专利名称：路径匹配路径型干涉仪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种干涉仪装置，特别是涉及一种具有将来自光源的光束分成2个光束，并使这2个光束分别通过彼此的光路长度差被调整为相当于干涉仪的基准面和被检测体的被检测面的光学距离的2倍的2个路径后，进行合波并输出的路径匹配(Path match)路径部的路径匹配(Pathmatch)路径型干涉仪装置。
背景技术：
在习知技术中，搭载激光光源等可干涉性好的光源的菲佐(Fizeau)型干涉仪，可在基准面和被检测面之间空出与使用光源的可干涉距离对应的间隔，取得足够的工作空间，所以作为易于使用的干涉仪被广泛应用。但是，在对平行平面玻璃这样的，具有与被检测面基本平行的非被检测面的被检测体进行测定解析时，由于使用光源的可干涉距离长，所以除了来自基准面和被检测面的光干涉以外，还分别产生有来自基准面和非被检测面(在被检测体上的与被检测面相反一侧的面)及被检测面和非被检测面的光干涉。通常，除了来自基准面和被检测面的光干涉所产生的干涉条纹以外的干涉条纹会形成噪声，难以高精度地对被检测面的形状进行测定。
作为一种解决这种菲佐型干涉仪的问题的技术，本发明申请人已经揭示了一种如下述专利文献1所述的路径匹配路径型干涉仪装置。如利用这种路径匹配路径型干涉仪装置，可将测定光的可干涉距离设定为小于一定长，并设置使测定光的一部分进行迂回的路径匹配路径，除了利用不进行迂回而直进的测定光的来自被检测面的反射光，和进行迂回的测定光的来自基准面的反射光的情况以外，不会产生光干涉，所以能够以极简单的构成得到没有噪声的清晰的干涉条纹图像。
日本专利早期公开的特开平9-21606号公报。
然而，虽然通常也是利用1个干涉仪装置对多数种被检测体进行测定解析的，但是有时因被检测体的种类而使被检测面的反射率大不相同。在由来自被检测面的反射光和来自基准面的反射光所产生的干涉条纹中，如果各个反射光的发光强度处于相同的水平，则对比度良好，易于进行干涉条纹解析。因此，在习知技术中，是藉由预先准备基准面的反射率彼此不同的多数个基准板，并依据被检测面的反射率的不同而交换基准板，从而谋求干涉条纹的对比度调整。
但是，交换沉重的基准板并不容易，具有每次交换基准板时都需要对光学系统内的基准面的倾斜进行调整等作业性方面的问题。而且，准备多个高价的基准板使经济上的负担明显增大。所以，一般是使基准板的交换保持在最小限度，对每个被检测面多少的反射率的差异，藉由在照相系统中进行变化图像的色调梯度等图像处理，而对干涉条纹的对比度进行调整。
不过，为了根据所拍摄的干涉条纹图像进行高精度的解析处理，最好不依靠这种图像处理，而进行光学上的对比度调整。因此，需要一种能够依据被检测面的反射率的不同，而更加简便地从光学上对干涉条纹进行对比度调整的干涉仪装置。
由此可见，上述现有的干涉仪装置仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决干涉仪装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的干涉仪装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新型的路径匹配路径型干涉仪装置，能够改进一般现有的干涉仪装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的干涉仪装置存在的缺陷，而提供一种新的路径匹配路径型干涉仪装置，所要解决的技术问题是使其能够依据被检测面的反射率的不同，而能够简便地从光学上对干涉条纹的对比度进行调整，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种路径匹配路径型干涉仪装置，其具有将来自光源的光束分成2个光束，并使这2个光束分别通过彼此的光路长度差