專利名稱：干涉計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將球面透鏡等的表面形狀利用激光干涉計(jì)進(jìn)行檢查的干涉計(jì)裝置。
背景技術(shù)：
為了進(jìn)行例如透鏡的加工精度的檢查等而利用干涉計(jì)裝置。作為干涉計(jì)裝置的構(gòu)成，至少包括射出可干涉光的激光光源、用于將該激光光源所發(fā)散的光形成平行光束的準(zhǔn)直透鏡、具有被檢測透鏡的被檢測面的基準(zhǔn)形狀的基準(zhǔn)透鏡。基準(zhǔn)透鏡其與來自準(zhǔn)直透鏡的平行光束入射的一側(cè)相反的另一側(cè)的面，即與被檢測透鏡相對的面為基準(zhǔn)面，且其表面形狀呈與被檢測透鏡的被檢測面相同或相似的形狀。激光光源所發(fā)出的激光光束由該基準(zhǔn)透鏡的基準(zhǔn)面，使一部分被反射而返回準(zhǔn)直透鏡，而且透過了基準(zhǔn)透鏡的激光光束由被檢測透鏡的被檢測面，使一部分被反射而透過基準(zhǔn)透鏡返回準(zhǔn)直透鏡，所以藉由使這兩反射波面重合，可得到關(guān)于兩波面間的干涉信息，并根據(jù)該干涉信息進(jìn)行被檢測透鏡的加工面精度的測定。因此，采用一種使前述反射光從準(zhǔn)直透鏡向射束分裂器返回，并由該射束分裂器而從入射光被分離，且被取入利用照相機(jī)等的觀察裝置中的構(gòu)成。
在現(xiàn)有技術(shù)中，將以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成中的，構(gòu)成從激光光源到基準(zhǔn)透鏡、從基準(zhǔn)透鏡到觀察裝置的光路的各構(gòu)件組成一體并作為構(gòu)成干涉計(jì)主體，且將該干涉計(jì)主體裝入到罩殼的內(nèi)部。與此相對，被檢測透鏡由于在檢查中要被裝卸，所以為了使該被檢測透鏡的裝卸容易進(jìn)行而設(shè)置于罩殼的外部。因此，在罩殼的頂板部設(shè)有用于通過激光光束的導(dǎo)光用的開口，并在該頂板部開口的位置設(shè)有透鏡支座，且在該透鏡支座上利用人工作業(yè)或機(jī)器人手而安裝被檢測透鏡并對其表面精度進(jìn)行檢測，或取出測定后的被檢測透鏡。
這里，作為用于利用干涉計(jì)裝置而正確地測定被檢測透鏡的表面狀態(tài)的條件，是從激光光源所射出的激光光束、準(zhǔn)直透鏡、基準(zhǔn)透鏡、被檢測透鏡的光軸必須完全一致。而且，在被檢測透鏡為球面透鏡的情況下，該被檢測透鏡的被檢測面的曲率中心位置和基準(zhǔn)透鏡的基準(zhǔn)面的曲率中心位置一致也成為用于測定的條件。
被檢測透鏡的安裝部即透鏡支座，作為獨(dú)立于干涉計(jì)主體的構(gòu)件而構(gòu)成，并被安裝在罩殼上，所以在作為干涉計(jì)裝置進(jìn)行組裝時(shí)和進(jìn)行維護(hù)時(shí)等，必須正確地進(jìn)行透鏡支座和干涉計(jì)主體間的光軸對合。而且，在干涉計(jì)主體中，基準(zhǔn)透鏡可進(jìn)行更換。即，在基準(zhǔn)透鏡損傷的情況下要對其進(jìn)行更換，但還要依據(jù)被檢測透鏡的種類和大小，另外還有測定方式等將基準(zhǔn)透鏡更換使用。因此，基準(zhǔn)透鏡可裝卸地被安裝在設(shè)于干涉計(jì)主體的透鏡支座上。
在被檢測透鏡為球面透鏡的情況下，即使被檢測透鏡的曲率不同，如果使該被檢測透鏡的曲率中心位置和基準(zhǔn)透鏡的曲率中心位置一致，則不交換基準(zhǔn)透鏡也能進(jìn)行被檢測透鏡的測定。因此，當(dāng)進(jìn)行不同的被檢測透鏡的測定時(shí)，需要對在透鏡支座上被設(shè)置的被檢測透鏡和基準(zhǔn)透鏡的間隔進(jìn)行調(diào)整。
總之，在干涉計(jì)裝置中，必須在干涉計(jì)主體和在該干涉計(jì)主體上可裝卸地進(jìn)行安裝的基準(zhǔn)透鏡之間，基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡之間進(jìn)行光軸調(diào)整。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中就有一種例如專利文獻(xiàn)1所示那樣的，采用在透鏡支座上設(shè)置位置調(diào)整裝置的構(gòu)成。該眾所周知的位置調(diào)整裝置，配備有可將透鏡支座沿XY方向，即沿與干涉計(jì)主體的光軸直交的平面內(nèi)的一方向和與其直交的方向進(jìn)行位置調(diào)整的XY位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。而且，基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡的間隔調(diào)整，基本上是藉由在罩殼內(nèi)使干涉計(jì)主體沿光軸方向可移動(dòng)地形成，并使該干涉計(jì)主體移動(dòng)而進(jìn)行。因?yàn)楦缮嬗?jì)主體為大型且也較重的物體，所以要在透鏡支座上配備被檢測透鏡的高度位置的微調(diào)機(jī)構(gòu)。
因此，當(dāng)利用相同的基準(zhǔn)透鏡測定曲率半徑不同的被檢測透鏡時(shí)，必須對基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡的間隔進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，一般是使被檢測透鏡沿其光軸方向進(jìn)行移動(dòng)，并進(jìn)行其與基準(zhǔn)透鏡間的間隔調(diào)整的，但考慮到基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡之間的空氣波動(dòng)等，在例如專利文獻(xiàn)1等中提出了一種采用將干涉計(jì)主體在罩殼內(nèi)沿光軸方向可移動(dòng)地進(jìn)行安裝，并使該干涉計(jì)主體的基準(zhǔn)透鏡沿光軸方向移動(dòng)而形成，且使被檢測透鏡在一定的位置進(jìn)行保持的構(gòu)成的技術(shù)。
日本專利早期公開的特開平6-3219號公報(bào)總之，在前述的現(xiàn)有技術(shù)中，雖然未做具體的說明，但因?yàn)樵诟缮嬗?jì)主體上安裝有基準(zhǔn)透鏡，所以可使該基準(zhǔn)透鏡被安裝在干涉計(jì)主體的帶有傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)的透鏡支持器上，并使干涉計(jì)主體對罩殼以可沿其發(fā)出的射出光光軸方向進(jìn)行位置調(diào)整的形態(tài)而被支持。因此，干涉計(jì)主體上所安裝的透鏡支持器，當(dāng)在其上安裝基準(zhǔn)透鏡時(shí)，必須以基準(zhǔn)透鏡的光軸與干涉計(jì)主體所射出的光軸，在與該光軸直交的平面內(nèi)的位置處于計(jì)測的容許范圍內(nèi)這樣的精度而被組裝。而且，在更換基準(zhǔn)透鏡時(shí)等，需要分2階段進(jìn)行位置調(diào)整，首先利用透鏡支持器的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的角度調(diào)整，接著將包括基準(zhǔn)透鏡在內(nèi)的干涉計(jì)主體整體對設(shè)置有被檢測透鏡的透鏡支座進(jìn)行間隔調(diào)整。而且，即使進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的傾斜調(diào)整及與被檢測透鏡間的間隔調(diào)整，也是在這些各調(diào)整機(jī)構(gòu)的容許誤差范圍內(nèi)的，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行被檢測透鏡在XY軸上的位置調(diào)整，所以藉由在基準(zhǔn)透鏡的干涉計(jì)主體所調(diào)整的位置關(guān)系，在可利用透鏡支座上設(shè)置的XY位置調(diào)整機(jī)構(gòu)和高度位置的微調(diào)機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍內(nèi)，有可能無法將被檢測透鏡調(diào)整到正確的位置。特別是當(dāng)因被檢測透鏡的曲率半徑大，而使其與基準(zhǔn)透鏡間的間隔增大時(shí)，它們之間的位置調(diào)整明顯變得困難。而且，在前述的現(xiàn)有技術(shù)中，干涉計(jì)主體上所安裝的透鏡支持器，當(dāng)在其上安裝基準(zhǔn)透鏡時(shí)，如為以基準(zhǔn)透鏡的光軸和干涉計(jì)主體所射出的光束的光軸，在與該光軸直交的平面內(nèi)的位置大體一致的形態(tài)而制作的情況則較佳，但如果不是這樣，則需要設(shè)置XY2軸位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，并調(diào)整基準(zhǔn)透鏡的光軸位置，所以不只是裝置變得大型且復(fù)雜，對基準(zhǔn)透鏡而言，除了前述傾斜調(diào)整和與被檢測透鏡間的間隔調(diào)整以外，還要加上XY2軸位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的誤差，因此將被檢測透鏡調(diào)整到正確的位置上變得更加困難。
