(57)【要約】【課題】画像取り込み速度が変化した場合でも、解析に必要な枚数の干渉縞画像を取得し、精度の高い解析を行う。【解決手段】光束を測定光と参照光とに分割して干渉縞を形成し、フリンジスキャニングによって画像取得部に取得した複数の干渉縞画像から選択した解析画像を用いて被測定面の形状を算出する干渉縞計測方法は、画像取得部の画像取得速度を計測する画像取得速度計測工程Ｓ１０と、参照面を移動させながら複数の干渉縞画像を候補画像として取得する候補画像取得工程Ｓ２０と、各候補画像の輝度変化データから、各候補画像の位相変化を算出する位相変化算出工程Ｓ３０と、位相変化に基づいて、候補画像の中から解析画像を選択する画像選択工程Ｓ４０とを備え、画像取得部の画像取得速度は、画像取得速度計測工程Ｓ１０における計測結果に基づいて所定速度に設定され、参照面の移動速度は、画像取得部に設定された所定速度に基づいて設定される。【選択図】図３
2010127886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の光束を、被測定面で反射または透過された測定光と、参照面の形状に対応した波面を有する参照光とに分割し、前記測定光と前記参照光とにより干渉縞を形成しフリンジスキャニングによって複数の干渉縞画像を画像取得部に取得し、前記複数の干渉縞画像から選択した解析画像を用いて前記被測定面の形状を算出する干渉縞計測方法であって、
前記画像取得部の画像取得速度を計測する画像取得速度計測工程と、
前記解析画像を取得するために、前記参照面を前記参照光の光軸に沿って移動させながら前記複数の干渉縞画像を前記解析画像の候補画像として取得する候補画像取得工程と、
前記候補画像取得工程で取得された各候補画像の同一位置における輝度を、前記各候補画像の位相シフト量の大きさの順に配列したときの輝度変化データから、前記各候補画像の位相変化を算出する位相変化算出工程と、
前記位相変化算出工程で算出された位相変化に基づいて、前記候補画像の中から前記解析画像を選択する画像選択工程と、
を備え、
前記候補画像取得工程における前記画像取得部の画像取得速度は、前記画像取得速度計測工程において計測された前記画像取得部の画像取得速度に基づいて所定速度に設定され、前記参照面の移動速度は、前記所定速度に基づいて設定されることを特徴とする干渉縞計測方法。
【請求項２】
前記画像取得速度計測工程は、前記候補画像取得工程の直前に行われることを特徴とする請求項１に記載の干渉縞計測方法。
【請求項３】
所定数の干渉縞画像を解析画像として被測定面の形状を算出する干渉計であって、
同一の光束を、被測定面で反射または透過された測定光と、参照面の形状に対応した波面を有する参照光とに分割し、前記測定光と前記参照光とにより干渉縞を形成する干渉計測光学系と、
前記干渉縞の画像を撮像する撮像部と、
前記測定光に対する前記参照光の光路差を変化させるために、前記参照面を前記参照光の光軸に沿って移動させる参照面移動機構と、
前記撮像部から複数の干渉縞画像を候補画像として取得する画像取得部と、
前記画像取得部の画像取得速度と、前記参照面移動機構による前記参照面の移動速度を設定する制御部と、
前記画像取得部が取得した前記複数の干渉縞画像の同一位置における輝度を、前記複数の干渉縞画像の位相シフト量の大きさの順に配列したときの輝度変化データから、前記複数の干渉縞画像の位相変化を算出する位相変化算出部と、
前記位相変化算出部で算出された位相変化に基づいて、前記候補画像の中から所定数の干渉縞画像を前記解析画像として選択する画像選択部と、
を備え、
前記制御部は、予め前記画像取得部の画像取得速度を計測し、前記計測の結果に基づいて前記画像取得部の画像取得速度を所定速度に設定し、前記参照面の移動速度が前記所定速度に対応した値となるよう前記参照面移動機構を制御することを特徴とする干渉計。
【請求項４】
前記制御部による前記計測は、前記画像取得部が前記候補画像を取得する直前に行われることを特徴とする請求項３に記載の干渉計。
【請求項５】