被调整为相当于干涉仪的基准面和被检测体的被检测面的光学距离的2倍的2个路径后，将这2个光束进行合波且输出的路径匹配路径部；形成使该路径匹配路径部所输出的光束照射前述基准面，并使透过了该基准面的光束照射与该基准面分离开的前述被检测面的形态，且根据利用该基准面所反射的光波面和该被检测面所反射的光波面的干涉而产生的干涉条纹，得到该被检测面的波面信息；在前述路径匹配路径部，配备有依据前述基准面及前述被检测面的各反射率，对该路径匹配路径部所输出的前述2个光束的各发光强度的比率进行调整的发光强度调整光学系统。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其中所述的被检测体为透明平行板，由前述光源所输出的前述光束可为可干涉距离被设定得小于前述透明平行板的厚度，但是为光学距离的2倍的低可干涉光束。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其中所述的发光强度调整光学系统配置于前述2个路径的至少一条路径途中，并将向该发光强度调整光学系统所输入的光束的发光强度进行变化且输出。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其中所述的发光强度调整光学系统对前述2个光束的各发光强度的比率进行可变调整的。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其中所述的发光强度调整光学系统采用藉由配备有多数个ND滤光器，并有选择的转换该多数个ND滤光器且使其位于前述路径上，从而变化前述各发光强度的比率的构成。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其还配备有对前述多数个ND滤光器进行有选择的转换的驱动装置，以及对该驱动装置进行控制的驱动控制装置。
前述的路径匹配路径型干涉仪装置，其中所述的发光强度调整光学系统可插拔地被设置于前述2个路径中的一路上，而在这2个路径的另一路上，可插拔地设置有补偿光学系统，用于补偿在该发光强度调整光学系统被插入时和被拔出时进行变化的这2个路径的光路长度差。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下本发明提出一种路径匹配路径型干涉仪装置，其具有将来自光源的光束分成2个光束，并使这2个光束分别通过彼此的光路长度差被调整为相当于干涉仪的基准面和被检测体的被检测面的光学距离的2倍的2个路径后，将这2个光束进行合波且输出的路径匹配路径部；形成使该路径匹配路径部所输出的光束照射前述基准面，并使透过了该基准面的光束照射与该基准面分离开的前述被检测面的形态，且根据利用该基准面所反射的光波面和该被检测面所反射的光波面的干涉而产生的干涉条纹，得到该被检测面的波面信息；在前述路径匹配路径部，配备有依据前述基准面及前述被检测面的各反射率，对该路径匹配路径部所输出的前述2个光束的各发光强度的比率进行调整的发光强度调整光学系统。
在本发明中，前述被检测体为透明平行板，由前述光源所输出的前述光束可为可干涉距离被设定得小于前述透明平行板的厚度(但是为光学距离)的2倍的低可干涉光束。
前述发光强度调整光学系统可由例如象中性滤光器(Neutral densityfilter，ND滤光器)和偏光板这样的，配置于前述2个路径的至少一条路径途中，并将向该发光强度调整光学系统所输入的光束的发光强度进行变化且输出的光学构件构成。
而且，前述发光强度调整光学系统采用一种可对前述2个光束的各发光强度的比率进行可变调整的(例如，将各发光强度的比率在多数个阶段进行可变调整的，和连续地进行可变调整的)为佳。
在这种情况下，前述发光强度调整光学系统可采用藉由配备有多数个ND滤光器，并有选择的转换该多数个ND滤光器且使其位于前述路径上，从而变化前述各发光强度的比率的构成。