而且，作為前述的基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，必須能夠進(jìn)行從安裝有所測定的最小曲率半徑的被檢測透鏡的位置到安裝有最大曲率半徑的被檢測透鏡的位置的間隔調(diào)整。因此，該基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡之間的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)形成非常大型的機(jī)構(gòu)，而且當(dāng)要對基準(zhǔn)透鏡測定曲率半徑差大的多個(gè)種類的被檢測透鏡時(shí)，存在所測定的每個(gè)被檢測透鏡的利用間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的移動(dòng)距離增長，進(jìn)行正確的間隔調(diào)整變得非常麻煩的問題。
由此可見，上述現(xiàn)有的干涉計(jì)裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決干涉計(jì)裝置存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的干涉計(jì)裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的干涉計(jì)裝置，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的干涉計(jì)裝置，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的干涉計(jì)裝置存在的缺陷，而提供一種新的干涉計(jì)裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其藉由不使安裝有被檢測透鏡的透鏡支座動(dòng)作，而只進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的位置調(diào)整，可減少用于位置調(diào)整的動(dòng)作量，并謀求調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡潔化，且可進(jìn)行正確的位置調(diào)整，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種干涉計(jì)裝置，所要解決的技術(shù)問題是使基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)簡潔化，并可迅速且輕松地進(jìn)行該間隔調(diào)整，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明為一種使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測物的被檢測面被反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；包括前述激光光源及前述觀察裝置、到將該激光光源發(fā)出的激光光束形成平行光束的準(zhǔn)直透鏡為止的光學(xué)系統(tǒng)的干涉計(jì)主體單元，被固定設(shè)置在主體罩殼內(nèi)；在前述主體罩殼的頂板部形成有可通過前述干涉計(jì)主體單元所照射的平行光束及由前述觀察裝置所產(chǎn)生的觀察光束的導(dǎo)光用開口；在夾持該導(dǎo)光用開口的前述頂板部并在與前述干涉計(jì)主體單元相反側(cè)的位置，設(shè)置有前述被檢測透鏡的被檢測透鏡安裝單元被支持在前述主體罩殼上；前述基準(zhǔn)透鏡安裝在安裝于前述主體罩殼的前述導(dǎo)光用開口位置的位置調(diào)整裝置上；該位置調(diào)整裝置可進(jìn)行對前述干涉計(jì)主體單元所照射的平行光束的光軸直交的方向及傾斜方向的位置調(diào)整。
本發(fā)明為一種使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測透鏡的被檢測面被反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；前述被檢測透鏡是可裝卸地設(shè)置在透鏡支座上；該透鏡支座與用于使設(shè)于其上的被檢測透鏡和前述基準(zhǔn)透鏡間的間隔可調(diào)整的間隔調(diào)整裝置連結(jié)設(shè)置；前述間隔調(diào)整裝置由在前述基準(zhǔn)透鏡的光軸延長線位置固定設(shè)置的固定筒體、對該固定筒體可沿與前述基準(zhǔn)透鏡接近·離開的方向只移動(dòng)一定的行程量而設(shè)置的可動(dòng)筒體、在該可動(dòng)筒體上可裝卸地進(jìn)行連結(jié)的至少1個(gè)間隔延長用筒體構(gòu)成；前述間隔延長用筒體的至少1個(gè)，具有較前述可動(dòng)筒體對前述固定筒體的移動(dòng)行程長度短的高度尺寸；前述透鏡支座采用在前述可動(dòng)筒體或與該可動(dòng)筒體連結(jié)的位于最頂端部的前述間隔延長用筒體上可裝卸地進(jìn)行連結(jié)的構(gòu)成。
總之，對基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡之間的間隔調(diào)整要分2階段進(jìn)行。即，藉由裝卸間隔延長用筒體，可階段式地調(diào)整透鏡間隔。在此基礎(chǔ)上，藉由可動(dòng)筒體對固定筒體的取出放入，可進(jìn)行間隔的連續(xù)性調(diào)整。即，間隔延長用筒體作為階段性間隔調(diào)整裝置發(fā)揮作用，而可動(dòng)筒體對固定筒體的取出放入則作為連續(xù)性間隔調(diào)整裝置發(fā)揮作用。因此，使至少一個(gè)間隔延長用筒體的高度尺寸在連續(xù)性間隔調(diào)整裝置的移動(dòng)沖程范圍內(nèi)。藉此，雖然安裝1段或復(fù)數(shù)段間隔延長用筒體時(shí)的可動(dòng)筒體對固定筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整的范圍總是固定的，但利用使高度尺寸在連續(xù)性間隔調(diào)整裝置的移動(dòng)沖程范圍內(nèi)的間隔延長用筒體的安裝，可使實(shí)質(zhì)性的連續(xù)間隔調(diào)整范圍，擴(kuò)大到在利用可動(dòng)筒體的連續(xù)間隔調(diào)整范圍上加上間隔延長用筒體的高度尺寸的大小。
這里，如果使間隔延長用筒體的高度尺寸短，則可縮短利用可動(dòng)筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整范圍。但是，如果要在某一范圍內(nèi)可進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的連續(xù)間隔調(diào)整，必須使間隔延長用筒體的數(shù)目多。另一方面，如果要使所使用的間隔延長用筒體的數(shù)目少，則利用可動(dòng)筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整范圍增長。較佳為使間隔延長用筒體的高度尺寸與利用可動(dòng)筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整范圍大致相同。與連續(xù)性間隔調(diào)整范圍大體一致的高度尺寸的間隔延長用筒體為最小間隔延長用筒體，并至少使用1個(gè)該最小間隔延長用筒體。而且，使用具有該最小間隔延長用筒體的整數(shù)倍的高度尺寸的多種的倍增間隔延長用筒體。最好使用1至多個(gè)具有最小間隔延長用筒體的2倍、3倍、4倍、5倍等高度尺寸的倍增間隔延長用筒體。藉此，可酌情更換使用少量數(shù)目的間隔延長用筒體，而對曲率半徑差大的被檢測透鏡進(jìn)行測定。
