以图谋使用电动Z轴载物台16而进行的被检测透镜1和基准球面反射镜7的Z轴方向的位置调整的时间缩短。
以上,对于本发明所涉及的光波干涉测定装置的一实施方式进行了说明,但作为本发明所涉及的光波干涉测定装置,不限于上述实施方式,可以种种地改变方式。
例如,在上述实施方式中,向校正板6及基准球面反射镜7入射测定用光束,为了防止该反射光入射到摄像机构26,具备作为光路开闭机构的快门装置8,作为用于防止来自校正板6及基准球面7的反射光入射到摄像机构26的机构,也可以具备使校正板6及基准球面反射镜7移动到光路外、或使之倾斜的机构。根据被检测透镜1的形状,有被检测透镜1和校正板6的间隔极其变窄的情况,这时较为有效。
而且,即使在使用快门装置8的情况,在被检测透镜1和校正板6之间使遮光板8A出入时,为了回避这些部件之间的干涉,也可以构成为:使用电动Z轴载物台16,将被检测透镜1和校正板6之间的间隔一度扩大。
并且,在上述实施方式中,在探索透镜部2的边缘位置时,被构成为预先设定边缘探索区域,但是,也可以基于第2干涉条纹图像而特定透镜部区域57后,特定该透镜部区域57的边缘位置。
而且,在上述实施方式中,干涉仪主体部20成为菲佑型,但是,使用迈克耳逊型等的不同类型也可以。
并且,在上述实施方式中,前提是一并进行:旨在使被检测透镜1的光轴和基准球面反射镜7的光轴互相成为平行的、光轴之间的偏离调整;以及被检测透镜1和基准球面反射镜7的相对位置偏离调整,然而根据需要,在例如由透镜载置夹具等引起的反斜线的2维的位置偏离成为主要问题而倾斜偏离不成为问题时,也可以省略光轴之间的偏离调整。
而且,上述实施方式的顺序(3)、(12)~(19)是构成本发明的中心决定所涉及的光波干涉测定方法的一实施方式。该中心决定所涉及的光波干涉测定方法,不限定于上述实施方式,例如,对于不具有突出面的透镜也能适用。并且,该中心决定所涉及的光波干涉测定方法,对于不进行上述光轴之间的倾斜偏离调整或相对位置偏离调整,或者只进行一方者也适用。

Claims (11)

1.一种光波干涉测定装置,包括:
测定用光束照射机构,其对具有透镜部以及从该透镜部的外缘部相对于该透镜部的光轴大致垂直地突出的突出面的被检测透镜,照射测定用光束;
被检测体支撑机构,其以与所述测定用光束相面对的方式,且以使该测定用光束照射所述透镜部和所述突出面的至少一部分的方式,支撑所述被检测透镜;
基准球面反射机构,其具有基准球面,并在该基准球面中,对透过所述透镜部的所述测定用光束进行反射;
干涉机构,其使透过所述透镜部后的所述测定用光束被所述基准球面反射而再透过该透镜部而成的透镜部透过光,和/或所述测定用光束被所述被检测透镜反射而成的被检测透镜反射光,与参照光相干涉;
摄像机构,其对由所述干涉所产生的干涉条纹进行摄像;
倾斜姿势可变机构,其使所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的相对倾斜姿势变化;以及,
3轴方向位置可变机构,其使所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的相互垂直的、3轴方向的相对位置改变,其特征在于,
还备有:
被检测透镜整体中心位置特定机构,其基于由所述被检测透镜反射光和所述参照光的干涉所得到的第1干涉条纹图像,将包含所述突出面的所述被检测透镜整体的中心位置,在图像平面中进行特定;
光轴倾斜调整机构,其基于所述第1干涉条纹图像,使用所述倾斜姿势可变机构,以所述被检测透镜的光轴和所述基准球面的光轴接近于互相成为平行的状态的方式,进行该2个光轴的相对的倾斜调整;
第1相对位置调整机构,其根据所述被检测透镜整体的中心位置的所述图像平面上的位置信息或与所述2个光轴的相对倾斜调整相伴而产生的所述被检测透镜的移动量信息,使用所述3轴方向位置可变机构,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近于能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态;
第2相对位置调整机构,其在基于所述光轴倾斜调整机构及所述第1相对位置调整机构的调整后,基于由所述透镜部透过光和所述参照光的干涉所得到的第2干涉条纹图像,使用所述3轴方向位置可变机构,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束成为能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态。
2.根据权利要求1所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
所述被检测透镜整体中心位置特定机构,被构成为:在所述第1干涉条纹图像中,对与所述透镜部和所述突出面的边界线相对应的位置进行特定,并基于该边界线的位置信息,求出所述被检测透镜整体的中心位置。
3.根据权利要求2所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
所述被检测透镜整体中心位置特定机构,被构成为:在所述第1干涉条纹图像中将与所述被检测透镜相对应的区域的重心位置作为所述被检测透镜整体的临时中心位置,并基于该临时中心位置而指定规定的探索区域,在该探索区域中,求取所述边界线的位置。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
