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レーザ走査型干渉計及び表面形状の計測方法 新技術説明会

国内特許コード P150012466
掲載日 2015年10月21日
出願番号 特願2014-109489
公開番号 特開2015-017968
出願日 平成26年5月27日(2014.5.27)
公開日 平成27年1月29日(2015.1.29)
優先権データ
  • 特願2013-124938 (2013.6.13) JP
発明者
  • 新田 勇
  • 月山 陽介
出願人
  • 国立大学法人 新潟大学
発明の名称 レーザ走査型干渉計及び表面形状の計測方法 新技術説明会
発明の概要 【課題】レーザ走査型干渉計を用いて、簡単な操作で、かつ、広い面積の測定を短時間で行うことのできる、表面形状の計測方法を提供する。
【解決手段】レーザ光源1からのレーザ光を平行光束としてビームスプリッタ4を介して走査ミラー7に導き、走査ミラー7でレーザ光を走査光に変換してテレセントリックfθレンズ8に入射させ、テレセントリックfθレンズ8の焦点面近傍に近接配置した参照平面9a及び被観察面10aからの反射光をテレセントリックfθレンズ8により平行光束に変換し、走査ミラー7で反射させた後にビームスプリッタ4でレーザ光源からのレーザ光と分離し、結像レンズ11によって集光してテレセントリックfθレンズ8の焦点面と共役の位置に設置したピンホール12aを通過させ、ピンホール12aを通過した反射光の光量を受光素子13で計測する表面形状の計測方法であって、参照平面9aを平面ガラス板に金属薄膜を成膜した参照板により構成した。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、超精密加工によって製造される金型などには高い形状精度が求められており、その形状計測が重要となっている。高い精度の形状測定を行うことができる装置として、レーザ走査干渉計が用いられている。



従来のレーザ走査干渉計として、特許文献1に記載のものが知られている。このレーザ走査干渉計は、レーザ光源からのレーザ光を平行光束としてビームスプリッタを介して走査ミラーに導き、該走査ミラーで前記レーザ光を走査光に変換してテレセントリックfθレンズに入射させ、該テレセントリックfθレンズの焦点面近傍に近接配置した参照平面及び被観察面からの反射光を前記テレセントリックfθレンズにより平行光束に変換し、前記走査ミラーで反射させた後に前記ビームスプリッタでレーザ光源からのレーザ光と分離し、結像レンズによって集光して前記テレセントリックfθレンズの焦点面と共役の位置に設置したピンホールを通過させ、該スリットを通過した前記反射光の光量を受光素子で計測し、計測した光量信号をA/D変換して前記走査ミラーの角度に対応した時系列データとして演算手段に取り込んで配置することにより干渉波形を取得することができ、レーザ光による走査光で参照面と被観察面とを走査することから、走査するレーザ光の光点サイズでの分解能、例えば2万×1.6万ドットの約3億画素程度の分解能が得られる。したがって、受光部の分解能にとらわれずに高精細、高コントラストの干渉波形を得ることができる。これにより、横分解能を高めることができるので、高低差の急激な部分も、高低差が緩やかな部分も干渉波形として確実に検出することができる。さらに、参照平面と被観察面とからの反射光を、テレセントリックfθレンズの焦点面と共役の位置に設置したピンホールを通過させることにより、余分な反射光をカットしてピントの合った光だけが受光素子に受光されることから、横分解能の向上、高精細化、高コントラスト化を促進することができる、というものである。

産業上の利用分野


本発明は、レーザ走査型干渉計と、レーザ走査型干渉計を用いた表面形状の計測方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
レーザ光源と、
該レーザ光源からのレーザ光を反射して走査光に変換する走査ミラーと、
該走査ミラーからの走査光を参照平面及び被観察面に垂直に照射するとともに、前記参照平面及び被観察面からの反射光を平行光束に変換するテレセントリックfθレンズと、
前記反射光の平行光束を集光する結像レンズと、
前記結像レンズにより集光されてピンホールを通過した前記反射光の光量を計測する受光素子と、
該受光素子で計測した光量から前記被観察面で生じる干渉縞の画像データを作成する演算手段と、
を有するレーザ走査干渉計において、
前記参照平面を、透明材料基板に金属薄膜を成膜した参照板により構成することを特徴とするレーザ走査干渉計。

【請求項2】
近接配置した参照板の参照平面及び被測定物の被観察面にレーザ光の走査光を照射し、前記参照平面及び前記被観察面からの反射光の光量を受光素子で計測し、反射光の干渉により生じる干渉縞の画像を得るレーザ走査干渉計を用いた表面形状の計測方法において、
前記参照平面を、透明材料基板に金属薄膜を成膜した参照板により構成したことを特徴とする表面形状の計測方法。

【請求項3】
請求項2に記載の表面形状の計測方法において、前記透明材料基板の屈折率と前記金属薄膜の屈折率の関係と、測定された干渉縞の輝度分布の傾きの緩急の方向から、前記被観測面の形状の高低関係を判別する表面形状の計測方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014109489thum.jpg
出願権利状態 公開
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