前記制御部による前記計測は、前記位相変化算出部及び前記画像選択部の少なくとも１つが動作していないアイドル状態のときに行われることを特徴とする請求項３に記載の干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリンジスキャニングを用いた干渉縞計測方法及び干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フリンジスキャニングを用いた干渉縞計測方法が広く行われている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の干渉縞計測方法は、解析に必要な干渉縞画像を複数枚（３枚以上）取得する時系列画像取得工程と、取得した複数枚の干渉縞画像の特定画素の輝度変化を取得する時系列輝度変化取得工程と、取得した輝度変化を正弦波に近似させる近似正弦波算出工程と、正弦波に近似させた結果に基づき解析に適した複数枚の干渉縞画像を選択する画像選択工程と、選択した干渉縞画像に基づき画素ごとの波面の位相を算出する波面算出工程とを備えている。
【０００３】
フリンジスキャニングを用いた干渉縞計測において、干渉縞画像を取得する速度は速ければ速いほど、干渉縞の解析にかかる時間が短くなるので好ましい。そのため、特許文献１に記載の干渉縞計測方法では、時系列画像取得工程において、干渉縞画像を取得する場合の画像のサンプリング時間を、取得速度の上限値である撮像素子のフレームレートまたは画像をコンピュータに取り込むためのハードウェアのフレームレート等から決定している。
【特許文献１】特開２００８−１１６２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フリンジスキャニング干渉縞計測においては、画像をコンピュータに取り込むことが必須であるため、撮像素子とコンピュータの間に画像を取得するための画像入力ボード等のハードウェアが必要となり、このハードウェアとコンピュータ間のインターフェースも必要となる。画像をコンピュータに取り込むためのインターフェースの例としてはＵＳＢやＬＡＮ等を使用する方法がある。
【０００５】
しかしながら、このようなインターフェースからの画像の取り込み速度は、コンピュータを構成するチップセットと呼ばれる素子の性能やコンピュータに接続されている周辺機器の増減およびコンピュータ（ＣＰＵ）の負荷状況等により常に変化している。
したがって、撮像素子や画像入力ボード等のフレームレートに基づいて干渉縞の取得速度を決定し、これに基づいてフリンジスキャニングにおける参照面の移動速度を決定すると、取り込み速度が大きく低下している等の場合、参照面が１周期分移動する時間内に解析に適した干渉縞画像（解析画像）を必要数抽出するのに充分な枚数の干渉縞画像（候補画像）を取得できない場合がある。この場合、解析に用いる干渉縞画像の質が低下することにより、解析精度や解析結果に悪影響を与える可能性があるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、コンピュータのハードウェアの性能や負荷状況の変化等により画像取り込み速度が変化した場合でも、解析に必要な枚数の干渉縞画像を取得することができ、常に精度の高いフリンジスキャニング解析をすることができる干渉縞計測方法及び干渉計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、同一の光束を、被測定面で反射または透過された測定光と、参照面の形状に対応した波面を有する参照光とに分割し、前記測定光と前記参照光とにより干渉縞を形成しフリンジスキャニングによって複数の干渉縞画像を画像取得部に取得し、前記複数の干渉縞画像から選択した解析画像を用いて前記被測定面の形状を算出する干渉縞計測方法であって、前記画像取得部の画像取得速度を計測する画像取得速度計測工程と、前記解析画像を取得するために、前記参照面を前記参照光の光軸に沿って移動させながら前記複数の干渉縞画像を前記解析画像の候補画像として取得する候補画像取得工程と、前記候補画像取得工程で取得された各候補画像の同一位置における輝度を、前記各候補画像の位相シフト量の大きさの順に配列したときの輝度変化データから、前記各候補画像の位相変化を算出する位相変化算出工程と、前記位相変化算出工程で算出された位相変化に基づいて、前記候補画像の中から前記解析画像を選択する画像選択工程とを備え、前記候補画像取得工程における前記画像取得部の画像取得速度は、前記画像取得速度計測工程において計測された前記画像取得部の画像取得速度に基づいて所定速度に設定され、前記参照面の移動速度は、前記所定速度に基づいて設定されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の干渉縞測定方法によれば、画像取得部の画像取得速度は、画像取得速度計測工程において計測された画像取得速度に基づいて所定速度に設定され、参照面の移動速度は、画像取得部の所定速度に基づいて設定される。