特開 2022-89748 変位検出装置および干渉計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022089748

(43)【公開日】2022-06-16

(54)【発明の名称】変位検出装置および干渉計

(51)【国際特許分類】

   G01B 9/02 20220101AFI20220609BHJP

【ＦＩ】

G01B9/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021111485

(22)【出願日】2021-07-05

(31)【優先権主張番号】P 2020201404

(32)【優先日】2020-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000146847

【氏名又は名称】ＤＭＧ森精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】特許業務法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】田宮 英明

(72)【発明者】

【氏名】谷口 佳代子

【テーマコード（参考）】

2F064

【Ｆターム（参考）】

2F064AA01

2F064CC07

2F064EE05

2F064FF01

2F064FF03

2F064FF07

2F064GG13

2F064GG18

2F064GG22

2F064HH01

2F064HH05

(57)【要約】

【課題】光干渉計を用いる変位検出装置において干渉縞の変化を抑制し、高精度な変位計測を可能にする。
【解決手段】変位検出装置は、光源部からのビームを２分割する第１のＰＢＳと、分割された第１と第２のビームを平行に出射し、その２つのビームをさらに２分割する第２のＰＢＳと、第２のＰＢＳに透過された側に配置された可動な第１の反射手段と、第２のＰＢＳによって反射された側に配置され第１のビームと第２のビームとクロスさせて平行に出射させるビームクロス手段と、チルト可能な第２の反射手段と、第２の反射手段に対向配置される第３の反射手段と、第１のビームと第２のビームが再び第１のＰＢＳによって重ね合わされ干渉信号として受光する光受光手段と、受光した干渉信号を変位情報に変換する変位検出手段と、第２の反射手段をチルトさせる可動部を有し、第１の反射手段のチルトの状態に追従して第２の反射手段のチルトを制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と出射されたビームをコリメートするレンズを備えた光源部と、
前記光源部からのビームを２分割する第１のＰＢＳと、
前記２分割された第１のビームと第２のビームとを平行に出射するビーム分割手段を備え、前記平行に出射された第１のビームと第２のビームをさらに２分割する第２のＰＢＳと、
前記第２のＰＢＳによって分割され、透過された第１のビーム側に配置された可動の第１の反射手段と、
前記第２のＰＢＳによって反射された第２のビーム側に配置され、前記第１のビームと第２のビームとをクロスさせ第１のビームと第２のビームとを平行に出射させるビームクロス手段と、
チルト可能な第２の反射手段と、
前記第２のＰＢＳに対し、前記第２の反射手段に対向して配置される第３の反射手段と、
前記第１のビームと前記第２のビームが再び前記第１のＰＢＳによって重ね合わされ干渉信号として受光する光受光手段と、
前記受光した干渉信号を、変位情報に変換する変位検出手段と、
前記変位情報に基づき、前記第２の反射手段を所定の位置に維持するサーボ回路とサーボ―アンプと、
前記第２の反射手段をチルトさせる可動部と、
を備え、
前記第１の反射手段のチルトの状態に追従して前記第２の反射手段のチルトを制御する変位検出装置。

【請求項2】

ＸＹ平面上に配置した前記第１の反射手段のＸ軸方向を回転軸とする回転とＹ軸方向を回転軸とする回転の状態に合わせ、Ｘ軸方向を回転軸とする回転状態に追従して前記第２の反射手段を制御する第１の変位検出装置と、Ｙ軸方向を回転軸とする回転状態に追従して前記第２の反射手段を制御する第２の変位検出装置の両方を備えた請求項１に記載の変位検出装置。

【請求項3】

前記第２のＰＢＳと前記第１の反射手段と前記第２の反射手段が、他のマイケルソン干渉計のビーム分割手段及び反射手段と同一面を共有する、請求項１又は２に記載の変位検出装置。