在被檢測透鏡的曲率半徑已知的情況下，只進(jìn)行1個(gè)或多個(gè)間隔延長用筒體在可動(dòng)筒體上的裝卸及由可動(dòng)筒體被限定的范圍的連續(xù)間隔調(diào)整即可。而且，即使被檢測透鏡的曲率半徑未知，如果可利用目視等推測大致的曲率半徑，則藉由確定所安裝的間隔延長用筒體的種類及個(gè)數(shù)，并進(jìn)行利用可動(dòng)筒體的連續(xù)間隔調(diào)整，也可得知被檢測透鏡的曲率半徑。而且，在到透鏡支座之間層疊有固定筒體、可動(dòng)筒體及間隔延長用筒體，所以不會產(chǎn)生在光路上因空氣的擾亂而造成波動(dòng)的問題。
作為利用可動(dòng)筒體的連續(xù)間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，由于調(diào)整范圍是固定的，所以也可利用進(jìn)給絲桿機(jī)構(gòu)等自動(dòng)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但如果采用將可動(dòng)筒體和固定筒體間由螺旋面絲桿進(jìn)行連結(jié)的構(gòu)成，則可利用手動(dòng)操作，對光軸不形成偏離和傾倒等，正確地進(jìn)行間隔調(diào)整。而且，雖然在可動(dòng)筒體上使間隔延長用筒體或透鏡支座，或在間隔延長用筒體上使其它的間隔延長用筒體或透鏡支座可裝卸地進(jìn)行連結(jié)，但在該連結(jié)狀態(tài)下，相互的軸心必須一致。所以，可采用例如帶梢嵌合等這樣的，在連結(jié)狀態(tài)下可進(jìn)行軸心的位置對合的構(gòu)成。而且，為了謀求在連結(jié)狀態(tài)下的穩(wěn)定性，最好采用例如螺旋嵌合、插入管式機(jī)構(gòu)、急變作用機(jī)構(gòu)等。
而且，本發(fā)明為一種使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測透鏡的被檢測面被反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；前述基準(zhǔn)透鏡作為基準(zhǔn)透鏡單元，而且前述被檢測透鏡作為被檢測透鏡安裝單元，分別獨(dú)立地被支持在主體罩殼上；前述基準(zhǔn)透鏡單元以可通過間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)對與前述被檢測透鏡安裝單元間的間隔進(jìn)行微調(diào)的形態(tài)而安裝；前述被檢測透鏡安裝單元由設(shè)于前述基準(zhǔn)透鏡的光軸的延長線位置的固定筒體，可對該固定筒體只以一定的行程量連續(xù)地進(jìn)行間隔調(diào)整的可動(dòng)筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)、至少1個(gè)與該可動(dòng)筒體可裝卸地進(jìn)行連結(jié)并具有前述可動(dòng)筒體的移動(dòng)行程大小的高度的最小間隔延長用筒體，1個(gè)或多個(gè)具有該最小間隔延長用筒體的整數(shù)倍的高度的1種或多種倍增間隔延長用筒體構(gòu)成的階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)、在前述可動(dòng)筒體或間隔延長用筒體上可裝卸地進(jìn)行連結(jié)，且可裝卸地設(shè)置有前述被檢測透鏡的透鏡支座構(gòu)成。
而且，更具體地說，在基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡間所調(diào)整的間隔中，10mm單位的調(diào)整是藉由將構(gòu)成階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的間隔延長用筒體與可動(dòng)筒體連結(jié)，而且1mm單位的調(diào)整是藉由使構(gòu)成連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的可動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)操作，另外1mm以下單位的調(diào)整可利用間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。而且，為了可由手動(dòng)操作進(jìn)行間隔調(diào)整，連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)及間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)可由螺旋面進(jìn)杠構(gòu)成。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是關(guān)于一種干涉計(jì)裝置，藉由不使安裝有被檢測透鏡的透鏡支座動(dòng)作，而只進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的位置調(diào)整，可減少用于位置調(diào)整的動(dòng)作量，并謀求調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡潔化，且可進(jìn)行正確的位置調(diào)整。將干涉計(jì)主體單元配置在主體罩殼的內(nèi)部，且被檢測透鏡安裝單元以可調(diào)整其高度位置的形態(tài)而安裝在主體罩殼的頂板部上。基準(zhǔn)透鏡單元在可利用傾斜調(diào)整構(gòu)件進(jìn)行傾斜調(diào)整、可利用XY軸調(diào)整筒體而沿XY軸方向進(jìn)行位置調(diào)整、利用Z軸調(diào)整筒體對高度位置進(jìn)行微調(diào)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上設(shè)有透鏡支持器，并在該透鏡支持器上安裝有基準(zhǔn)透鏡，且基準(zhǔn)透鏡即使對干涉計(jì)主體單元，還可在與被檢測透鏡之間進(jìn)行光軸調(diào)整。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明干涉計(jì)裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)如利用具有上述這樣結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明，藉由將基準(zhǔn)透鏡構(gòu)成為與干涉計(jì)主體不同的構(gòu)件，并將該基準(zhǔn)透鏡配置于干涉計(jì)主體和被檢測透鏡安裝單元之間，形成一種可沿與光軸直交的方向及傾斜方向進(jìn)行位置調(diào)整的構(gòu)成，從而可起到被調(diào)整位置的構(gòu)件可在最小限度的動(dòng)作范圍內(nèi)，使構(gòu)成干涉計(jì)的所有構(gòu)件正確地進(jìn)行位置對合等效果。
另外，如利用具有上述這樣結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明，可起到當(dāng)測定曲率半徑不同的多種的被檢測透鏡時(shí)，即使該曲率半徑差極大，也可利用小型且構(gòu)造簡單的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，對被檢測透鏡與基準(zhǔn)透鏡的間隔輕松且簡單地進(jìn)行調(diào)整等效果。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的干涉計(jì)裝置，藉由不使安裝有被檢測透鏡的透鏡支座動(dòng)作，而只進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的位置調(diào)整，可減少用于位置調(diào)整的動(dòng)作量，并謀求調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡潔化，且可進(jìn)行正確的位置調(diào)整。另外，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的干涉計(jì)裝置使基準(zhǔn)透鏡和被檢測透鏡的間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)簡潔化，并可迅速且輕松地進(jìn)行該間隔調(diào)整。其具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在結(jié)構(gòu)上或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的干涉計(jì)裝置具有增進(jìn)的多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)，為表示干涉計(jì)裝置的光學(xué)構(gòu)成的整體構(gòu)成的說明圖。