另外，也可配备对前述多数个ND滤光器进行有选择的转换的驱动装置，和对该驱动装置进行控制的驱动控制装置。
而且，也可以采用使前述发光强度调整光学系统可插拔地设置于前述2个路径的一路上，而在这2个路径的另一路上，可插拔地设置补偿光学系统，用于补偿在该发光强度调整光学系统被插入时和被拔出时进行变化的这2个路径的光路长度差的构成。
另外，上述“可插拔”包括前述发光强度调整光学系统或前述补偿光学系统的整体可插拔的情况，或它们的一部分可插拔的情况。
借由上述技术方案，本发明路径匹配路径型干涉仪装置至少具有下列优点1、藉由利用该发光强度调整光学系统，对上述2个光束的各发光强度的比率进行调整，可轻松地调整基准面所反射的光束的发光强度和被检测面所发射的光束的发光强度的比率，所以能够从光学上简便地进行干涉条纹的对比度调整。
2、特别是藉由使基准面所反射的光束的发光强度，和被检测面所反射的光束的发光强度被调整得彼此大致相等，可使干涉条纹的对比度良好，所以能够高精度地进行干涉条纹的测定解析。
综上所述，本发明特殊结构的路径匹配路径型干涉仪装置，其能够依据被检测面的反射率的不同，而简便地从光学上对干涉条纹的对比度进行调整。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的干涉仪装置具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
图1是本发明的第1实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略构成示意图。
图2是图1所示的发光强度调整光学系统的概略构成示意图。
图3是图1所示的补偿光学系统的概略构成示意图。
图4是本发明的第2实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略构成示意图。
图5是本发明的第3实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略构成示意图。
1光源 2准直仪透镜3发散透镜 4半棱镜4a半透镜面 5准直仪透镜6基准板 6a基准面7被检测体(透明平行) 7a被检测面7b非被检测面8载置面9成像透镜 10摄像照相机11计算机(驱动控制装置) 12图像表示部13输入装置 14、15电动机(驱动装置)16、17电动机驱动器 20路径匹配路径部21、22半棱镜21a、22a半透镜面23、24全反射镜30、30A、30B发光强度调整光学系统31、31A旋转轴 32回转板33圆形开口部34a～34cND滤光器40补偿光学系统 41旋转轴42回转板43圆形开口部44补偿板Z光轴t1被检测体的厚度具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的路径匹配路径型干涉仪装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
下面，利用图示对本发明的实施形态进行说明。
<第1实施形态>
请参阅图1至图3所示，图1为关于本发明的第1实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略示意图，图2为图1所示的发光强度调整光学系统的概略示意图，图3为图1所示的补偿光学系统的概略示意图。图1所示的干涉仪装置是一种在从光源1所输出的、利用准直仪透镜2形成平行光的光束的光路上，配备有路径匹配路径部20的路径匹配路径型干涉仪装置。
上述路径匹配路径部20包括在从准直仪透镜2向发散透镜3直线延伸的第1路径上配置的2个半棱镜21，22、在从第1路径分出并在2个半棱镜21，22间进行迂回的第2路径上配置的2个全反射镜23，24。