その結果、画像取得速度がコンピュータ等からなる画像取得部の負荷状況等を反映した適切な値に設定され、予定した数の候補画像が確実に取得される。
【０００９】
前記画像取得速度計測工程は、前記候補画像取得工程の直前に行われてもよい。この場合、より直近の状況を反映した所定速度に画像取得速度を設定することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、所定数の干渉縞画像を解析画像として被測定面の形状を算出する干渉計であって、同一の光束を、被測定面で反射または透過された測定光と、参照面の形状に対応した波面を有する参照光とに分割し、前記測定光と前記参照光とにより干渉縞を形成する干渉計測光学系と、前記干渉縞の画像を撮像する撮像部と、前記測定光に対する前記参照光の光路差を変化させるために、前記参照面を前記参照光の光軸に沿って移動させる参照面移動機構と、前記撮像部から複数の干渉縞画像を候補画像として取得する画像取得部と、前記画像取得部の画像取得速度と、前記参照面移動機構による前記参照面の移動速度を設定する制御部と、前記画像取得部が取得した前記複数の干渉縞画像の同一位置における輝度を、前記複数の干渉縞画像の位相シフト量の大きさの順に配列したときの輝度変化データから、前記複数の干渉縞画像の位相変化を算出する位相変化算出部と、前記位相変化算出部で算出された位相変化に基づいて、前記候補画像の中から所定数の干渉縞画像を前記解析画像として選択する画像選択部とを備え、前記制御部は、予め前記画像取得部の画像取得速度を計測し、前記計測の結果に基づいて前記画像取得部の画像取得速度を所定速度に設定し、前記参照面の移動速度が前記所定速度に対応した値となるよう前記参照面移動機構を制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明の干渉計によれば、制御部が、予め画像取得部の画像取得速度を計測し、当該計測の結果に基づいて画像取得速度を所定速度に設定し、参照面の移動速度が当該所定速度に対応した値となるよう参照面移動機構を制御する。その結果、画像取得速度がコンピュータ等からなる画像取得部の負荷状況等を反映した適切な値に設定され、予定した数の候補画像が確実に取得される。
【００１２】
前記制御部による前記計測は、前記画像取得部が前記候補画像を取得する直前に行われてもよい。この場合、より直近の状況を反映した所定速度に画像取得速度を設定することができる。
また、前記制御部による前記計測は、前記位相変化算出部及び前記画像選択部の少なくとも１つが動作していないアイドル状態のときに行われてもよい。この場合、アイドル状態のときに計測が終了しているため、直ちに被測定面の形状測定を開始することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の干渉縞計測方法及び干渉計によれば、コンピュータのハードウェアの性能や負荷状況の変化等により画像取り込み速度が変化した場合でも、解析に必要な枚数の干渉縞画像を取得することができ、常に精度の高いフリンジスキャニング解析をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の干渉計１の構成を示す図である。干渉計１は、本実施形態の干渉縞測定方法を実行するものであり、レーザ光源１０と、干渉縞を取得するための干渉計測光学系２０と、干渉縞画像を撮像する撮像部３０と、参照面を移動させる圧電素子（参照面移動機構）４０と、圧電素子４０の動作を制御するコントローラ５０と、干渉計１全体の制御を行うパソコン６０とを備えている。
【００１５】