圖2是干涉計(jì)裝置的正面圖。
圖3是圖2的平面圖。
圖4是基準(zhǔn)透鏡單元的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的斷面圖。
圖5是作為位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成說明圖。
圖6是傾斜調(diào)整機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的斷面圖。
圖7是被檢測透鏡安裝單元的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的斷面圖。
圖8是在被檢測透鏡安裝單元上安裝了高度調(diào)整環(huán)的狀態(tài)的斷面圖。
圖9是被檢測透鏡安裝單元的平面圖。
圖10是利用本發(fā)明的光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用說明圖。
圖11是在被檢測透鏡安裝單元上安裝了1個(gè)間隔延長用筒體的狀態(tài)的斷面圖。
圖12是作為本發(fā)明的一實(shí)施例被使用的多個(gè)間隔延長用筒體的正面圖。
圖13是組入了圖12的所有間隔延長用筒體的被檢測透鏡安裝單元的半斷面圖。
1激光光源2射束整形透鏡3可變光闌4射束分裂器5準(zhǔn)直透鏡6基準(zhǔn)透鏡6a入射面 6b基準(zhǔn)面7被檢測透鏡 7a被檢測面
8干涉條紋成像用透鏡9攝像裝置10干涉計(jì)主體單元 11主體罩殼11a頂板部 12基準(zhǔn)透鏡單元13開口 14被檢測透鏡安裝單元20傾斜調(diào)整構(gòu)件 21XY軸調(diào)整筒體21a凸緣部 22Z軸調(diào)整筒體23位置調(diào)整機(jī)構(gòu) 24透鏡支持器25a傾斜環(huán) 25b圍壁構(gòu)件26連結(jié)環(huán) 27鋼球28圓錐狀凹部 29調(diào)整度盤30絲桿軸 31鋼球32圓錐狀凹部 33、33X、33Y螺絲構(gòu)件34X、34Y柱塞 35X、35Y操作旋鈕37限動(dòng)環(huán) 38絲桿部39操作筒 40凸緣部41支持器環(huán) 42限動(dòng)螺絲43長孔 50支柱51固定框 51a絲桿部52螺旋面固定筒 52a螺旋面絲桿53支持器環(huán) 53a限動(dòng)部54螺旋面可動(dòng)筒 54a螺旋面絲桿54b凸緣部 54c支持部54d母螺紋部55摩擦環(huán)56透鏡支座 56a公螺紋部56b圓環(huán)狀突條 57鋼球58刻度 61公螺紋部62母螺紋部 63端面60、60A、60B、60C間隔延長用筒體A1、A2、A3光軸具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的干涉計(jì)裝置其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
首先，請參閱圖1所示，是干涉計(jì)裝置的整體結(jié)構(gòu)構(gòu)成。在同圖中，1表示激光光源，從該激光光源所射出的激光光束射入用于使其射束直徑擴(kuò)大的射束整形透鏡2，并在利用該射束整形透鏡2被一次集光后進(jìn)行發(fā)散，直至達(dá)到一定的射束直徑。而且，在該射束整形透鏡2的集光位置設(shè)置有可變光闌3，通過該可變光闌3的光進(jìn)行發(fā)散并射入射束分裂器4，且藉由利用該射束分裂器4進(jìn)行反射而使光路彎曲90°。而且，在射束分裂器4產(chǎn)生的反射光由準(zhǔn)直透鏡5被平行光束化。
6為基準(zhǔn)透鏡，7為被檢測透鏡，且基準(zhǔn)透鏡6在其入射面6a側(cè)施以防反射涂層，其相反面形成基準(zhǔn)面6b。被檢測透鏡7是對其被檢測面7a的表面狀態(tài)進(jìn)行測定的，且基準(zhǔn)透鏡6的基準(zhǔn)面6b和被檢測透鏡7的被檢測面7a對向設(shè)置。而且，由準(zhǔn)直透鏡5被平行光束化的激光光束，在基準(zhǔn)透鏡6的基準(zhǔn)面6b被部分反射，且透過了該基準(zhǔn)透鏡6的光在被檢測透鏡7的被檢測面7a也進(jìn)行部分反射。結(jié)果，在由基準(zhǔn)面6b形成的反射光和由被檢測面7a形成的反射光之間產(chǎn)生干涉作用。這樣，具有干涉信息的反射光由準(zhǔn)直透鏡5被集光，并藉由透過射束分裂器4，而從入射光被分離。而且，可通過干涉條紋成像用透鏡8被取入攝像裝置9中。因此，藉由將來自攝像裝置9的干涉條紋信息放映在監(jiān)視器上，可根據(jù)例如干涉條紋的條數(shù)等，對被檢測透鏡7的被檢測面7a的表面狀態(tài)進(jìn)行測定。
干涉計(jì)裝置大致是采用具有以上這樣結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，且如圖2及圖3所示，在這些各個(gè)構(gòu)件中，激光光源1、射束整形透鏡2、可變光闌3、射束分裂器4、準(zhǔn)直透鏡5、干涉條紋成像用透鏡8及攝像裝置9作為干涉計(jì)主體單元10，設(shè)置于主體罩殼11的內(nèi)部。在該主體罩殼11的頂板部11a上形成有開口13?；鶞?zhǔn)透鏡6如后述那樣，包括其透鏡支持器24及位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23在內(nèi)而形成基準(zhǔn)透鏡單元12，且作為與干涉計(jì)主體單元10相互獨(dú)立的單元，在主體罩殼11的頂板部11a上形成呈圓形的導(dǎo)光用開口13，并安裝在該開口13的周圍。另外，如后述那樣，配備有在頂板部11a的上面直立設(shè)置·固定的支柱50及固定框51、在該固定框51上通過調(diào)整高度的間隔調(diào)整裝置而安裝的透鏡支座56，并利用它們構(gòu)成被檢測透鏡安裝單元14，且在該被檢測透鏡安裝單元14中的透鏡支座56上，可裝卸地設(shè)置有被檢測透鏡7。
另外，雖然在本實(shí)施形態(tài)中，是使基準(zhǔn)透鏡6形成一種與干涉計(jì)主體單元10獨(dú)立的構(gòu)成，但也可采用在干涉計(jì)主體單元側(cè)安裝透鏡支持器，并在該透鏡支持器上安裝基準(zhǔn)透鏡的構(gòu)成。而且，雖然可利用基準(zhǔn)透鏡位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23將基準(zhǔn)透鏡6的光軸沿XY軸方向及傾斜方向進(jìn)行調(diào)整，但也可采用在例如構(gòu)成被檢測透鏡安裝單元的固定框架側(cè)，例如固定框架和間隔調(diào)整裝置之間設(shè)置任一調(diào)整機(jī)構(gòu)或所有光軸調(diào)整機(jī)構(gòu)的構(gòu)成。
接著，請參閱圖4所示，對基準(zhǔn)透鏡單元12的結(jié)構(gòu)構(gòu)成進(jìn)行說明。在圖示中，20為作為第1級的傾斜調(diào)整構(gòu)件，21為作為第2級的XY軸調(diào)整筒體，22為作為第3級的Z軸調(diào)整筒體，并利用這3級構(gòu)成位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23。而且，基準(zhǔn)透鏡6被安裝在透鏡支持器24上，且該透鏡支持器24被擰合插入于Z軸調(diào)整筒體22中。當(dāng)產(chǎn)生更換基準(zhǔn)透鏡6的需要時(shí)，將每個(gè)透鏡支持器24從Z軸調(diào)整筒體22上拆下。