在该路径匹配路径部20中，来自准直仪透镜2的光束在半棱镜21的半透镜面21a，被分成透过该半透镜面21a的光束和由该半透镜面21a直角反射的光束。上述透过半透镜面21a的光束沿第1路径入射半棱镜22，而上述由半透镜面21a直角反射的光束沿第2路径，利用上述全反射镜23、24被依次直角反射后，入射上述半棱镜22。然后，在上述半棱镜22中，通过第1路径的光束的一部分和通过第2路径的光束的一部分被合波并输出。
从半棱镜22所输出的光束在利用发散透镜3及准直仪透镜5而使射束直径扩大后，被照射到透明的基准板6上。入射到基准板6内的光束的一部分由基准面6a被反射，但其余的光束可透过基准面6a，照射到载置面8上所载置的被检测体7上。
从基准板6的基准面6a所反射的光束(光波面)和从被检测体7的被检测面7a所反射的光束(光波面)彼此相互干涉。在半棱镜4的半透镜面4a被直角反射，并通过成像透镜9而在摄像照相机10内的CCD元件上形成干涉条纹图像。根据利用该CCD元件被进行光电转换的干涉条纹图像信息，可在计算机11中对被检测面7a的表面形状等进行测定解析，并在阴极射线管(Cathode ray tube，CRT)等的图像表示部12上显示干涉条纹图像。
另外，上述路径匹配路径部20，其第1路径(光路长L1)和第2路径(光路长L2＝I1+I2+I3)的光路长度差被设定为大致等于基准板6的基准面6a和被检测体7的被检测面7a的光学距离L的2倍。藉此，通过第1路径而由被检测面7a反射并透过基准面6a的光束的光路长度，与通过第2路径而由基准面6a反射的光束的光路长度彼此相等。
利用这种构成，即使被检测体为玻璃薄板和塑料板、石英板等透明平行板，也可对被检测面7a的形状等进行高精度地测定。即，藉由将超幅射发光二极管(Super luminescent diode，SLD)、卤素灯或高压水银灯等(例如可干涉距离为1μm)低可干涉光源作为光源1使用，并将其所输出的光束的可干涉距离设定得小于透明平行板厚度t1的2倍，从而可不产生来自基准板6的基准面6a和被检测体7的非被检测面7b(被检测体的内面)，及被检测面7a和非被检测面7b的光干涉。另外，关于这种路径匹配路径部的作用等，在前面提到的专利文献1中已作详细地揭示，其详细说明省略。
第1实施形态的特征在于，在路径匹配路径部20内，包括在第1路径上所配置的发光强度调整光学系统30和在第2路径上所配置的补偿光学系统40。
请参阅图2所示，发光强度调整光学系统30，包括在旋转轴31周围被可旋转地支持的回转板32，且在该回转板32上，形成有4个以旋转轴31为中心并大致在同心圆上配置的圆形开口部33。在这4个圆形开口部33中的3个上，分别保持有光透过率彼此不同的ND滤光器(中性滤光器)34a～34c，剩下的1个为无遮盖物状态(开放状态)。
该发光强度调整光学系统30采用将4个圆形开口部33中的1个有选择地进行转换，并使其位于路径匹配路径部20的第1路径上的构成，藉此可使通过第1路径的光束的发光强度进行变化，对分别通过第1路径及第2路径的2个光束的各发光强度的比率进行调整。另外，3个ND滤光器34a～34c被设定为各个的折射率及厚度彼此大致相同。
另一方面，补偿光学系统40如图3所示，包括在旋转轴41周围被可旋转地支持的回转板42，且在该回转板42上，形成有2个以旋转轴41为中心并大致在同心圆上配置的圆形开口部43。在这2个圆形开口部43中的1个上，保持有折射率及厚度被设定得与上述ND滤光器34a～34c大致相同的补偿板44，另一个为无遮盖物状态。
该补偿光学系统40采用在上述ND滤光器34a～34c中的任一个被插到第1路径上时，将补偿板44插到第2路径上，在ND滤光器34a～34c从第1路径上被拔出，并将无遮盖物的圆形开口部33插到第1路径上时，将补偿板44从第2路径上拔出而将无遮盖物的圆形开口部43插到第2路径上的构成，藉此，可补偿在ND滤光器34a～34c被插入时和被拔出时进行变化的2个路径的光路长度差。