【請求項4】

前記第１のＰＢＳによって分割された前記第１のビームと前記第２のビームの光路長は等しく、
前記光源は、可干渉性の低い光源からなる、請求項１～３のいずれかに記載の変位検出装置。

【請求項5】

前記光源は、可干渉性の低い光源からなり、
前記第１のＰＢＳによって分割された前記第１のビームと前記第２のビームの光路長は、両ビームが干渉する程度の長さに設定されている、請求項１～３のいずれかに記載の変位検出装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかの変位検出装置を構成する前記第２のＰＢＳ、前記第１の反射手段および前記第２の反射手段を備える干渉計であって、
前記第１の反射手段を同一面に有する第１のミラーと、
前記第２の反射手段を同一面に有する第２のミラーと、
前記第２のＰＢＳを同一面に有するビームスプリッタと、
を備える、干渉計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、干渉計のための変位検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マイケルソン干渉計の原理を用いた計測においては、ビーム分割手段で分割された２つのビーム、つまり固定鏡に照射する参照光と、移動鏡に照射する物体光とを再びビーム分割手段で重ね合わせる。その際に、移動鏡の姿勢変化（ピッチングやヨーイング）による干渉縞の変化により、変位検出に誤差を発生させることがあった。それを抑制させるために、移動鏡の可動部に高精度なステージを使用するほか、移動鏡にコーナーキューブミラーを配置するなどの工夫がなされていた。しかし、これらの工夫は、移動鏡の機構を大きくし、小型軽量化とは相反するものとなっていた。

【0003】

これを解決するために、物体光側の移動鏡の姿勢変化に合わせて参照光側の固定鏡にわずかな姿勢変化を与え、誤差を相殺させる方法が考えられる。しかし、それをオートコリメータ等で行う場合、オートコリメータのドリフトの問題や角度分解能、検出速度が低いなどの問題があり、固定鏡にフィードバックをかけることは難しかった。

【0004】

また、同マイケルソン干渉計内に第２のビームを飛ばし、４分割の検出器でビームの強度をとらえ、その強度の変化から移動鏡の傾きを検出することで、固定鏡にフィードバックをかける方法も提案されている（特許文献１参照）。しかし、ビーム径と角度検出分解能がトレードオフになっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－４２２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

物体光の移動鏡をコンパクトかつ軽量化した構成で、移動鏡のチルトに高速かつ安定して追従するように、参照光の固定鏡を高速でチルトさせ、干渉縞の変化を抑制し、高精度な変位計測を可能にすることが望まれる。それがフィゾー干渉計であれば、干渉面内の干渉縞の変化を安定させ、形状計測の精度を上げられるのが好ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様の変位検出装置は、光源と出射されたビームをコリメートするレンズを備えた光源部と、光源部からのビームを２分割する第１のＰＢＳと、この２分割された第１と第２のビームを平行に出射するビーム分割手段を備え、平行に出射された第１と第２の２つの平行のビームをさらに２分割する第２のＰＢＳと、第２のＰＢＳによって分割された透過された第１のビーム側に配置する可動可能な第１の反射手段と、第２のＰＢＳによって反射された第２のビーム側に配置する第１のビームと第２のビームとクロスさせ第１のビームと第２のビームと平行に出射させるビームクロス手段と、チルト可能な第２の反射手段と、第２のＰＢＳに対し、第２の反射手段に対向して配置される第３の反射手段と、第１のビームと第２のビームが再び第１のＰＢＳによって重ね合わされ干渉信号として受光する光受光手段と、受光した干渉信号を、変位情報に変換する変位検出手段と、変位情報に基づき、任意の変位量を維持するサーボ回路とサーボ―アンプと、第２の反射手段をチルトさせる可動部を有し、第１の反射手段のチルトの状態に追従して第２の反射手段のチルトを制御する構成を取る。なお、ここでいう「第１と第２のビームの平行」は、変位検出ができる程度に両ビームが並んで直進するものであればその「平行」の概念に含まれるとしてよい。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、光干渉計を用いる変位検出装置において干渉縞の変化を抑制でき、高精度な変位計測が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る変位検出装置の構成を表す図である。