構(gòu)成位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23的傾斜調(diào)整構(gòu)件20被設(shè)置在主體罩殼11的頂板部11a上，由具有圓環(huán)狀的開口的傾斜環(huán)25a和安裝有XY軸的調(diào)整裝置的圍壁構(gòu)件25b構(gòu)成，且這些傾斜環(huán)25a和圍壁構(gòu)件25b由連結(jié)環(huán)26被連結(jié)。而且，傾斜環(huán)25a是藉由向任意的方向進(jìn)行傾斜，而使透鏡支持器24上所安裝的基準(zhǔn)透鏡6的光軸向所需的方向傾斜的。為了進(jìn)行該傾斜調(diào)整構(gòu)件20的傾斜調(diào)整，如圖5及圖6所示，在傾斜環(huán)25a和主體罩殼11的頂板部11a之間裝入鋼球27，并使該鋼球27被收納在傾斜調(diào)整構(gòu)件20的下面所設(shè)置的圓錐狀凹部28中，且該位置成為傾斜支點(diǎn)位置。而且，作為進(jìn)行傾斜調(diào)整的操作裝置，設(shè)有一對調(diào)整度盤29，且該調(diào)整度盤29與在頂板部11a上擰合插入的絲桿軸30進(jìn)行連結(jié)。該絲桿軸30的頂端部與鋼球31抵接，且鋼球31也被收納在傾斜調(diào)整構(gòu)件20的下面所設(shè)置的圓錐狀凹部32中。而且，這些鋼球27及鋼球31、31被配置在同心圓上，且鋼球31以對鋼球27的設(shè)置部成90°的位置關(guān)系而被設(shè)置。因此，藉由使各調(diào)整度盤29轉(zhuǎn)動(dòng)，并使絲桿軸30從頂板部11a出沒，可使傾斜調(diào)整構(gòu)件20對頂板部11a的上面沿所需的方向只傾斜所需的角度。
在傾斜調(diào)整構(gòu)件20的圍壁構(gòu)件25b內(nèi)，XY軸調(diào)整筒體21以轉(zhuǎn)動(dòng)配合狀被嵌合。XY軸調(diào)整筒體21其外周面較傾斜調(diào)整構(gòu)件20的圍壁構(gòu)件25b的內(nèi)徑小，且利用該直徑差可進(jìn)行向基準(zhǔn)透鏡6的XY軸方向，即與基準(zhǔn)透鏡6的光軸直交的方向的位置調(diào)整。所以，在圍壁構(gòu)件25b內(nèi)，被設(shè)置在X軸調(diào)整裝置和Y軸調(diào)整裝置直交的位置上。這些調(diào)整裝置由與圍壁構(gòu)件25b相互面對設(shè)置的螺絲構(gòu)件33X，33Y、柱塞34X，34Y構(gòu)成，且這些螺絲構(gòu)件33X、33Y及柱塞34X、34Y貫通圍壁構(gòu)件25b設(shè)置，而且在螺絲構(gòu)件33X、33Y于圍壁構(gòu)件25b的外側(cè)所延展的部位上連結(jié)有操作旋鈕35X、35Y。因此，藉由當(dāng)使操作旋鈕35X、35Y轉(zhuǎn)動(dòng)，并利用螺絲構(gòu)件33X、33Y按動(dòng)XY軸調(diào)整筒體21時(shí)，柱塞34X、34Y縮短，而且當(dāng)使螺絲構(gòu)件33X、33Y沿從XY軸調(diào)整筒體21離開的方向動(dòng)作時(shí)，柱塞34X、34Y可按動(dòng)XY軸調(diào)整筒體21，所以使XY軸調(diào)整筒體21在傾斜調(diào)整構(gòu)件20的圍壁構(gòu)件25b的內(nèi)部這一受限的范圍內(nèi)，可位移到水平方向的任意位置。
這樣，XY軸調(diào)整筒體21可對傾斜調(diào)整構(gòu)件20的圍壁構(gòu)件25b沿水平方向進(jìn)行移動(dòng)，但必須保持XY軸調(diào)整筒體21不從圍壁構(gòu)件25b上脫落或傾斜。因此，在XY軸調(diào)整筒體21的外周面相連設(shè)置有凸緣部21a，而且在圍壁構(gòu)件25b上設(shè)有層次部，且上部側(cè)的內(nèi)面形成大直徑，并在該內(nèi)面上形成母螺紋。而且，在母螺紋上擰合插入有限動(dòng)環(huán)37，且XY軸調(diào)整筒體21其凸緣部21a由限動(dòng)環(huán)37被限制向上方的動(dòng)作，對傾斜調(diào)整構(gòu)件20以只能沿水平方向(X軸方向、Y軸方向)進(jìn)行位置調(diào)整的形態(tài)被連結(jié)。
Z軸調(diào)整筒體22被嵌合在XY軸調(diào)整筒體21的上部位置。該Z軸調(diào)整筒體22是用于對在那里被固定并安裝了基準(zhǔn)透鏡6的透鏡支持器24的高度位置進(jìn)行微調(diào)的。因此，在Z軸調(diào)整筒體22的外周面上形成有絲桿部38，且該絲桿部38與操作筒39進(jìn)行擰合。而且，在操作筒39的下端部相連設(shè)置有朝向外側(cè)的凸緣部40，且該凸緣部40利用支持器環(huán)41被夾持在與圍壁構(gòu)件25b的上端面之間，操作筒39可對XY軸調(diào)整筒體21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在Z軸調(diào)整筒體22的側(cè)面部固定安裝有限動(dòng)螺絲42，且該限動(dòng)螺絲42的頭部插入到在XY軸調(diào)整筒體21上所形成的上下方向的長孔43中。因此，當(dāng)使操作筒39轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定設(shè)置有透鏡支持器24的Z軸調(diào)整筒體22沿上下方向進(jìn)行移動(dòng)。而且，在XY軸調(diào)整筒體21上形成的長孔43，發(fā)揮用于限制Z軸調(diào)整筒體22的上下方向行程的作用。這里，Z軸微調(diào)筒體22是被微小動(dòng)作，對基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7的間隔進(jìn)行微調(diào)的，所以要求其移動(dòng)精度及間隔分解能力極高。因此，Z軸微調(diào)筒體22和操作筒39的擰合部，可由例如螺旋面絲桿等構(gòu)成。
接著，請參閱圖7所示，是被檢測透鏡安裝單元14的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。由同圖可知，在主體罩殼11的頂板部11a上，于其開口13的位置所安裝的基準(zhǔn)透鏡單元12的外側(cè)位置，直立設(shè)置有4根支柱50，且在該支柱50的上端部固定設(shè)置有固定框51。在該固定框51上形成有圓形的透孔，且在該透孔的內(nèi)面形成有絲桿部51a。在該絲桿部51a上，藉由使在外周面只以一定的長度量形成有螺旋面絲桿52a的螺旋面固定筒52被螺旋插入而固定設(shè)置。而且，在固定框51上固定安裝有支持器環(huán)53，且在該支持器環(huán)53的上端部形成有朝向內(nèi)側(cè)的限動(dòng)部53a。在螺旋面固定筒52和支持器環(huán)53之間，在內(nèi)周面形成有與螺旋面絲桿52a扣合的螺旋面絲桿54a的可動(dòng)筒54被嵌合，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)操作該螺旋面可動(dòng)筒54時(shí)，其對螺旋面固定筒52上下動(dòng)作。而且，當(dāng)將螺旋面可動(dòng)筒54調(diào)整到一定的高度位置時(shí)，為了在該位置將螺旋面可動(dòng)筒54保持在一種穩(wěn)定的狀態(tài)，在螺旋面固定筒52和螺旋面可動(dòng)筒54中，安裝有用于在未形成螺旋面絲桿52a、54a的部位對其間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)給予阻力的，由O型環(huán)等構(gòu)成的摩擦環(huán)55。在螺旋面可動(dòng)筒體54的下端部，形成有與支持器環(huán)53的限動(dòng)部53a扣合的凸緣部54b，防止螺旋面可動(dòng)筒體54向上方移動(dòng)以至使螺旋面可動(dòng)筒體54和螺旋面固定筒體52之間的螺旋面絲桿52a、54a的擰合狀態(tài)解消。
利用以上的螺旋面固定筒體52、沿該螺旋面固定筒體52上下動(dòng)作的螺旋面可動(dòng)筒體54，構(gòu)成基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7之間的間隔調(diào)整裝置中的連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)。間隔調(diào)整裝置包括該連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)、后述的由間隔延長用筒體60構(gòu)成的階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)。
螺旋面可動(dòng)筒體54的頂端面為具有平面的支持部54c，而且在頂端側(cè)的內(nèi)周面形成有作為連結(jié)部的母螺紋部54d。而且，在該螺旋面可動(dòng)筒體54的支持部54c上，設(shè)置有被檢測透鏡7的透鏡支座56可被支持。因此，在透鏡支座56上設(shè)有用于擰合插入螺旋面可動(dòng)筒體54的母螺紋部54d中的公螺紋部56a。