另外，ND滤光器34a～34c及补偿板44为了排除在其各面(表面和背面)的反射光的不良影响，在配置于第1、第2路径上的状态下采用使各面对光轴斜交的构成，或施行在各面形成防反射膜等处理为佳。
如图1所示，上述发光强度调整光学系统30及上述补偿光学系统40采用藉由作为驱动装置的电动机14、15而分别被驱动的构成。这些电动机14、15分别通过电动机驱动器16、17，与作为驱动控制装置的计算机11连接，并利用该计算机11所发出的控制信号被驱动控制。在计算机11上连接有键盘和转换开关等输入装置13。该输入装置13藉由例如干涉仪装置的操作人员直接输入上述被检测面7a的反射率的数值数据，或对依据被检测面7a的反射率数值范围可选择哪一个已被预先指定的多数个转换按钮进行按压等转换操作，而被操作。
上述发光强度调整光学系统30及上述补偿光学系统40，通过计算机11分别由电动机14、15被驱动。如上所述，发光强度调整光学系统30其4个圆形开口部33中的1个，有选择地被转换并在路径匹配路径部20的第1路径上被插入配置。关于4个圆形开口部33中的哪一个被插到第1路径上，可在通过上述第1路径并由上述被检测面7a被反射的光束的发光强度P1，和通过上述第2路径并由上述基准面6a被反射的光束的发光强度P2彼此大致相等的条件下，而预先被确定。而且，发光强度调整光学系统30中的3个ND滤光器34a～34c的各透过率，要考虑路径匹配路径部20所配置的各光学部件的透过率和反射率、上述基准面6a的透过率及反射率、上述被检测面7a的反射率等而进行设定。
例如，假设为发光强度调整光学系统30的无遮盖物的圆形开口部33在第1路径上被插入配置(此时在第2路径上，补偿光学系统40的无遮盖物的圆形开口部43被插入配置)的情况。此时，用于使上述2个发光强度P1、P2彼此大致相等的条件，利用上述半棱镜21的半透镜面21a的透过率Thm及反射率Rhm、上述基准面6a的透过率Tr及反射率Rr、上述被检测面7a的反射率Rs，由下式(1)进行表示。另外，使上述半棱镜22的半透镜面22a的透过率及反射率分别为0.5，上述全反射镜23，24的各反射率分别为1。
Thm×Tr×Rs×Tr＝Rhm×Rr……(1)假设发光强度调整光学系统30的ND滤光器34a～34c中的任一个在第1路径上被插入配置(此时在第2路径上，补偿光学系统40的补偿板44被插入配置)的情况。此时，用于使上述2个发光强度P1、P2彼此大致相等的条件，利用ND滤光器的透过率Tnd由下式(2)进行表示。另外，为了简单化，使上述补偿板44的透过率为1。
Thm×Tnd×Tr×Rs×Tr＝Rhm×Rr ……(2)然后，例如将所测定的被检测体藉由其被检测面的反射率的不同而分成多数个种类，并将最频繁被测定的种类的被检测体的被检测面的反射率代入上式(1)，以满足上式(1)的条件而决定半透镜面21a的透过率Thm及反射率Rhm、基准面6a的透过率Tr及反射率Rr。而且，将其它种类的被检测体的各被检测面的反射率分别代入上式(2)(在该第1实施例中可达到3种)，并将上述ND滤光器34a～34c的各透过率决定为届时能够满足上式(2)的值。然后，在对这些其它种类的被检测体进行测定时，将与该被检测面的反射率对应的ND滤光器配置在第1路径上(此时在第2路径上，配置有补偿板44)。藉此，可依据被检测面7a的反射率，将由被检测面7a反射并透过基准面6a的光束的发光强度，和由基准面6a反射的光束的发光强度调整为彼此大致相等，能够使干涉条纹的对比度良好。
另外，上式(1)、(2)也可并不严格地形成等式。例如，在各式中，即使两边的值产生10％左右的误差，也可使干涉条纹的对比度足够良好。
而且，上述发光强度调整光学系统30及补偿光学系统40，为在同心圆上具有多数个开口部，并利用旋转移动而进行各开口部的配置转换的回转型的，但是也可为在直线上具有这种多数个开口部，并利用直线移动而进行各开口部的配置转换的往复动作型的。而且，开口部的形状和个数也可酌情进行变更。