【図2】光源の具体例を表す図である。

【図3】受光手段の具体例を表す図である。

【図4】変位検出手段の具体例を表す図である。

【図5】第２の反射手段の動作を表す図である。

【図6】第２実施形態に係る変位検出装置の構成を表す図である。

【図7】第２実施形態に係る変位検出装置の構成を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る変位検出装置の構成を表す図である。図２は、光源部の具体例を表す図である。
図１に示すように、光源部１は、その光源にレーザを用いることを前提にするが、可干渉性の低いマルチモードレーザやスーパールミネッセンスダイオード、ＬＥＤ等でもよい。図２に示すように、光源部１は、光源２およびレンズ３を含む。光源２から出射したビームは、レンズ３を経ることでコリメート光にすることが望ましい。

【0011】

図１に戻り、光源部１から出射されたビームは、「第１のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）」であるＰＢＳ１によって、２つのビームＬ１とＬ２に分割される。ビームＬ１とＬ２は、互いに平行に進むビームとして出射され、「第２のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）」であるＰＢＳ３に入射される。ＰＢＳ３は、ビームＬ１とＬ２のそれぞれの光路を分割する。

【0012】

ここでビームＬ１の光路について説明する。ＰＢＳ１を経たビームＬ１は、その偏光状態がＰ波成分であるため、ＰＢＳ３を透過し、位相板１１に入射される。ここで位相板１１としては、λ／４位相板を想定する。ビームＬ１の偏光状態は、位相板１１を通過することでＰ波成分から円偏光になり、移動可能な「第１の反射手段」であるミラー２１によって垂直に戻される。ミラー２１は、ＰＢＳ３を透過するビームＬ１の透過先に配置され、可動部３２により変位可能とされている。

【0013】

このビームＬ１は、ミラー２１により反射された後に再び位相板１１を通過することで、Ｓ波成分の偏光になる。Ｓ波成分になったビームＬ１は、ＰＢＳ３によって反射され、「第３の反射手段」であるミラー付位相板２３によってＰＢＳ３に戻される。ミラー付位相板２３は、ＰＢＳ３に対して後述するミラー２２とは反対側に配置されている。このミラー付位相板２３としては、λ／４位相板にミラーが付けられたものを想定する。Ｓ波成分だったビームＬ１は、ミラー付位相板２３を経ることでＰ波成分になるため、ＰＢＳ３の再入射で透過する。

【0014】

透過したビームＬ１は、ビームクロス手段３０によって平行にオフセットさせたビームとして出射され位相板１３に入射される。ビームクロス手段３０は、例えば４枚の板ミラー（後述の第１～第４ミラー）により構成できる。位相板１３としては、λ／４位相板を想定しており、ビームＬ１はＰ波成分から円偏光になる。このビームＬ１は、「第２の反射手段」であるミラー２２によって垂直に反射され、再び位相板１３を通過することで、Ｓ波成分となる。Ｓ波成分となったビームＬ１は、ＰＢＳ３によって反射され、ＰＢＳ１に再び入射される。

【0015】

次にビームＬ２の光路について説明する。ＰＢＳ１を経たビームＬ２の偏光状態は、Ｓ波成分であるため、ＰＢＳ３で反射し、ビームクロス手段３０によって平行にオフセットさせたビームとして出射され位相板１４に入射される。ビームクロス手段３０は、ＰＢＳ３に反射されるビームＬ２の反射先に配置されている。このとき、ビームＬ１の光路とビームＬ２の光路は、クロスし、互いにＺ方向に入れ替わった平行なビームとして出射されるようにビームクロス手段３０のミラーが構成される。