レーザ光源１０は、干渉縞を形成するためのコヒーレント光を射出する光源で、本実施形態では、波長λのレーザ光を発散光として射出する光源を採用している。
干渉計測光学系２０は、レーザ光源１０の射出した発散光を平行光に変換するコリメートレンズ２１と、平行光を導くビームスプリッタ２２と、参照面を有するフィゾーレンズ２３とを備えている。
【００１６】
レーザ光源１０から射出された発散光Ｌ１は、コリメートレンズ２１によって平行光Ｌ２とされてビームスプリッタ２２に入射される。ビームスプリッタ２２は、平行光Ｌ２を反射してフィゾーレンズ２３の光軸上に導くとともに、フィゾーレンズ２３側から入射する後述の被測定面反射光Ｌ３、参照面反射光Ｌ４を透過する。
【００１７】
フィゾーレンズ２３は、光軸上に入射された平行光Ｌ２の一部をフィゾー面（参照面）２３Ａで反射して、参照面反射光（参照光）Ｌ４を形成し、光軸上に入射された平行光Ｌ２の他の部分を透過光Ｌ５として透過し、かつ集光するレンズである。フィゾー面２３Ａの形状は、被測定面１００の理想的な形状に併せて精度よく仕上げられている。
【００１８】
被測定面１００は、少なくとも被測定面１００の面形状の測定を行う際には、被測定面１００の光軸をフィゾーレンズ２３の光軸に一致させるとともに、被測定面１００の曲率中心がフィゾーレンズ２３による透過光Ｌ５の集光位置に一致するように配置される。このような配置を実現するため、フィゾーレンズ２３と被測定面１００とは、不図示の移動機構により相対的な位置関係が調整可能となっている。
【００１９】
被測定面１００に入射された透過光Ｌ５は、被測定面反射光Ｌ３として反射される。このとき、被測定面１００、フィゾーレンズ２３の光軸が一致するとともに、被測定面１００の曲率中心がフィゾーレンズ２３の集光位置に一致しているため、透過光Ｌ５の光線が被測定面１００の法線に沿って入射し、被測定面反射光Ｌ３は、透過光Ｌ５と同一の光路を逆進してフィゾーレンズ２３に再入射し、ビームスプリッタ２２に向けて透過される。
【００２０】
したがって、被測定面反射光Ｌ３、参照面反射光Ｌ４は、いずれも、同一の光束である平行光Ｌ２がフィゾー面２３Ａによって分割されて形成された光束である。そして、被測定面反射光Ｌ３は、被測定面１００で反射されることで被測定面の形状に応じて波面が変化した測定光となっている。一方、参照面反射光Ｌ４は、フィゾー面２３Ａで反射されることでフィゾー面の形状に対応した波面を有する参照光となっている。また、被測定面反射光Ｌ３は、被測定面１００で反射されて同一光路を逆進することで、参照面反射光Ｌ４に対して、フィゾー面２３Ａと被測定面１００との間の光路長の２倍の光路差を有している。そのため、被測定面反射光Ｌ３と参照面反射光Ｌ４とは、フィゾー面２３Ａ上で被測定面１００とフィゾー面２３Ａとの間の形状誤差に対応する光路差による干渉縞を形成する。
【００２１】
このように、コリメートレンズ２１、ビームスプリッタ２２、およびフィゾーレンズ２３は、フィゾー型の干渉計を構成し、これらによって、同一の光束を被測定面で反射または透過された測定光と、参照面の形状に対応した波面を有する参照光とに分割し、測定光と参照光とにより干渉縞を形成する干渉計測光学系２０が構成されている。
なお、本実施形態では、干渉計測光学系２０によってフィゾー型の干渉計が構成されている例を説明しているが、これに代えて、トワイマングリーン型等の他の干渉計が干渉計測光学系によって構成されてもよい。
【００２２】
撮像部３０は撮像素子としてのＣＣＤ３１と、ＣＣＤ３１に干渉縞を結像させる集光レンズ３２とを備えている。
ＣＣＤ３１は、撮像面３１Ａ上に結像された干渉縞画像を所定のビデオレートで光電変換する撮像素子である。ビデオレートとしては、必要に応じて適宜の値を採用することができるが、例えば、３０ｆｐｓのものを好適に採用することができる。ＣＣＤ３１は、パソコン６０に電気的に接続されており、パソコン６０によって撮像動作を制御される。撮像された画像信号はパソコン６０に送出される。
集光レンズ３２は、上述した被測定面反射光Ｌ３、参照面反射光Ｌ４による干渉縞を、ＣＣＤ３１の撮像面３１Ａ上に結像する位置に配置されている。
【００２３】
