| 【発明の名称】 |
プリズムの直角度測定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】井上 浩之
【氏名】前田 育夫
【氏名】藤田 和弘
【氏名】金松 俊宏
【氏名】妹尾 晋哉
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| 【要約】 |
【課題】直角プリズムの直角２面以外の形状に拘わらず、その直角度，面精度を、簡便かつ高精度に測定できる測定方法を提供する。
【解決手段】プリズム１４は被測定直角２面２′，３′を除く部分がマッチング液１５に浸され、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１の方向に対し、被測定直角２面２′，３′を各４５°に、マッチング液１５の液面１７を垂直にそれぞれ配置されている。プリズム１４の被測定直角２面２′，３′以外の部分がプリズム１４と等しい屈折率のマッチング液１５で浸されているため、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１が入射する側のプリズム面１３が如何なる形状であってもマッチング液１５によってキャンセルされ、被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 隣り合う平面のなす角度が直角な形状を有するプリズムにおける前記平面の直角度及び面精度を、位相測定干渉計から出射されるレーザー光を前記平面に照射して２面反射させ、その結果得られた波面形状により、前記プリズムの直角度及び面精度を測定するプリズム直角度測定方法において、測定されるプリズムと等しい屈折率をもつ液体で該プリズムの一部を浸して測定することを特徴とするプリズムの直角度測定方法。
【請求項２】 請求項１のプリズムの直角度測定方法において、測定されるプリズムの直角をなす２面に反射膜被膜を形成し、かつ、該プリズムと等しい屈折率をもつ液体で該プリズムの全てを浸して測定することを特徴とするプリズムの直角度測定方法。
【請求項３】 請求項１のプリズムの直角度測定方法において、測定されるプリズムを浸した液体の表面に形状精度の良い透明平行平板を配置して測定することを特徴とするプリズムの直角度測定方法。
【請求項４】 請求項２のプリズムの直角度測定方法において、測定されるプリズムを浸した液体の表面に形状精度の良い透明平行平板を配置して測定することを特徴とするプリズムの直角度評価方法。
【請求項５】 請求項１のプリズムの直角度測定方法において、前記プリズムと等しい屈折率をもつ液体を満たすための容器の底面が形状精度の良い透明平行平板で形成され、該容器円に該プリズムの被測定直角２面を上側に向けて液面に配置し、レーザー位相測定干渉計のレーザー光を下方より照射して測定することを特徴とするプリズムの直角度測定方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリズムの直角度測定方法、より詳細には、光学機器に用いられる光学ガラス製プリズム，光学プラスチック成形プリズムの直角度，面精度の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】直角プリズムやルーフ（屋根型）ミラーなどの直角度，面精度を評価する方法として、従来よりコリメータを使用するか、表面粗さ計で隣り合う２面の面粗さを測定し、その面粗さを直線近似し、角度を演算させる方法等が用いられていた。また、特開平８−２１９７４３公報「プラスチック成形品の評価方法」にあるように、レーザー光による位相測定干渉計を用いる方法が知られている。
【０００３】図７は、レーザー位相測定干渉計を用いた従来例を示す図で、図中、１はルーフミラー、２，３は隣り合う各々の面、４はレーザー位相測定干渉計、５はλ／４偏光板、６はレーザー光源、７はビームスプリッタ、８はコリメータレンズ、９は基準参照面、１０は干渉面、１１，１２はレーザーの入反射光である。レーザー位相測定干渉計４のコリメータレンズ８により平行光となったレーザー光の一部は基準参照面９で反射され、他の一部は基準参照面９を透過して、被測定物（ここではルーフミラー）１に向け入射する。入射光１１は、被測定物１の直角に交わる平面２，３に入射し、反射される。この結果、反射光１２の光波面と基準参照面９から反射された光波面とが干渉し、干渉面１０に干渉縞パターンを発生させ、基準参照面９に対する被測定面の面形状が表示される。この干渉縞パターンにより面２と面３とのなす直角度，面精度を評価するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のレーザー位相測定干渉計による測定は簡便かつ高精度なものであり、被測定物がルーフミラーである場合は有効な評価方法である。しかしながら、被測定物がプリズムである場合は、図８に示すように、測定レーザー入射光１１がプリズム１４に入射する面１３の形状が平面以外であった場合、原理的に測定が不可能であるという問題点があり、さらに面１３が平面であったとしても、面１３の面精度が測定干渉縞パターンに影響を及ぼし、プリズム面精度の正確な測定が行えないという問題点があった。