具备:
突出面区域抽出掩模产生机构,其在所述第1干涉条纹图像上,基于所述被检测透镜整体的中心位置,产生仅仅对与所述突出面对应的区域进行抽出的突出面区域抽出掩模;以及
突出面区域抽出掩模移动机构,其根据与所述2个光轴的相对的倾斜调整相伴而发生的、所述图像平面上的所述被检测透镜整体的中心位置的移动,使所述突出面区域抽出掩模移动。
5.根据权利要求4所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
所述光轴倾斜调整机构,被构成为:基于与由所述突出面区域抽出掩模抽出的所述突出面相对应的区域内的干涉条纹信息,进行所述2个光轴的相对的倾斜调整。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
具备:
不需要干涉条纹区域特定机构,其在所述第1干涉条纹图像上,在所述图像平面上对测定中不需要的不需要干涉条纹区域进行特定;
透镜部对应区域内干涉条纹信息取得机构,其在所述第2干涉条纹图像中,覆盖所述不需要干涉条纹区域,从而得到与所述透镜部相对应的透镜部对应区域内的干涉条纹信息;
透镜部中心位置特定机构,其基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,在所述图像平面上对所述透镜部的中心位置进行特定;
被测定区域决定用掩模设定机构,其按照预先作成的、被测定区域决定用掩模的中心与所特定的所述透镜部的中心位置一致的方式,设定该被测定区域决定用掩模。
7.根据权利要求6所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
所述第2相对位置调整机构,被构成为:基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,进行所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置调整。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
在所述被检测透镜和所述基准球面反射机构之间,具备:对所述测定用光束的光路进行开闭的光路开闭机构。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的光波干涉测定装置,其特征在于,
具备:
距离变化量检测机构,其对与所述2个光轴的相对倾斜调整相伴而产生的、所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的距离变化量进行检测;
距离变化量校正机构,其基于检测到的所述距离变化量,使用所述3轴方向位置调整机构,对所述被检测透镜和所述基准球面反射机构的距离进行校正。
10.一种光波干涉测定方法,对在透镜部的外缘部具有突出面的被检测透镜进行支撑,以使的测定用光束照射在所述透镜部和所述突出面的至少一部分,从而进行该被检测透镜的透过波面测定,其特征在于,
依次至少进行一次如下作业:
光轴倾斜调整,其中根据由所述测定用光束被所述被检测透镜反射而成的被检测透镜反射光和参照光的干涉而得到的第1干涉条纹图像,进行该2个光轴的相对倾斜调整,以使得所述被检测透镜的光轴和基准球面的光轴接近于成为互相平行的状态;
第1相对位置调整,其中基于所述第1干涉条纹图像,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近于能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态,
此后,进行第2相对位置调整,在所述第2相对位置调整中,基于透过所述透镜部的所述测定用光束被所述基准球面反射而再透过该透镜部而成的透镜部透过光与所述参照光的干涉而得到的第2干涉条纹图像,调整所述被检测透镜和所述基准球面的相对位置,以使得透过所述透镜部的所述测定用光束接近于能够大致垂直地入射到所述基准球面的状态。
11.一种光波干涉测定方法,其特征在于,
对与基准球面相面对地配置的被检测透镜照射测定用光束,并基于干涉条纹图像进行所述被检测透镜的透过波面的测定,所述干涉条纹图像是通过使由所述照射所产生的来自所述被检测透镜侧的返回光与参照光相干涉而得到的干涉条纹图像,在第1状态下在所述被检测透镜上照射所述测定用光束时,载持着该被检测透镜的透镜部的透过波面信息而成的透镜部透过光和除了该透镜部透过光以外的不需要光,作为所述返回光而发生,
并且,依次进行如下步骤:
不需要干涉条纹区域特定步骤,其中设定为产生所述不需要光而不产生所述透镜部透过光的第2状态,基于在该第2状态所得到的干涉条纹图像,在图像平面上对测定中不需要的不需要干涉条纹区域进行特定;
透镜部对应区域内干涉条纹信息取得步骤,其中在所述透镜部透过光及所述不需要光一起产生的所述第1状态下得到的干涉条纹图像中,覆盖所述不需要干涉条纹区域而取得与所述透镜部相对应的透镜部对应区域内的干涉条纹信息;
透镜部中心位置特定步骤,其中基于所述透镜部对应区域内的干涉条纹信息,在所述图像平面上对所述透镜部的中心位置进行特定;
被测定区域决定用掩模设定步骤,其中以预先作成的被测定区域决定用掩模的中心与所特定的所述透镜部的中心位置一致的方式,设定该被测定区域决定用掩模。
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