圧電素子４０は、フィゾー面２３Ａ上における被測定面反射光Ｌ３と参照面反射光Ｌ４との間の光路差を微小量ずつ変化させるために、フィゾーレンズ２３を光軸に沿って移動するものであり、ピエゾ素子等を好適に採用することができる。圧電素子４０の移動量は、圧電素子４０に電気的に接続されたコントローラ５０によって印加電圧を変化させることで制御される。
【００２４】
コントローラ５０は、パソコン６０からの制御信号に基づいて、圧電素子４０に印加する電圧を制御し、圧電素子４０の伸縮量を制御するものであり、図２にブロックで示すように、演算部５１、タイマー５２、Ｄ／Ａ変換部５３、およびアンプ部５４を備えている。
演算部５１は、パソコン６０から送出される立ち上がり時間、指令電圧の制御信号に応じて、立ち上がり時間内に印加電圧を０Ｖから指令電圧まで直線的に増大する印加電圧データを生成（演算）し、パソコン６０からの移動開始信号によって、印加電圧データを順次Ｄ／Ａ変換部５３に供給する。タイマー５２は、演算部５１から適宜周期で印加電圧データを送出するための基準クロックを供給する。Ｄ／Ａ変換部５３は、演算部５１によって供給される印加電圧データを電圧信号に変換する。この電圧信号は、アンプ部５４により増幅されて、圧電素子４０を駆動する印加電圧として圧電素子４０に出力される。
このように構成されたコントローラ５０は、パソコン６０からの移動開始信号に応じて、圧電素子４０を一定方向に連続的に駆動する印加電圧を供給することができる。
【００２５】
パソコン６０の機能ブロック構成は、図２に示す通りであり、画像取得部６１、演算処理部（制御部）６２、移動制御部６３、画像記憶部６４、及び表示部６５を備えている。
画像取得部６１は、ＣＣＤ３１から送出される画像信号を、演算処理部６２から指示されたタイミングで画像フレームごとに取り込んで輝度データに変換し、２次元の画像データとして演算処理部６２に送出する。画像取得部６１の画像取得速度は、演算処理部６２によって所定の速度に設定されるが、詳細については後述する。
【００２６】
演算処理部６２は、画像取得部６１から送出される画像データを、取り込み順序の情報とともに画像記憶部６４に記憶するとともに、画像記憶部６４に記憶された画像データに演算処理を施して、干渉縞の解析を行い、被測定面１００の形状を算出するものである。算出された被測定面１００の形状は、必要に応じてこの解析に伴うグラフや中間演算結果などとともに、表示部６５に表示可能である。
また、演算処理部６２は、移動制御部６３を介して、コントローラ５０に立ち上がり時間、指令電圧の情報を送出して圧電素子４０の伸縮量の条件設定を行い、移動開始信号を送出する。また、移動制御部６３では、コントローラ５０によるフィゾーレンズ２３の移動が終了したことを検知して演算処理部６２に通知し、その後、圧電素子４０を初期状態に復帰させる。
【００２７】
上記のように構成された干渉計１の使用時の動作について説明する。
測定前の準備として、ユーザは、測定のために最良の干渉縞が得られるように、フィゾーレンズ２３と被測定面１００との相対位置を調整する。そして、パソコン６０を操作して、フリンジスキャン干渉縞計測（以下、単に「干渉縞計測」と称する。）の開始を指示する。
【００２８】
図３は、本実施形態の干渉縞計測方法の流れを示すフローチャートである。この干渉縞計測方法は、画像取得部６１の画像取得速度を設定するための画像取得速度計測工程Ｓ１０と、被測定面１００の形状算出に用いるための候補画像を取得する候補画像取得工程Ｓ２０と、各候補画像の輝度データを用いて各候補画像の位相変化を算出する位相変化算出工程Ｓ３０と、候補画像の中から形状算出に用いる解析画像を選択する画像選択工程Ｓ４０と、解析画像を用いて被測定面１００の形状算出を行う形状算出工程Ｓ５０とを備えている。
【００２９】
まず、画像取得速度計測工程Ｓ１０において、演算処理部６２は、ＣＣＤ３１及び画像取得部６１を制御し、一定時間、例えば１秒間画像の取り込みを行う。この取り込みにおいては、演算処理部６２の指令する画像取得速度は、理論的上限であるＣＣＤ３１あるいは画像取得部を構成する画像入力ボード等のフレームレートに設定される。なお、この取り込みは画像取得速度を計測するためのものであるので、干渉縞画像が取得される必要はなく、その時点で撮像素子に結像しているものであれば、特に制限なく取り込んでよい。
【００３０】