螺旋面可動(dòng)筒54的頂端面為具有平面的支持部54c，而且在頂端側(cè)的內(nèi)周面形成有螺絲部。而且，在該螺旋面可動(dòng)筒54的支持部54c上，載置有用于載置被檢測透鏡7的透鏡支座56，并藉由在其螺絲部中擰合插入而被固定。透鏡支座56為環(huán)狀構(gòu)件，在其內(nèi)徑部形成有一定高度的圓環(huán)狀凸條56b，且在該圓環(huán)狀凸條56b的頂端面上以120°的間隔安裝有3個(gè)鋼球57。而且，這些鋼球57從圓環(huán)狀凸條56b只突出一定的高度，且被檢測透鏡7的被檢測面7a與這些鋼球57抵接，并對透鏡支座56保持非接觸狀態(tài)。
而且，在螺旋面可動(dòng)筒54上直接安裝有透鏡支座56，但根據(jù)被檢測透鏡7的被檢測面7a的曲率半徑，也可如圖8和圖9所示，采用連結(jié)具有一定高度的高度調(diào)整環(huán)60，且使透鏡支座56設(shè)置在該高度調(diào)整環(huán)60上的構(gòu)成。
本實(shí)施形態(tài)是象上面這樣被構(gòu)成的，當(dāng)測定被檢測透鏡7的被檢測面7a的表面狀態(tài)時(shí)，在透鏡支座56上設(shè)置被檢測透鏡7，并使激光光源1發(fā)出的激光光束通過基準(zhǔn)透鏡6照射被檢測透鏡7。激光光束其一部分由基準(zhǔn)透鏡6的基準(zhǔn)面6b進(jìn)行反射，并在被檢測透鏡7的被檢測面7a上也進(jìn)行反射，且這2個(gè)反射波面形成干涉，其干涉信息由攝像裝置9被攝像。
然而，為了正確地進(jìn)行被檢測透鏡7的測定，從激光光源1到被檢測透鏡7、從被檢測透鏡7到攝像裝置9的光路上的光軸必須正確地一致。干涉計(jì)裝置由干涉計(jì)主體單元10、基準(zhǔn)透鏡單元12、被檢測透鏡安裝單元14構(gòu)成，且干涉計(jì)主體單元10在主體罩殼11的內(nèi)部，而且被檢測透鏡安裝單元14在頂板部11a的上面被固定設(shè)置。因此，干涉計(jì)裝置的各部分的光軸調(diào)整只在基準(zhǔn)透鏡單元12側(cè)進(jìn)行。
在干涉計(jì)裝置中，干涉計(jì)主體單元10及被檢測透鏡安裝單元14被裝入到主體罩殼11中，所以當(dāng)然在其組裝時(shí)要嚴(yán)格地進(jìn)行位置調(diào)整而組裝。但是，因?yàn)楦缮嬗?jì)主體單元10和被檢測透鏡安裝單元14被分別獨(dú)立地裝入到主體罩殼11中，所以無法防止在這些各部分上產(chǎn)生多少的加工公差和組裝誤差等。即，雖然分別都在容許范圍內(nèi)，但無法防止在干涉計(jì)主體單元10和被檢測透鏡安裝單元14之間產(chǎn)生多少的位置偏離。而且，在被檢測透鏡安裝單元14中，當(dāng)進(jìn)行曲率半徑不同的被檢測透鏡的測定時(shí)，必須操作螺旋面可動(dòng)筒54，對透鏡支座56的高度位置進(jìn)行調(diào)整，而且對Z軸調(diào)整筒體22從XY軸調(diào)整筒體21的突出量進(jìn)行微調(diào)。而且，依據(jù)需要可將1個(gè)或多個(gè)高度調(diào)整環(huán)60安裝在螺旋面可動(dòng)筒54和透鏡支座56之間。因此，在它們之間，也不能否定透鏡支座56上所設(shè)置的被檢測透鏡7對干涉計(jì)主體單元10稍稍產(chǎn)生光軸偏離的可能性。
這樣，雖然有在被檢測透鏡7的光軸和干涉計(jì)主體單元10的光軸之間產(chǎn)生偏離的要因，但藉由在這些被檢測透鏡7和干涉計(jì)主體單元10之間配置基準(zhǔn)透鏡6，并將該基準(zhǔn)透鏡6的光軸對干涉計(jì)主體單元10及被檢測透鏡7進(jìn)行光軸對合，從而可進(jìn)行調(diào)整，以對干涉計(jì)主體單元10和被檢測透鏡安裝單元14上所安裝的被檢測透鏡7之間的光軸偏離進(jìn)行修正，并可正確地測定被檢測透鏡7。
然而，由圖1可知，當(dāng)進(jìn)行被檢測透鏡7的測定時(shí)，其曲率中心位置與基準(zhǔn)透鏡6的曲率中心位置必須一致。被檢測透鏡7是被設(shè)置在螺旋面可動(dòng)筒體54上所安裝的透鏡支座56上的，且該螺旋面可動(dòng)筒體54對螺旋面固定筒體52可沿上下方向進(jìn)行移動(dòng)，而且，在基準(zhǔn)透鏡單元12上設(shè)有Z軸微調(diào)筒體22。因此，藉由對它們進(jìn)行操作，可進(jìn)行兩透鏡6、7間的間隔即Z軸方向的位置調(diào)整，以使透鏡支座56上所設(shè)置的被檢測透鏡7的曲率中心位置，與基準(zhǔn)透鏡6的曲率中心位置形成同一位置。
現(xiàn)在，設(shè)透鏡支座56上所設(shè)置的被檢測透鏡7的光軸為A1，干涉計(jì)主體單元10的光軸為A2，基準(zhǔn)透鏡單元12上所安裝的基準(zhǔn)透鏡6的光軸為A3，并如圖10(a)所示，使光軸A1和光軸A2沿水平方向只偏離P。在這種情況下，可對基準(zhǔn)透鏡6的光軸A3進(jìn)行調(diào)整，使其處于光軸A1和光軸A2的大致中間位置。藉此，可以為了在來自基準(zhǔn)透鏡6的反射光的波面和來自被檢測透鏡7的反射光的波面之間作出正確的干涉條紋信息所必需的程度，使干涉計(jì)主體單元10、基準(zhǔn)透鏡6、被檢測透鏡7的光軸一致，且被檢測透鏡7的測定精度大大提高。
這里，基準(zhǔn)透鏡6的位置調(diào)整可藉由利用操作旋鈕35X、35Y的適當(dāng)操作，在傾斜調(diào)整構(gòu)件20的圍壁構(gòu)件25b內(nèi)使XY軸調(diào)整筒體21沿水平方向移動(dòng)而進(jìn)行。而且，XY軸調(diào)整筒體21通常被配置在大致調(diào)心的位置，所以使它們進(jìn)行微小移動(dòng)即可，因此其操作也變得容易，從操作性這一點(diǎn)出發(fā)也是有利的。
而且，如圖10(b)所示，當(dāng)被檢測透鏡7的光軸A1對干涉計(jì)主體單元10的光軸A2傾斜角度θ時(shí)，藉由適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)操作在2處位置所設(shè)置的調(diào)整度盤29，可操作傾斜調(diào)整構(gòu)件20對主體罩殼11的頂板部11a進(jìn)行微小量的傾斜，并藉由只以該角度θ的大致一半的角度進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡單元12的角度調(diào)整，從而可正確地進(jìn)行被檢測透鏡7的測定。
在通常情況下，干涉計(jì)主體單元10和被檢測透鏡安裝單元14上所設(shè)置的被檢測透鏡7間的光軸偏離，包括水平方向及傾斜方向的成分，所以實(shí)際上為了進(jìn)行光軸對合，要對構(gòu)成位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23的操作裝置的操作旋鈕35X，35Y、由一對構(gòu)成的調(diào)整度盤29進(jìn)行操作。而且，只要干涉計(jì)主體單元10和被檢測透鏡7不極端地，即產(chǎn)生利用基準(zhǔn)透鏡6無法吸收光軸的偏離的程度的偏離，就可藉由操作基準(zhǔn)透鏡單元12的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)23而使干涉計(jì)主體單元10、基準(zhǔn)透鏡6及被檢測透鏡7的光軸在實(shí)質(zhì)上一致。
如上所述，干涉計(jì)裝置的光軸調(diào)整要使基準(zhǔn)透鏡6對被檢測透鏡7，而且對干涉計(jì)主體單元10進(jìn)行，所以能夠有效地吸收它們的光軸偏離。對此，當(dāng)將基準(zhǔn)透鏡組入干涉計(jì)主體中時(shí)，即使極其嚴(yán)格地進(jìn)行了位置調(diào)整，也不能在干涉計(jì)主體的另外的部位即射束整形用透鏡、射束分裂器等與基準(zhǔn)透鏡之間，使光軸的偏離及傾斜為0。因此，當(dāng)測定曲率半徑大的被檢測透鏡時(shí)，該被檢測透鏡與基準(zhǔn)透鏡的間隔距離增長，且只因此部分就使基準(zhǔn)透鏡和除此以外的構(gòu)成干涉計(jì)主體的構(gòu)件進(jìn)行組裝時(shí)所產(chǎn)生的光軸偏離增大，所以被檢測透鏡的光軸調(diào)整的困難性增加。