【0016】

すなわち、ビームクロス手段３０は、第１ビーム反射手段３０１および第２ビーム反射手段３０２を備える。第１ビーム反射手段３０１は、Ｌ字状の板金に第１ミラー３１１を構成する反射面（第１反射面）と、第２ミラー３１２を構成する反射面（第２反射面）を設けて構成される。第２ビーム反射手段３０２は、Ｌ字状の板金に第３ミラー３１３を構成する反射面（第３反射面）と、第４ミラー３１４を構成する反射面（第４反射面）を設けて構成される。各反射面は、板金の表面にアルミニウムなどの合金を蒸着するなどして得られる。

【0017】

第１ミラー３１１は、ＰＢＳ３からのビームＬ１（第１光）を反射し、第２ビーム反射手段３０２に向けて光を伝搬させる。第４ミラー３１４は、その光を位相板１３ひいてはミラー２２に向けて伝搬させる。第４ミラー３１４は、また、ミラー２２で反射されて戻ってきた光を反射し、第１ビーム反射手段３０１に向けて光を伝搬させる。第１ミラー３１１は、その光を反射し、ＰＢＳ３に向けて伝搬させる。

【0018】

第３ミラー３１３は、ＰＢＳ３からのビームＬ２（第２光）を反射し、第１ビーム反射手段３０１に向けて光を伝搬させる。第２ミラー３１２は、その光を反射し、位相板１４ひいてはミラー２２に向けて伝搬させる。第２ミラー３１２は、また、ミラー２２で反射されて戻ってきた光を反射し、第２ビーム反射手段３０２に向けて光を伝搬させる。第３ミラー３１３は、その光を反射し、ＰＢＳ３に向けて伝搬させる。

【0019】

位相板１４としては、λ／４位相板を想定する。Ｓ波成分であるビームＬ２は、円偏光となり、ミラー２２によって垂直に反射され、再び位相板１４を通過することで、Ｐ波成分となる。Ｐ波成分となったビームＬ２は、ＰＢＳ３を透過し、ミラー付位相板２４で垂直に反射されることで、Ｓ波成分となる。このミラー付位相板２４の構成は、ミラー付位相板２３と同じでよい。Ｓ波成分となったビームＬ２は、ＰＢＳ３により反射され、位相板１２に入射される。この位相板１２としては、λ／４位相板を想定しており、ビームＬ２は、Ｓ波成分から円偏光になり、ミラー２１によって反射された再び位相板１２を通過することで、Ｐ波成分になりＰＢＳ３を透過し、ＰＢＳ１によってビームＬ１と重ねあわされる。

【0020】

この光路において、ビームＬ１とＬ２の光路長は、極めて等しくなるよう、ミラー付位相板２３もしくはミラー付位相板２４で調整されることが望ましい。本実施形態では、ミラー付位相板２３を固定した状態でミラー付位相板２４を動かし、ビームＬ１の光路長とビームＬ２の光路長との関係を適切に調整する。ビームＬ１とＬ２の光路長は、両ビームが干渉する程度の長さに設定されている。

【0021】

また、ミラー２１がＺ方向に大きく動いたとしても、ビームＬ１の光路長とビームＬ２の光路長は、常に一定に保たれている。これによって、可干渉性の低い光源が使用できるだけではなく、光源の温度変化による波長変化や、大気の気圧変化、湿度変化などの影響をキャンセルし、常に安定したミラーの変位計測が可能となる。さらに光源に安価な半導体レーザやＬＥＤ等の利用も可能となる。

【0022】

本実施形態の変位検出装置は、ＰＢＳ３からＰＢＳ１へ戻ってきたビームＬ１とＬ２の干渉光を受光する受光手段４、その干渉光に基づく信号（干渉信号）に基づいてミラー２１の変位を検出する変位検出手段６、ミラー２１の変位に基づいてミラー２２を駆動するためのサーボ回路８およびサーボアンプ１０を備える。