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、直角プリズムの直角２面以外の形状に拘わらず、その直角度，面精度を、簡便かつ高精度に測定できる評価方法を実現することを目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、隣り合う平面のなす角度が直角な形状を有するプリズムにおける前記平面の直角度及び面精度を、位相測定干渉計から出射されるレーザー光を前記平面に照射して２面反射させ、その結果得られた波面形状により、前記プリズムの直角度及び面精度を測定するプリズム直角度測定方法において、測定されるプリズムと等しい屈折率をもつ液体で該プリズムの一部を浸して測定することを特徴としたものである。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明において、請求項１のプリズムの直角度測定方法において、測定されるプリズムの直角をなす２面に反射膜被膜を形成し、かつ、該プリズムと等しい屈折率をもつ液体で該プリズムの全てを浸して測定することを特徴としたものである。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１の発明において、測定されるプリズムを浸した液体の表面に形状精度の良い透明平行平板を配置して測定することを特徴としたものである。
【０００９】請求項４の発明は、請求項２の発明において、測定されるプリズムを浸した液体の表面に形状精度の良い透明平行平板を配置して測定することを特徴としたものである。
【００１０】請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記プリズムと等しい屈折率をもつ液体を満たすための容器の底面が形状精度の良い透明平行平板で形成され、該容器円に該プリズムの被測定直角２面を上側に向けて液面に配置し、レーザー位相測定干渉計のレーザー光を下方より照射して測定することを特徴としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図６は、本発明におけるレーザー位相測定干渉計による直角度の測定原理を説明するための図で、今、図６において、∠ＡＣＢを真の直角、∠Ａ′ＣＢ′を被測定角（９０°＋α（直角度誤差））、∠ＡＣＡ′＝∠ＢＣＢ′＝α／２、レーザー光による測定幅をＷ、レーザー位相測定干渉計で計測される位相差をΔλ、直角２面内を満たしている媒質の屈折率をｎとすると、【００１２】
【数１】
【００１３】直角をなしている稜線部の位相は、その角度が増減しても変化しないため、レーザー位相測定干渉計で測定される波面収差の直角稜線部とＷ／２離れた位置との位相差Δλを用いることで、直角度誤差αを表すことができる。また、本測定方法で測定される干渉縞パターンより、直角２平面の面精度も評価することができる。
【００１４】（請求項１の発明）図１は、請求項１の発明の実施例を説明するための要部概略構成図で、全図を通して、同様の作用をする部分には同一の参照番号が付してある。而して、図１に示す請求項１の発明においては、レーザー位相測定干渉計４、プリズム１４、マッチング液を満たすための容器１６、及びプリズム１４と等しい屈折率をもつマッチング液１５から構成され、プリズム１４と容器１６の接合部にはマッチング液の漏洩防止処理が施されている。この実施例においては、図１に示すように、プリズム１４の被測定直角２面２′，３′を除く部分をマッチング液１５で浸し、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１の方向に対し、被測定直角２面２′，３′を各４５°に、マッチング液１５の液面１７を垂直にそれぞれ配置したことを特徴としている。
【００１５】従って、請求項１の発明によると、図１に示したように、プリズム１４の被測定直角２面２′，３′以外の部分をプリズム１４と等しい屈折率のマッチング液１５で浸しているため、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１が入射する側のプリズム面１３が如何なる形状であってもマッチング液１５によってキャンセルされ、被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００１６】（請求項２の発明）図２は、請求項２の発明の実施例を説明するための要部概略構成図で、この発明は、図２に示すように、プリズム１４の被測定直角２面２′，３′に反射膜、例えば、真空蒸着法で金属被膜１８を形成した後、プリズム１４と等しい屈折率をもつマッチング液１５にプリズム全体を浸し、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１の方向に対し、被測定直角２面２′，３′を各４５°に、マッチング液の液面１７を垂直にそれぞれ配置したことを特徴としている。
【００１７】従って、請求項２の発明によると、請求項１の発明の作用効果に加え、図２に示したように、プリズム１４全体を該プリズム１４と等しい屈折率のマッチング液１５で浸しているため、マッチング液の容器１６とプリズム１４との接合部にマッチング液漏洩防止処理が必要ないので、被測定直角２面２′，３′に反射膜１８を形成する必要はあるものの、簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００１８】（請求項３の発明）図３は、請求項３の発明の実施例を説明するための要部概略構成図で、この発明は、図１に示した請求項１の発明において、マッチング液の液面１７に被測定面の面精度に対し十分面精度が高く、任意の屈折率をもつ透明平行平板１９を配置したことを特徴とするものである。