或者，也可利用旋转层次ND或旋转偏光板构成发光强度调整光学系统30，使输出光束的发光强度对输入光束的发光强度的比率连续地进行变化。在这种情况下，对被检测面的反射率的不同，可更加详细地进行应对。
而且，在上述的例子中，是以被检测面7a的反射率已知为前提的，但是为了也能够应对被检测面7a的反射率未知的情况，也可在干涉仪装置中组入对被检测面7a的反射率进行测定的机构。另外，也可采用依据所测定的被检测面7a的反射率，对发光强度调整光学系统30及补偿光学系统40进行自动调整的构成。
<第2实施形态>
请参阅图4所示，是本发明的第2实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略示意图。下面，关于本发明的第2实施形态进行说明。在图4中，对与上述第1实施形态相同的构成要素，付以与图1中所用的符号相同的符号，并省略其详细的说明。
该第2实施形态的特征在于，在路径匹配路径部20内，具有配置于第2路径上的发光强度调整光学系统30A。该发光强度调整光学系统30A与上述第1实施形态的发光强度调整光学系统30同样，在以旋转轴31A为中心的同心圆上具有多数个圆形开口部(图示省略)，且在这些多数个圆形开口部内分别具有透过率彼此不同的ND滤光器(折射率彼此大致相等)。与上述第1实施形态的发光强度调整光学系统30不同的地方在于，没有无遮盖物的圆形开口部。
即，在第2实施形态中，在ND滤光器配置于第2路径上的状态下，第1路径(光路长度L1)和第2路径(光路长度L2＝I1+I2+I3)的光路长度差，被设定得与基准板6的基准面6a和被检测体7的被检测面7a的光学距离L的2倍大致相等。因此，没有必要配备在第1实施形态中被作为必要装置的补偿光学系统40，可使装置构成简易化。
另外，发光强度调整光学系统30A的各ND滤光器的透过率，可依据第1实施形态进行设定。而且，也可使发光强度调整光学系统30A为上述往复动作型的，和利用旋转层次ND或旋转偏光板的。
而且，也可由具有一定光透过率的1个ND滤光器构成发光强度调整光学系统30A，并使该ND滤光器在第2路径上可插拔而构成，或可交换为光透过率不同的其它ND滤光器。
<第3实施形态>
请参阅图5所示，是本发明的第3实施形态的路径匹配路径型干涉仪装置的概略示意图。在图5中，对与上述第1实施形态相同的构成要素，付以与图1中所用的符号相同的符号，并省略其详细的说明。
该第3实施形态的特征在于，将依据基准面6a及被检测面7a的各反射率，对分别通过第1路径及第2路径的2个光束的各发光强度的比率进行调整的发光强度调整光学系统30B，利用路径匹配路径部20内所配置的半棱镜21而构成。即，采用在半棱镜21的半透镜面21a上，施以使所输入的光束的一部分透过，而将其余的光束反射的涂层处理，并藉由依据基准面6a及被检测面7a的各反射率而变化其涂层特性(反射/透过特性)，从而可对分别通过第1路径及第2路径的2个光束的各发光强度的比率进行调整，且藉此使通过第1路径并由被检测面7a进行反射的光束的发光强度P1，和通过第2路径并由基准面6a进行反射的光束的发光强度P2彼此大致相等的构成。
为了使上述2个发光强度P1、P2彼此大致相等，上述半棱镜21的半透镜面21a的透过率Thm及反射率Rhm所要求的条件，利用上述基准面6a的透过率Tr及反射率Rr、上述被检测面7a的反射率Rs，由下式(3)进行表示。另外，使半棱镜22的半透镜面22a的透过率及反射率分别为0.5，全反射镜23、24的各反射率分别为1。
Thm×Tr×Rs×Tr＝Rhm×Rr……(3)这里，如使Thm+Rhm＝1，则透过率Thm及反射率Rhm分别由下式(4)、(5)进行表示。
Thm＝Rr/(Tr×Rs×Tr+Rr)……(4)Rhm＝(Tr×Rs×Tr)/(Tr×Rs×Tr+Rr)……(5)因此，例如，当Tr＝0.96，Rr＝0.04，Rs＝0.8时，Thm约为0.0515，Rhm约为0.9485。