【0023】

図３は、光受光手段の具体例を表す図である。
ビームＬ１とＬ２は、ＰＢＳ１にて重ねあわされた後に受光手段４に入射されるが、一方がＰ波成分であり他方がＳ波成分であるため、干渉は起こらない。そこで、図３に示すように無偏光ビームスプリッタＢＳ４００によって２つに分配させ、その一方を反射させ、もう一方を透過させる。このとき、反射させた一方のビームについて、ＰＢＳ４１０を４５°回転させることで、Ｓ波成分とＰ波成分の４５°方向の干渉成分を取り出す。受光素子４３と受光素子４４は、干渉光を受光するが、互いに明暗が反転した干渉光を受光し、光電変換する。

【0024】

一方、無偏光ビームスプリッタＢＳ４００によって透過したもう一方のビームは、位相板２５を通過することによって、ビームＬ１とＬ２の位相状態によって、回転する直線偏光となり、ＰＢＳ４２０に入射され、受光素子４１、受光素子４２によって干渉光が光電変換される。このとき、受光素子４１と受光素子４２は、互いに明暗が反転した干渉光を受光し、かつ受光素子４３と受光素子４４で受光される干渉光の位相に対し、９０°ずらすようにＰＢＳ４２０の回転が微調整される。これによって干渉信号の位相は、受光素子４１が０°の場合、受光素子４２が１８０°、受光素子４３が９０°、受光素子４４が２７０°となる。

【0025】

次に変位検出手段６の仕組みを説明する。
図４は、変位検出手段６の具体例を表す図である。
受光素子４１と受光素子４２は、差動増幅器４５によってＤＣキャンセルされる。これにより干渉強度の増減による電気信号のＤＣオフセットがキャンセルされる。同様に受光素子４３と受光素子４４も差動増幅器４６によってＤＣキャンセルされる。つまり差動増幅器４５と差動増幅器４６の出力は、互いに９０°位相差があるため、干渉信号は、ＳＩＮとＣＯＳの正弦波として検出できるため、位相の進行の向きが判別できる。次に各々の干渉信号は、Ａ／Ｄ変換器４７とＡ／Ｄ変換器４８によりデジタル変換され、波形補正処理回路４９でＳＩＮとＣＯＳのそれぞれの振幅やオフセットのずれを補正し、インクリメンタル信号発生器５０で内挿され変位情報として出力される。

【0026】

この変位情報は、可動部３２が正確にＺ方向に平行移動する分には、ビームＬ１とＬ２の光路長差が生じないため変位として検出されない。しかし、実際はわずかにＹ軸方向を回転軸とする回転がミラー２１に加わると、ビームＬ１とＬ２の光路長に差を生じる。光源の波長をλとした場合、ミラー２１がビームＬ１とＬ２の入射位置で、ΔＺだけ傾いてしまうと、ビームＬ１とＬ２の光路長差は、２ΔＺになる。つまり干渉信号は、２ΔＺ／λで検出されることになる。

【0027】

例えば、λ＝６５５ｎｍである場合、ΔＺは、３２７．５ｎｍの干渉周期の変位量をして計測でき、これをインクリメンタル信号発生器４１で６５０００分割程度に内挿することで、５ｐｍの分解能の非常に細かな変位情報となる。これは互いに平行に進むビームＬ１とＬ２の間隔が、わずか５ｍｍだったとしても、角度換算で０．０００２秒の分解能でミラー２１の傾きを検出していることになる。

【0028】

この変位情報が常に一定値になるよう、サーボ回路８とサーボアンプ１０によって可動部３１を動かし、ミラー２２の角度を制御する。すなわち、ミラー２１のチルトの状態に追従してミラー２２のチルトを制御する。それにより、ミラー２１の傾き変化を相殺するミラー２２の傾き制御が高分解能で可能になる。