画像の取り込みが終了した後、演算処理部６２は、画像取得部６１の画像取得速度を算出する。すなわち、一定時間Ｔ（秒）にｍ（枚）の画像が取得された場合、画像取得速度Ｓ（枚／秒）は、ｍ／Ｔで表される。
画像取得部６１の画像取得速度はパソコン６０の負荷状況等によって随時変化するため、演算処理部６２が、上述のフレームレートに設定して画像取得部６１に画像取り込みをさせても、予定の数の画像が取得されるとは限らない。画像取得速度計測工程Ｓ１０において、その時点での画像取得速度が計測されるため、演算処理部６２は、当該画像取得速度に基づいて、続く候補画像取得工程Ｓ２０における動作制御を行う。
【００３１】
次に、候補画像取得工程Ｓ２０において、演算処理部６２は、移動制御部６３及びコントローラ５０を介して圧電素子４０に電圧を印加し、フィゾーレンズ２３を参照光の光軸に沿って所定の距離Ｌだけ移動させる。フィゾーレンズ２３の移動、すなわち参照面２３Ａの移動と並行して、演算処理部６２は、ＣＣＤ３１及び画像取得部６１を制御して所定のｍ個の候補画像を取得する。この候補画像は形状算出工程Ｓ５０において使用するｎ個の解析画像を抽出するための候補となるものであり、取得された候補画像は画像記憶部６４に送られる。
候補画像の数ｍ及び解析画像の数ｎはユーザが設定してもよいし、演算処理部６２に予め設定しておいてもよい。また、フィゾーレンズ２３の移動距離Ｌの設定の仕方は、上述した特許文献１と同様であり、例えばレーザ光源１０から射出される発散光Ｌ１の波長をλとした時に、｛(λ/4)・（n-1）｝/2に設定することができる。
【００３２】
また、演算処理部６２は、候補画像取得工程Ｓ２０における画像取得部６１の画像取得速度Ｓを、画像取得速度計測工程Ｓ１０における計測結果に基づいて所定速度Ｓ１に設定する。具体的には、当該計測結果がその時点における画像取得部の画像取得速度の上限であると推定できるので、当該計測結果の値に所定速度Ｓ１を設定すればよい。
【００３３】
所定速度Ｓ１及び候補画像の数ｍが決まると、候補画像の取得に要する時間Ｔ１はＳ１とｍの積として定まる。そして、時間Ｔ１で参照面２３Ａを移動距離Ｌだけ移動させる必要があるため、参照面２３Ａの移動速度Ｓ２は、ＬとＴ１との商として定まる。このようにして画像取得部６１の画像取得速度Ｓ１及び参照面２３Ａの移動速度Ｓ２が算出されるので、演算処理部６２は、これらの速度で画像取得部６１及び参照面２３Ａが動作するように各部を制御する。
【００３４】
このように画像取得部６１と参照面２３Ａとがマッチングされた状態で候補画像の取得が行われるので、画像取得部６１の負荷状況が変化しても、輝度の位相１周期分に対応する所望の枚数の候補画像が、常に候補画像取得工程Ｓ２０において取得される。
【００３５】
候補画像取得後の流れは、特許文献１に記載の干渉縞計測方法と概ね同様であるので、ここでは簡潔に説明する。
ステップＳ３０の位相変化算出工程において、画像記憶部６４から候補画像が呼び出され、演算処理部６２によってそれぞれの候補画像上の共通位置である輝度算出位置における輝度が取得される。取得された輝度は時系列順（取得順）に並べられ、例えば正弦波等を用いて輝度の位相変化や当該位相変化に対する近似曲線が算出される。すなわち、演算処理部６２は、位相変化を算出する位相変化算出部としても機能する。
【００３６】
次にステップＳ４０の画像選択工程において、演算処理部６２は、例えば特許文献１に記載の基準にしたがって、ステップＳ３０で算出された位相変化や近似曲線にもとづいて、形状測定に好適に使用可能なｎ個の解析画像を選択する。すなわち、演算処理部６２は、解析画像を選択する画像選択部としても機能する。
【００３７】
ステップＳ５０の形状算出工程においては、画像選択工程Ｓ４０で選択された解析画像を用いて、演算処理部６２が５パケット法や７パケット法等の公知の方法から適宜選択した演算処理を行い、被測定面の形状を算出する。必要に応じて当該算出結果が表示部６５に表示されてもよい。
こうして、本実施形態の干渉縞計測方法による干渉縞計測が終了する。
【００３８】