在该第3实施形态中，藉由预先准备半透镜面21a的涂层特性彼此不同的多数个半棱镜21，并依据被检测面7a的反射率而交换半棱镜21以使上述2个发光强度P1、P2彼此大致相等，从而能够使干涉条纹的对比度良好。
以上对本发明的实施形态进行了说明，但是本发明的路径匹配路径型干涉仪装置并不限于上述实施形态，可有其它各种各样的变更。
例如，也可将本发明申请人在日本专利早期公开的特开平11-23216号公报中所揭示的技术应用在本发明中。即，在上述各实施形态中，将透过P偏光的第1偏光板配置在光源1和半棱镜21之间，使来自光源1的光束转换为P偏光，并且，在路径匹配路径部20的第2路径中插入λ/2光学相位板，将通过第2路径的光束转换为S偏光，并在半棱镜22，与以P偏光形态通过第1路径的光束进行合成。而且，在基准板6和被检测体7之间配置λ/4光学相位板，将被检测面7a或非被检测面7b所反射的光从S偏光转换为P偏光，或从P偏光转换为S偏光。在摄像照相机10和半棱镜4之间配置透过S偏光的第2偏光板，可只使S偏光入射摄像照相机10。
藉此，利用路径匹配路径部20使光路长被调整得彼此相等的2个光束(通过第1路径由被检测面7a被反射的光束和通过第2路径由基准面6a被反射的光束)都变成S偏光，所以使入射摄像照相机10并承载被检测面7a的信息的干涉条纹图像被摄像。另一方面，在由于光路长度彼此不同而不形成干涉条纹，但形成背景光而成为干涉条纹图像的对比度低下的原因的其它光束中，通过第1路径并由基准面6a被反射的光束及通过第2路径并由基准面7a或非被检测面7b被反射的光束成为P偏光，所以不入射摄像照相机10。因此，可更加提高干涉条纹图像的对比度。
另外，也可将上述λ/2光学相位板配置于第1路径内，并将上述第2偏光板替换为透过P偏光的偏光板。或者，也可使用透过S偏光的偏光板作为上述第1偏光板，而关于第2偏光板，在将上述λ/2光学相位板配置于第1路径内时为透过S偏光的偏光板，在将上述λ/2光学相位板配置于第2路径内时为透过P偏光的偏光板。
而且，在上述第1、第2实施形态中，采用藉由计算机控制发光强度调整光学系统的驱动的构成，但是也可由操作人员依据被检测面的反射率而手动转换发光强度调整光学系统的ND滤光器。
在上述实施形态中，是将由基准面所反射的光束的发光强度，和由被检测面所反射的光束的发光强度调整为彼此大致相等的情况作为例子进行说明的，但是也可以任意的比率对这2个光束的各发光强度进行调整。
而且，当测定对象的被检测体不透明时，也可利用激光二极管(Laserdiode，LD)等高可干涉光源，在这种情况下，没有必要将路径匹配路径部中的第1路径和第2路径的光路长度差，设定得大致等于基准面和被检测面的光学距离的2倍。
为了能够测定球面状的被检测面，也可采用替代平面状的基准板而使用具有与被检测面对应的球面的基准透镜的构成。
而且，在上述各实施形态中，分别表示了发光强度调整光学系统配置于第1路径途中(第1实施形态)、配置于第2路径途中(第2实施形态)、配置于第1路径和第2路径的分支点(第3实施形态)的情况，但是也可将发光强度调整光学系统配置于第1路径途中和第2路径途中两处，或加上分支点而设于3处位置。
另外，如利用本发明的路径匹配路径型干涉仪装置，藉由配备发光强度调整光学系统，可不交换基准板而进行干涉条纹的对比度调整，但是也可采用组合有交换基准板而变化基准面的反射率的机能的构成。
如以上所说明的，本发明的路径匹配路径型干涉仪装置在将光源发出的光束分成2个光束，并使这2个光束分别通过彼此的光路长度差被调整为相当于基准面和被检测面的光学距离2倍的2个路径后，进行合波并输出的路径匹配路径部中，配备有依据基准面及被检测面的各反射率，对2个光束的各发光强度的比率进行调整的发光强度调整光学系统。
藉由利用该发光强度调整光学系统，对上述2个光束的各发光强度的比率进行调整，可轻松地调整基准面所反射的光束的发光强度和被检测面所发射的光束的发光强度的比率，所以能够从光学上简便地进行干涉条纹的对比度调整。