【0029】

この可動部３１の変位量はごくわずかでよく、ピエゾ素子等を用いて構成してもよい。本実施形態では、可動部３２によるミラー２１の移動量が１ｍ程度であるのに対し、可動部３１によるミラー２２の移動量は５ｍｍ程度である。すなわち、ミラー２１の移動量をミラー２２の移動量よりも大きくできる。可動部３２は、磁石とコイルを用いたアクチュエータ等により構成してもよい。

【0030】

図５は、第２の反射手段の動作を表す図である。
本実施形態では、ミラー２２に支点１５（固定部）を設けてその位置を固定することで、可動部３１の駆動によりミラー２２（第２の反射手段）をチルトさせることができる。例えば、図５に示すようにミラー２２をビームＬ１とＬ２の入射位置でΔＸだけ傾けることで、ビームＬ１とＬ２の光路長差を２ΔＸ変化させることができる。なお、本実施形態では、支点１５と可動部３１との位置関係からミラー２２を片持ち状に支持する構成を例示しているが、ミラー２２の支持形態は片持ち状に限定されない。

【0031】

例えば、ＰＢＳ３と同一面にビームスプリッタＢＳ（ビーム分割手段）を構成し、ミラー２１を物体光のミラーとし、ミラー２２を参照光のミラーとして、他の干渉計（マイケルソン干渉計やフィゾー干渉計等）と併用する場合、本発明の変位検出装置によってミラー２２を制御することで、常に安定した干渉光の波面が得られることになる。

【0032】

その場合、図１に示したように、ビームスプリッタＢＳが設けられる基板の一部の領域にＰＢＳ３を設けてよい。すなわち、その基板にＰＢＳ３を蒸着などにより積層することができる。ＰＢＳ３の面積（長さ）は、ビームスプリッタＢＳのそれよりも小さい。この積層構造において、変位検出装置のビームＬ１とＬ２は、ＰＢＳ３の領域（「ＰＢＳ領域」ともいう）を透過するか又はそのＰＢＳ領域にて反射される。干渉計の物体光および参照光は、ＰＢＳ領域外のビームスプリッタＢＳの領域（「ＢＳ領域」ともいう）を透過するか又はそのＢＳ領域にて反射される。

【0033】

［第２実施形態］
図６および図７は、第２実施形態に係る変位検出装置の構成を表す図である。
図１に示した第１実施形態では、「第１の反射手段」であるミラー２１が、Ｙ軸方向を回転軸とする回転をした場合に、ミラー２２にＹ軸方向を回転軸とする回転を与え光軸の角度のずれを相殺させたが、実際は、Ｘ方向を回転軸とする回転も加わることは、十分に考えられる。

【0034】

そこで、図６および図７に示す第２実施形態では、第１の反射手段（ミラー２１）のＸ軸方向を回転軸とする回転とＹ軸方向を回転軸とする回転の状態に合わせ、Ｙ軸方向を回転軸とする回転状態に追従して第２の反射手段を制御する第１の変位検出装置と、Ｘ軸方向を回転軸とするチルト状態に追従して第２の反射手段を制御する第２の変位検出装置の両方を備えることを特徴とした構成を取る。

【0035】

つまり、第１の変位検出装置と第２の変位検出装置は、チルトを考慮する回転軸が互いにＺ軸に対し直交しており、４本のビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が平行になるようＰＢＳ１とＰＢＳ２から出射される。ビームＬ３とＬ４の光路については、原理がビームＬ１とＬ２の光路と同じであるため、その詳細な説明は省略する。

【0036】

第１の変位検出装置は、第１実施形態の変位検出装置と同様の構成を有する。第２の変位検出装置は、光源部２０１、受光手段２０４、ミラー付位相板２５、ミラー付位相板２６を備える。第２の変位検出装置は、また、位相板１１に対応する位相板２１１、位相板１２に対応する位相板２１２、位相板１３に対応する位相板２１３、および位相板１４に対応する位相板２１４を備える。また、本実施形態の変位検出装置は、さらにビームクロス手段２３０、変位検出手段２０６、サーボ回路２０８、サーボアンプ２１０を備える。