【００１９】従って、請求項３の発明によると、請求項１の発明の作用効果に加え、図３に示したように、マッチング液の液面１７に形状精度の高い透明平行平板１９を配置することで、液面１７の外気による影響，振動による影響を受けにくくすることができ、さらに簡便に被測定直角２面２′，３′直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２０】（請求項４の発明）図４は、請求項４の発明の実施例を説明するための要部概略構成図で、この発明は、図２に示した請求項２の発明において、図４に示すように、マッチング液の液面１７に被測定面の面精度に対し十分面精度が高く、任意の屈折率をもつ透明平行平板１９を配置したことを特徴とするものである。
【００２１】従って、請求項４の発明によると、請求項２の発明の作用効果に加え、図４に示したように、マッチング液の液面１７に形状精度の高い透明平行平板を配置することで、液面１７の外気による影響、振動による影響を受けにくくすることができ、さらに簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２２】（請求項５の発明）図５は、請求項５の発明の実施例を説明するための要部概略構成図で、この発明は、図１に示した請求項１の発明において、図５に示すように、マッチング液容器１６の底面が、被測定面の面精度に対し十分面精度が高く、任意の屈折率をもった透明平行平板２０で形成されており、被測定直角２面を上にしてマッチング液に被測定直角２面以外の部分を浸して配置し、レーザー位相測定干渉計のレーザー光を下方より照射することを特徴とするものである。なお、以上の説明中のマッチング液はすべて被測物であるプリズムの材質と同一の屈折率を有する液体とする。
【００２３】従って、請求項５の発明によると、請求項３の発明の作用効果に加え、図５に示したように、マッチング液容器の底面に形状精度の高い透明平行平板を配置し、被測定直角２面を上向きにしてマッチング液面１７上に配置することで、液面１７の外気による影響、振動による影響を受けにくくすることができ、さらに被測定直角２面への反射膜形成処理も必要ないため、簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の発明によると、図１に示したように、プリズム１４の被測定直角２面２′，３′以外の部分をプリズム１４と等しい屈折率のマッチング液１５で浸しているため、レーザー位相測定干渉計４のレーザー光１１が入射する側のプリズム面１３が如何なる形状であってもマッチング液１５によってキャンセルされ、被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２５】請求項２の発明によると、請求項１の発明の作用効果に加え、図２に示したように、プリズム１４全体をプリズム１４と等しい屈折率のマッチング液１５で浸しているため、マッチング液の容器１６とプリズム１４との接合部にマッチング液漏洩防止処理が必要ないので、被測定直角２面２′，３′に反射膜１８を形成する必要はあるものの、簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２６】請求項３の発明によると、請求項１の発明の作用効果に加え、図３に示したように、マッチング液の液面１７に形状精度の高い透明平行平板１９を配置することで、液面１７の外気による影響，振動による影響を受けにくくすることができ、さらに簡便に被測定直角２面２′，３′直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２７】請求項４の発明によると、請求項２の発明の作用効果に加え、図４に示したように、マッチング液の液面１７に形状精度の高い透明平行平板１９を配置することで、液面１７の外気による影響、振動による影響を受けにくくすることができ、さらに簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
【００２８】請求項５の発明によると、請求項３の発明の作用効果に加え、図５に示したように、マッチング液容器の底面に形状精度の高い透明平行平板２０を配置し、被測定直角２面を上向きにしてマッチング液面１７上に配置することで、液面１７の外気による影響、振動による影響を受けにくくすることができ、さらに被測定直角２面への反射膜形成処理も必要ないため、簡便に被測定直角２面２′，３′の直角度，面精度を評価することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１０日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１７３８２５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３６２１３９ |
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