這里，基準(zhǔn)透鏡單元12的Z軸微調(diào)筒體22只具有對基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7之間的間隔進(jìn)行微調(diào)的機(jī)能，實(shí)質(zhì)上形成一種間隔調(diào)整藉由利用螺旋面可動(dòng)筒體54的旋轉(zhuǎn)，使兩透鏡6、7間的間隔連續(xù)變化而進(jìn)行的構(gòu)成。但是，如使該螺旋面可動(dòng)筒體54的移動(dòng)行程過長，則相互嵌合的螺旋面固定筒體52和螺旋面可動(dòng)筒體54的長度增長，不只是加工變得麻煩，也導(dǎo)致干涉計(jì)裝置整體的大型化。因此，對利用該螺旋面可動(dòng)筒體54的操作的間隔調(diào)整范圍進(jìn)行一定程度的限制。即，如圖11所示，將螺旋面可動(dòng)筒體54的移動(dòng)行程，即間隔調(diào)整范圍限定為S。
這樣，當(dāng)限定連續(xù)間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的移動(dòng)行程時(shí)，在基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7的曲率半徑差大的情況下，可能的調(diào)整長度不足，在這樣的狀態(tài)下無法使被檢測透鏡7的曲率半徑的中心移動(dòng)到基準(zhǔn)透鏡6的曲率半徑的中心位置。另外，雖然螺旋面絲桿52a、54a的全長較該間隔調(diào)整范圍S長，但如使螺旋面可動(dòng)筒體54的移動(dòng)行程達(dá)到這些螺旋面絲桿52a、54a的擰合狀態(tài)的限度，則會損壞螺旋面可動(dòng)筒體54的穩(wěn)定性。因此，間隔調(diào)整范圍S應(yīng)完全小于可能的移動(dòng)行程。
因此，為了將透鏡支座56提高加固并使間隔調(diào)整可能范圍增大，使用間隔延長用筒體60作為階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)。該間隔延長用筒體60被安裝在螺旋面可動(dòng)筒體54和透鏡支座56之間，藉此使設(shè)置有被檢測透鏡7的位置，與基準(zhǔn)透鏡6之間的距離只為該間隔延長用筒體60的高度。該間隔延長用筒體60在其一端側(cè)形成有被擰合插入在螺旋面可動(dòng)筒體54的母螺紋部54d中的公螺紋部61，而且在相反側(cè)的末端形成有與透鏡支座56的公螺紋部56a或與其它的間隔延長用筒體60的公螺紋部61擰合的母螺紋部62。而且，在螺旋面可動(dòng)筒體54的形成有母螺紋部62一側(cè)的端面63上，透鏡支座56或另外的間隔延長用筒體60進(jìn)行抵接堆積。
這里，使透鏡支座56直接與螺旋面可動(dòng)筒體54連結(jié)也好，在它們之間置入間隔延長用筒體60進(jìn)行連結(jié)也好，所有的這些連結(jié)部都為帶梢嵌合狀態(tài)。藉此，在這些構(gòu)件間，軸線不會發(fā)生偏離或傾斜，能夠正確地進(jìn)行調(diào)心。而且，由于各帶梢嵌合部被螺旋結(jié)合，所以也可得到足夠的穩(wěn)定性。另外，在各連結(jié)部不產(chǎn)生間隙，所以使激光射束的光路周圍被完全覆蓋，在該光路中，不存在產(chǎn)生空氣擾亂的影響等問題。
當(dāng)在螺旋面可動(dòng)筒體54的支持部54c和透鏡支座56之間安裝間隔延長用筒體60時(shí)，可只以在其上下螺絲部61、62被延展的部分的間隔，即間隔延長用筒體60的高度尺寸H而使透鏡支座56從螺旋面可動(dòng)筒體54被提高加固。而且，圖9所示的為最小間隔延長用筒體60A，該最小間隔延長用筒體60A的高度尺寸H，被設(shè)定為與利用螺旋面可動(dòng)筒體54的連續(xù)進(jìn)行的間隔調(diào)整范圍S相同，或比其小的尺寸。
而且，如圖12及圖13所示，作為間隔延長用筒體60，可將其高度尺寸不同的多個(gè)種類組合使用。圖示是使用具有1H的高度尺寸的最小間隔延長用筒體60A、具有3H的高度尺寸的中間間隔延長用筒體60B、具有5H的高度尺寸的最大間隔延長用筒體60C，且只使最小間隔延長用筒體60A為2個(gè)，中間間隔延長用筒體60B和最大間隔延長用筒體60C分別使用1個(gè)。藉此，可使被檢測透鏡7的位置在1H-10H的距離內(nèi)進(jìn)行變化。但是，對間隔延長用筒體60而言，主要是能使其在1H-10H的距離內(nèi)進(jìn)行變化，而并不限定于上述的組合。例如，作為間隔延長用筒體60，使用1個(gè)1H用的，2個(gè)2H用的，1個(gè)5H用的，也可帶來同樣的間隔變化。而且，如果使用2個(gè)最大間隔延長用筒體60C，則可在1H-15H的距離內(nèi)進(jìn)行變化。
下面具體地進(jìn)行示例，在圖7所示的狀態(tài)，即當(dāng)在螺旋面可動(dòng)筒體54的支持部54c上直接安裝透鏡支座56，且使螺旋面可動(dòng)筒體54位于最下部，并使該透鏡支座56上所設(shè)置的被檢測透鏡7與基準(zhǔn)透鏡6間的距離為原點(diǎn)位置時(shí)，如使利用螺旋面可動(dòng)筒體54的連續(xù)間隔調(diào)整范圍S為10mm，而且使最小間隔延長用筒體60A的高度尺寸H為10mm，則可使被檢測透鏡7從原點(diǎn)位置連續(xù)移動(dòng)到100mm。即，在該整個(gè)間隔調(diào)整范圍中，可利用間隔延長用筒體60階段式地進(jìn)行10位數(shù)的間隔調(diào)整，而且可藉由操作螺旋面可動(dòng)筒體54，連續(xù)地進(jìn)行1位數(shù)的間隔調(diào)整。另外，基準(zhǔn)透鏡單元12的Z軸微調(diào)筒體22，可發(fā)揮將基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7間的間隔以小數(shù)點(diǎn)以下的單位進(jìn)行微調(diào)的機(jī)能。
而且，為了表示螺旋面可動(dòng)筒體54從螺旋面固定筒體52的陸續(xù)送出量，在該螺旋面可動(dòng)筒體54的外周面上如圖11所示設(shè)置刻度58，并藉由依據(jù)該螺旋面可動(dòng)筒體54的陸續(xù)送出而使刻度58從支持器環(huán)53的上端部露出，可使螺旋面可動(dòng)筒體54的操作更加順利且確實(shí)地進(jìn)行。而且，當(dāng)使連續(xù)間隔調(diào)整范圍S為10mm時(shí)，刻度58最好為1mm單位。
因此，在需要使被檢測透鏡7的位置與原點(diǎn)位置相距例如15.3mm的間隔的情況下，將最小間隔延長用筒體60A與1個(gè)螺旋面可動(dòng)筒體54進(jìn)行連結(jié)，并在該最小間隔延長用筒體60A上安裝透鏡支座56，且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行操作以使螺旋面可動(dòng)筒體54對螺旋面固定筒體52上升5mm。而且，最終的0.3mm的調(diào)整可藉由使與基準(zhǔn)透鏡單元12的Z軸微調(diào)筒體22擰合的操作筒39旋轉(zhuǎn)操作而進(jìn)行。當(dāng)從該測定狀態(tài)更換了進(jìn)行測定的被檢測透鏡7時(shí)，如果例如從原點(diǎn)位置需要77.6mm的間隔，則將2個(gè)最小間隔延長用筒體60A、最大間隔延長用筒體60C相互連結(jié)，安裝在螺旋面可動(dòng)筒體54和透鏡支座56之間，并利用螺旋面可動(dòng)筒體54而位移到從螺旋面固定筒體52陸續(xù)送出7mm的位置即可。而且，0.6mm的調(diào)整可在Z軸微調(diào)筒體22側(cè)進(jìn)行。這樣，藉由使用間隔延長用筒體60，而使利用螺旋面可動(dòng)筒體54的連續(xù)性間隔調(diào)整范圍總是在10mm以下，所以因被檢測透鏡7的變更所帶來的程序更替的操作性變得非常良好。
藉由采用這種構(gòu)成，對必要的間隔調(diào)整范圍，可使螺旋面絲桿的長度較短，所以加工變得容易。而且，最終可利用Z軸微調(diào)筒體22進(jìn)行被檢測透鏡7的正確定位，所以雖然在該Z軸微調(diào)筒體22中使用具有微細(xì)距離分解能力的高精度的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，但在構(gòu)成連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)的螺旋面固定筒體52和螺旋面可動(dòng)筒體54之間的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，并不要求具有那么高的精度。因此，利用可進(jìn)行大間隔移動(dòng)的螺旋面可動(dòng)筒體54的操作，對基準(zhǔn)透鏡6和被檢測透鏡7之間的間隔進(jìn)行粗調(diào)，并利用Z軸微調(diào)筒體22進(jìn)行微小間隔的調(diào)整，所以能夠輕松且迅速地，并以極高的精度進(jìn)行該間隔調(diào)整。