【0037】

ビームクロス手段２３０の部分は、ビームＬ１とＬ２がＸＺ平面上でクロスし入れ替わり、ビームＬ３とＬ４がＹＸ平面上で、クロスし入れ替わり、平行に出射するようなミラーの構成となっている。ビームクロス手段２３０は、第１ビームクロス手段および第２ビームクロス手段を有してよい。第１ビームクロス手段は、第１実施形態のビームクロス手段３０と同様の構成を有してよい。第２ビームクロス手段は、第１ビームクロス手段とは配置角度が異なるものの、ビームクロス手段３０と同様の構成を有してよい。

【0038】

また第１の変位検出装置と同様に第２の変位検出装置のビームＬ３とＬ４の光路長は極めて等しくなるよう、ミラー付位相板２５もしくはミラー付位相板２６で調整されることが望ましい。ミラー２２には可動部３３が追加され、ミラー２２のＺ軸方向を回転軸とする回転の制御を加えることで、ミラー２１のＸ方向を回転軸とする回転を相殺できる。

【0039】

なお、マイケルソン干渉計やフィゾー干渉計等の光干渉計（干渉分析装置）に、第１実施形態又は第２実施形態の変位検出装置を備え付けてもよい。この干渉計は、第１の反射手段を同一面に有する第１のミラーと、第２の反射手段を同一面に有する第２のミラーと、第２のＰＢＳを同一面に有するビームスプリッタと、を備える。

【0040】

具体的に図１を参照しつつ説明すると、この干渉計は、光源部１とは別の光源部と、「第１のミラー」としてのミラー２１と、「第２のミラー」としてのミラー２２と、ビームスプリッタＢＳと、光検出装置とを備える。この干渉計において、光源部から出射された光は、ビームスプリッタＢＳを透過する物体光と、ビームスプリッタＢＳにて反射する参照光に分かれる。物体光は、ミラー２１に配置された計測対象にて反射してビームスプリッタＢＳに戻る。参照光は、ミラー２２にて反射してビームスプリッタＢＳに戻る。これら物体光と参照光とがビームスプリッタＢＳにて合波（重畳）され、その干渉光が光検出装置により検出される。この干渉計において、ミラー２１はオブジェクトアームを構成し、ミラー２２はリファレンスアームを構成する。

【0041】

すなわち、このような干渉計では、変位検出装置によって第１のミラーのチルトの影響を抑制した状態で干渉光による計測が可能となる。

【符号の説明】

【0042】

１ 光源部、２ 光源、３ レンズ、４ 受光手段、６ 変位検出手段、８ サーボ回路、１０ サーボアンプ、１１ 位相板、１２ 位相板、１３ 位相板、１４ 位相板、１５ 支点、２１ ミラー、２２ ミラー、２３ ミラー付位相板、２４ ミラー付位相板、２５ 位相板、２５ ミラー付位相板、２６ ミラー付位相板、３０ ビームクロス手段、３１ 可動部、３２ 可動部、３３ 可動部、４１ 受光素子、４２ 受光素子、４３ 受光素子、４４ 受光素子、４５ 差動増幅器、４６ 差動増幅器、２０１ 光源部、２０４ 受光手段、２０６ 変位検出手段、２０８ サーボ回路、２１０ サーボアンプ、２１１ 位相板、２１２ 位相板、２１３ 位相板、２１４ 位相板、２３０ ビームクロス手段、３０１ 第１ビーム反射手段、３０２ 第２ビーム反射手段、３１１ 第１ミラー、３１２ 第２ミラー、３１３ 第３ミラー、３１４ 第４ミラー、ＢＳ ビームスプリッタ、Ｌ１ ビーム、Ｌ２ ビーム、Ｌ３ ビーム、Ｌ４ ビーム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】