特别是藉由使基准面所反射的光束的发光强度，和被检测面所反射的光束的发光强度被调整得彼此大致相等，可使干涉条纹的对比度良好，所以能够高精度地进行干涉条纹的测定解析。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种路径匹配路径型干涉仪装置，其具有将来自光源的光束分成2个光束，并使这2个光束分别通过彼此的光路长度差被调整为相当于干涉仪的基准面和被检测体的被检测面的光学距离的2倍的2个路径后，将这2个光束进行合波且输出的路径匹配路径部；形成使该路径匹配路径部所输出的光束照射前述基准面，并使透过了该基准面的光束照射与该基准面分离开的前述被检测面的形态，且根据利用该基准面所反射的光波面和该被检测面所反射的光波面的干涉而产生的干涉条纹，得到该被检测面的波面信息，其特征在于在前述路径匹配路径部，配备有依据前述基准面及前述被检测面的各反射率，对该路径匹配路径部所输出的前述2个光束的各发光强度的比率进行调整的发光强度调整光学系统。
2.根据权利要求1所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其中所述的被检测体为透明平行板，由前述光源所输出的前述光束可为可干涉距离被设定得小于前述透明平行板的厚度，但是为光学距离的2倍的低可干涉光束。
3.根据权利要求1或2所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其中所述的发光强度调整光学系统配置于前述2个路径的至少一条路径途中，并将向该发光强度调整光学系统所输入的光束的发光强度进行变化且输出。
4.根据权利要求1或2所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其中所述的发光强度调整光学系统对前述2个光束的各发光强度的比率进行可变调整的。
5.根据权利要求4所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其中所述的发光强度调整光学系统采用藉由配备有多数个ND滤光器，并有选择的转换该多数个ND滤光器且使其位于前述路径上，从而变化前述各发光强度的比率的构成。
6.根据权利要求5所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其还配备有对前述多数个ND滤光器进行有选择的转换的驱动装置，以及对该驱动装置进行控制的驱动控制装置。
7.根据权利要求1或2所述的路径匹配路径型干涉仪装置，其特征在于其中所述的发光强度调整光学系统可插拔地被设置于前述2个路径中的一路上，而在这2个路径的另一路上，可插拔地设置有补偿光学系统，用于补偿在该发光强度调整光学系统被插入时和被拔出时进行变化的这2个路径的光路长度差。
全文摘要
本发明是关于一种路径匹配路径型干涉仪装置，其藉由在路径匹配路径部设置发光强度调整光学系统，可依据被检测面的反射率的不同，简便地从光学上对干涉条纹的对比度进行调整。发光强度调整光学系统藉由将以旋转轴为中心大致在同心圆上配置的，光透过率彼此不同的3个ND滤光器中的1个，有选择地进行转换并使其位于路径匹配路径部的第1路径上，可对分别通过第1路径及第2路径的2个光束的各发光强度的比率进行调整。补偿光学系统藉由在第2路径上插入折射率及厚度被设定得与ND滤光器大致相同的补偿板，可对在ND滤光器被插入时和被拔出时进行变化的2个路径的光路长度差进行补偿。
文档编号G01B9/02GK1550751SQ20041003727
公开日2004年12月1日 申请日期2004年4月30日 优先权日2003年5月19日
发明者植木伸明 申请人:富士写真光机株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