如上所述，藉由使用間隔延長用筒體60，不管被檢測透鏡7的曲率半徑如何，在實(shí)際進(jìn)行測定時(shí)，都不會從透鏡支座56的高度位置突出，且間隔延長用筒體60及透鏡支座56可裝卸。因此，作為將它們進(jìn)行分離的狀態(tài)下的干涉計(jì)裝置整體的高度尺寸，可為從干涉計(jì)主體單元10的低部到螺旋面可動(dòng)筒體54的上部的尺寸，只是間隔調(diào)整部分的尺寸被縮減，可使在頂板部11a上安裝有基準(zhǔn)透鏡單元12和被檢測透鏡安裝單元14的主體罩殼11小型且簡潔，且可謀求輕量化。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種干涉計(jì)裝置，為使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測物的被檢測面反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；其特征在于包括前述激光光源及前述觀察裝置、到將該激光光源發(fā)出的激光光束形成平行光束的準(zhǔn)直透鏡為止的光學(xué)系統(tǒng)的干涉計(jì)主體單元，被固定設(shè)置在主體罩殼內(nèi)；在前述主體罩殼的頂板部形成設(shè)有可通過前述干涉計(jì)主體單元所照射的平行光束及由前述觀察裝置所產(chǎn)生的觀察光束的導(dǎo)光用開口；在夾持該導(dǎo)光用開口的前述頂板部并在與前述干涉計(jì)主體單元相反側(cè)的位置，設(shè)置有前述被檢測透鏡的被檢測透鏡安裝單元被支持在前述主體罩殼上；前述基準(zhǔn)透鏡安裝在安裝于前述主體罩殼的前述導(dǎo)光用開口位置的位置調(diào)整裝置上；前述位置調(diào)整裝置可進(jìn)行對前述干涉計(jì)主體單元所照射的平行光束的光軸直交的方向及傾斜方向的位置調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉計(jì)裝置，其特征在于采用前述位置調(diào)整裝置由在前述主體罩殼的頂板部可傾斜調(diào)整的環(huán)狀的第1級、可沿XY直交雙軸方向進(jìn)行位置調(diào)整的筒狀的第2級、對該第2級可沿Z軸方向進(jìn)行位置調(diào)整的第3級構(gòu)成，且前述基準(zhǔn)透鏡安裝在該第3級上的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
3.一種干涉計(jì)裝置，為使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測透鏡的被檢測面被反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；特征在于前述被檢測透鏡是可裝卸地設(shè)置在透鏡支座上；該透鏡支座與用于使設(shè)于其上的被檢測透鏡和前述基準(zhǔn)透鏡間的間隔可調(diào)整的間隔調(diào)整裝置連結(jié)設(shè)置；前述間隔調(diào)整裝置由在前述基準(zhǔn)透鏡的光軸延長線位置固定設(shè)置的固定筒體、對該固定筒體可沿與前述基準(zhǔn)透鏡接近·離開的方向只移動(dòng)一定的行程量而設(shè)置的可動(dòng)筒體、在該可動(dòng)筒體上可裝卸地進(jìn)行連結(jié)的至少一個(gè)間隔延長用筒體構(gòu)成；前述間隔延長用筒體的至少1個(gè)，具有較前述可動(dòng)筒體對前述固定筒體的移動(dòng)行程長度短的高度尺寸；以及前述透鏡支座采用在前述可動(dòng)筒體或與該可動(dòng)筒體連結(jié)的位于最頂端部的前述間隔延長用筒體上可裝卸地進(jìn)行連結(jié)的構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉計(jì)裝置，其特征在于其中所述的間隔延長用筒體由形成較前述可動(dòng)筒體對前述固定筒體的移動(dòng)行程長度短的高度尺寸的至少1個(gè)最小間隔延長用筒體、具有該最小間隔延長用筒體的整數(shù)倍的高度的多種的倍增間隔延長用筒體構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干涉計(jì)裝置，其特征在于采用前述固定筒體和前述可動(dòng)筒體由螺旋面絲桿進(jìn)行連結(jié)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
6.一種干涉計(jì)裝置，為使激光光源所照射的激光光束由基準(zhǔn)透鏡被部分反射，并使來自該基準(zhǔn)透鏡的透過光由被檢測透鏡的被檢測面被反射，且利用觀察裝置對這兩反射光間所產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行觀察的干涉計(jì)裝置；特征在于前述基準(zhǔn)透鏡作為基準(zhǔn)透鏡單元，而且前述被檢測透鏡作為被檢測透鏡安裝單元，分別獨(dú)立地被支持在主體罩殼上；前述基準(zhǔn)透鏡單元以可通過間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)微調(diào)與前述被檢測透鏡安裝單元間的間隔的形態(tài)而安裝；以及前述被檢測透鏡安裝單元由設(shè)于前述基準(zhǔn)透鏡的光軸的延長線位置的固定筒體，可對該固定筒體只以一定的行程量連續(xù)地進(jìn)行間隔調(diào)整的可動(dòng)筒體的連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)、至少1個(gè)與該可動(dòng)筒體可裝卸地連結(jié)并具有前述可動(dòng)筒體的移動(dòng)行程大小的高度的最小間隔延長用筒體，1個(gè)或多個(gè)具有該最小間隔延長用筒體的整數(shù)倍的高度的1種或多種倍增間隔延長用筒體構(gòu)成的階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)、在前述可動(dòng)筒體或間隔延長用筒體上可裝卸地連結(jié)，且可裝卸地設(shè)置有前述被檢測透鏡的透鏡支座構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干涉計(jì)裝置，其特征在于在前述基準(zhǔn)透鏡和前述被檢測透鏡間被調(diào)整的間隔中，10mm單位的調(diào)整可利用前述階段性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，而且1mm單位的調(diào)整可利用前述連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)，另外1mm以下單位的調(diào)整可利用前述間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)而進(jìn)行調(diào)整，且前述連續(xù)性間隔調(diào)整機(jī)構(gòu)及前述間隔微調(diào)機(jī)構(gòu)利用螺旋面絲桿構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種干涉計(jì)裝置，藉由不使安裝有被檢測透鏡的透鏡支座動(dòng)作，而只進(jìn)行基準(zhǔn)透鏡的位置調(diào)整，可減少用于位置調(diào)整的動(dòng)作量，并謀求調(diào)整機(jī)構(gòu)的簡潔化，且可進(jìn)行正確的位置調(diào)整。將干涉計(jì)主體單元配置在主體罩殼的內(nèi)部，且被檢測透鏡安裝單元以可調(diào)整其高度位置的形態(tài)而安裝在主體罩殼的頂板部上?；鶞?zhǔn)透鏡單元在可利用傾斜調(diào)整構(gòu)件進(jìn)行傾斜調(diào)整、可利用XY軸調(diào)整筒體而沿XY軸方向進(jìn)行位置調(diào)整、利用Z軸調(diào)整筒體對高度位置進(jìn)行微調(diào)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)上設(shè)有透鏡支持器，并在該透鏡支持器上安裝有基準(zhǔn)透鏡，且基準(zhǔn)透鏡即使對干涉計(jì)主體單元，還可在與被檢測透鏡之間進(jìn)行光軸調(diào)整。
文檔編號G01M11/00GK1601222SQ20041007800
公開日2005年3月30日 申請日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月22日
發(fā)明者前田一平 申請人:富士寫真光機(jī)株式會社