[发明专利]干涉仪

说明书

技术领域

本发明涉及干涉仪，特别是一种测定受检面的表面形状或受检光学系统的透过波面的干涉仪。

背景技术

以往的干涉仪中光源与受检物(受检面、受检光学系统)为非共轭关系。例如，虽然在包括斐索(Fizeau)干涉仪、泰曼-格林(Twyman-Green)干涉仪在内的大部分类型的干涉仪中使用点光源，然而点光源与受检物在光学上并非共轭。另外，在迈克尔逊(Michelson)干涉仪中使用面光源，然而面光源与受检物并非共轭。

以往的干涉仪中，用一台干涉仪能够测定的受检面的曲率半径的范围是受到限制的。另外，在以往的干涉仪中，在受检面与参照面的表面形状的差别大的情况下，干涉条纹的间距变得过细而难以测定。这是因为，为了提高利用CCD之类的传感器检测的干涉条纹的对比度，而提出了一种减小CCD的受光元件的开口的亚奈奎斯特(Sub-nyquist)测定法，然而为了确保足够的光量，因此无法将受光元件的开口减小到所需的程度。另外，以往的干涉仪中，一般来说是测定研磨过的光学面的表面形状，很难测定散射面的表面形状。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题完成的，其目的在于，提供一种即使受检面与参照面的表面形状的差别大也可以测定受检物的表面形状的干涉仪。另外，本发明的目的还在于提供一种可以测定散射面的表面形状的干涉仪。

为了解决上述问题，本发明中提供一种干涉仪，是测定受检物的表面形状或透过波面的干涉仪，其特征在于，具备：具有低空间相干特性的面光源、将上述面光源与上述受检物在光学上共轭地配置的导光光学系统。

本发明的干涉仪中，由于将例如由相互具有低干涉性的多个微小面光源(以下简称为“小光源”)构成的面光源，也就是将具有低空间相干特性的面光源与受检面(受检物)在光学上共轭地配置，因此从各小光源中射出而由受检面的各微小区域反射的测定光、与从相同的小光源中射出而由参照面的对应的微小区域反射的参照光相互干涉，形成干涉条纹。所以，通过检测干涉条纹的相位，就可以求出受检面的各微小区域与参照面的对应的微小区域的表面形状的差，进而可以求出涵盖受检面的所需区域的整体的表面形状。

如上所述，本发明的干涉仪中，基于受检面的各微小区域与参照面的对应的微小区域的表面形状的差，求出涵盖受检面的所需区域的整体的表面形状。其结果是，本发明的干涉仪中，即使受检面与参照面的表面形状的差别大，也可以测定受检物的表面形状。另外，即使受检面是散射面，也可以测定其表面形状。

附图说明

图1是概略性地表示本发明的第一实施方式的干涉仪的构成的图。

图2是概略性地表示第一实施方式的第一变形例的干涉仪的构成的图。

图3是概略性地表示第一实施方式的第二变形例的干涉仪的构成的图。

图4是概略性地表示第一实施方式的第三变形例的干涉仪的构成的图。

图5是概略性地表示第一实施方式的第四变形例的干涉仪的构成的图。

图6是概略性地表示第一实施方式的第五变形例的干涉仪的构成的图。

图7是概略性地表示第一实施方式的第六变形例的干涉仪的构成的图。

图8是概略性地表示本发明的第二实施方式的干涉仪的构成的图。

图9是概略性地表示本发明的第三实施方式的干涉仪的构成的图。

图10是概略性地表示图像传感器的检测面的有效像素与面光源的有效面积的关系的图。

附图符号说明：5旋转扩散板，7半透半反镜，8、10聚光透镜，9受检面，11参照面，12成像透镜，13图像传感器(光检测器)，14信号处理系统

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是概略性地表示本发明的第一实施方式的干涉仪的构成的图。第一实施方式中，对测定受检面的表面形状的干涉仪应用本发明。第一实施方式的干涉仪具备配置于例如使用微透镜阵列或光纤等形成的多个小光源(未图示)的位置或其附近的位置的旋转扩散板5。

来自各小光源的光通过旋转扩散板5扩散，在保持时间相干性的同时减小了空间相干性后，射入准直透镜6。多个小光源形成于准直透镜6的前侧焦点位置，旋转扩散板5配置于准直透镜6的前侧焦点位置或其附近。所以，来自各小光源的光穿过准直透镜6而成为平行光，射入半透半反镜(光束分离器；光分离元件)7。