本実施形態の干渉計１によれば、演算処理部６２が画像取得部６１の画像取得速度を予め計測し、その計測結果に基づいて画像取得速度が所定速度Ｓ１に設定され、所定速度Ｓ１と候補画像の取得数ｍとに基づいて参照面２３Ａを有するフィゾーレンズ２３の圧電素子４０による移動速度Ｓ２が決定される。そして、参照面２３Ａは、移動速度Ｓ２で所定距離Ｌを移動するため、候補画像の輝度の位相分布１周期の中に、常にｍ枚の候補画像が互いに略同一の位相差分の間隔を有して分布した状態で取得される。
【００３９】
したがって、パソコン６０の外部環境や内部の動作状況等によって画像取得部６１に対する負荷が変化し、フレームレートでは正常な画像取得が困難となっているような場合であっても、当該状況を反映した画像取得速度で確実に所望のｍ枚の候補画像を取得し、形状算出に好適に使用可能な解析画像を抽出して、形状算出の精度を一定のレベルに保つことができる。
【００４０】
本実施形態の干渉縞計測方法において、画像取得速度計測工程Ｓ１０のタイミングは特に限定されず、任意のタイミングで行うことができる。例えば、候補画像取得工程Ｓ２０の直前に、演算処理部６２が画像取得速度計測工程Ｓ１０を実行した場合、画像取得部６１に対する直近の負荷状況を反映した画像取得速度を計測することができるので、所定速度Ｓ１をより現状に即した値に設定することができる。
【００４１】
また、演算処理部６２が位相変化算出部及び画像選択部として機能していない、いわゆるアイドル状態のときに画像取得速度計測工程Ｓ１０を行っておくと、干渉計１による形状算出に負荷を掛けることなく画像取得速度を計測することができ、干渉縞測定の所用時間も短縮することができる。
【００４２】
あるいは、干渉計１の起動時にのみ画像取得速度計測工程Ｓ１０を実行し、その後の形状算出においては、常に起動時の計測結果に基づいて画像取得部の画像取得速度を設定することによって、干渉計１による形状算出の所要時間が短縮されるように構成してもよい。
【００４３】
さらに、所定速度Ｓ１が設定された候補画像取得工程Ｓ２０における実際の画像取得速度と、画像取得速度計測工程Ｓ１０における画像取得速度とを比較し、両者が異なる場合に、所定速度Ｓ１を修正する工程（画像取得速度修正工程）を設けてもよい。このようにすると、連続して形状算出を行うような場合でも、常に画像取得速度を最適化しつつ行うことができる。この場合の修正速度は、候補画像取得工程Ｓ２０における実際の画像取得速度に基づいて設定されてもよいし、形状算出工程Ｓ５０の終了後に再度画像取得速度を計測し、当該計測結果に基づいて設定されてもよい。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４５】
例えば、上述の実施形態においては、演算処理部６２が位相変化算出部及び画像選択部としても機能する干渉計の例を説明したが、これに代えて、これらを別々のハードウェアやプログラムが行うように干渉計が構成されてもよい。この場合、位相変化算出部及び画像選択部の少なくとも１つがアイドル状態であるときに制御部が画像取得部の画像取得速度を計測するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態においては、参照面移動機構として圧電素子が用いられた例を説明したが、例えば使用波長の１〜２波長程度の範囲で参照面を微小量ずつ移動できれば、圧電素子以外の構成が採用されても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態の干渉計の構成を示す図である。
【図２】同干渉計のコントローラ及びパソコンの機能構成を示すブロック図である。
【図３】同干渉計による干渉縞計測方法の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１  干渉計
２０  干渉計測光学系
２３Ａ  フィゾー面（参照面）
３０  撮像部
４０  圧電素子（参照面移動機構）
６１  画像取得部
６２  演算処理部（制御部、位相変化算出部、画像選択部）
１００  被測定面
Ｌ３  被測定面反射光（測定光）
Ｌ４  参照面反射光（参照光）
Ｓ１０  画像取得速度計測工程
Ｓ２０  候補画像取得工程
Ｓ３０  位相変化算出工程
Ｓ４０  画像選択工程
【図１】
2010127886.tif 000003
【図２】
2010127886.tif 000004
【図３】
2010127886.tif 000005