(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を出力する光源と、
前記光源から出力された白色光を、参照ミラーを有する参照光路と測定対象物を配置した測定光路とに分岐させ、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光とを合成波として出力させる対物レンズ部と、
前記参照光路又は前記測定光路のいずれか一方の光路長を変化させる光路長可変手段と、
前記対物レンズ部から出力された合成波の干渉画像を撮像する撮像手段と、
を備えた光干渉測定装置であって、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる位相差制御部材と、
前記撮像手段により撮像された干渉画像に基づいて、光路差ゼロの位置において発生した暗の干渉縞のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
を備え、
前記対物レンズ部は、前記光源から出力された白色光を、前記参照光路と前記測定光路とに分岐させるビームスプリッタを備え、
前記位相差制御部材は、前記ビームスプリッタに付設され、
前記測定光路を通過する光は、前記位相差制御部材を２回透過することによって位相が１８０°反転されることを特徴とする光干渉測定装置。
【請求項２】
白色光を出力する光源と、
前記光源から出力された白色光を、参照ミラーを有する参照光路と測定対象物を配置した測定光路とに分岐させ、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光とを合成波として出力させる対物レンズ部と、
前記参照光路又は前記測定光路のいずれか一方の光路長を変化させる光路長可変手段と、
前記対物レンズ部から出力された合成波の干渉画像を撮像する撮像手段と、
を備えた光干渉測定装置であって、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる位相差制御部材と、
前記撮像手段により撮像された干渉画像に基づいて、光路差ゼロの位置において発生した暗の干渉縞のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
を備え、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーはガラスプレート上に搭載して備えられ、
前記位相差制御部材は、前記ガラスプレートの下面に付設され、
前記参照光路を通過する光は、前記位相差制御部材を２回透過することによって位相が１８０°反転されることを特徴とする光干渉測定装置。
【請求項３】
前記位相差制御部材は、誘電多層膜を含んだ薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光干渉測定装置。
【請求項４】
前記誘電多層膜には、金属膜が積層されることを特徴とする請求項３に記載の光干渉測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光干渉測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光の干渉によって生じる干渉縞の輝度情報を用いて例えば測定対象物の三次元形状などを精密に測定する三次元形状測定装置などの光干渉測定装置が知られている。この光干渉測定装置においては、光源に広帯域光（白色光等）を用いる手法が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図９（ａ）（ｂ）は、光源に広帯域光を用いて得られる干渉縞の一例である。図９（ａ）は、各波長の干渉縞の輝度であり、図９（ｂ）は、合成された干渉縞の輝度である。
図９（ａ）（ｂ）に示すように、光源に広帯域光を用いた場合、ピント位置では各波長の干渉縞のピークが重なり合い合成される干渉縞の輝度が大きくなるが、ピント位置から離れるにつれて各波長の干渉縞のピーク位置のずれが大きくなり、次第に合成される干渉縞の輝度の振幅が小さくなっていく。
従って、この光干渉測定装置では、視野内の各位置で輝度がピークとなる位置を検出することで、例えば測定対象物の三次元の形状などを測定することができる。
【０００３】
このような光干渉測定装置で用いられる干渉対物レンズには、主にマイケルソンタイプ、及びミロータイプがあり、干渉対物レンズの倍率によって低倍率の干渉対物レンズにはマイケルソンタイプが、高倍率の干渉対物レンズにはミロータイプが一般的に用いられている。
【０００４】
図１０は、ミロータイプの干渉対物レンズの基本構成を示す模式図である。
図１０に示すように、ミロータイプの干渉対物レンズの場合、干渉対物レンズから出射した光は、ビームスプリッタによって、参照ミラーを有する参照光路（図中の破線）と測定対象物を配置した測定光路（図中実線）とに分岐され、その後、参照ミラーからの反射光（参照光）と測定対象物からの反射光とが合波される。
ここで、ピント位置、即ち参照光と反射光の光路長が等しいとき、それぞれの光は、図１１（ａ）に示すように、位相がそろった光波となる。
このため、ピント位置における参照光と反射光との干渉は、各光波が強めあい、図１１（ｂ）のような干渉波となる。このような光学系における実際の干渉縞の様子を図１１（ｃ）に示す。図１１（ｃ）では、ピント位置に明の０次干渉光が観察され、その周辺に明の１次干渉光が観察される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４８９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような光干渉測定装置において、図１２のように、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定しようとした場合、視野内に反射率の高い部分（高反射率部）と低い部分（低反射率部）が含まれるため、視野内の各部で必要な光量が異なることとなる。
ここで、図１３（ａ）は、高反射率部に合わせて光量を調節した場合に得られる干渉縞のコントラストを示し、図１３（ｂ）は、低反射率部に合わせて光量を調節した場合に得られる干渉縞のコントラストを示す一例である。なお、図１３（ａ）（ｂ）では、高反射率部の干渉縞を実線で示し、低反射率部の干渉縞を破線で示している。
図１３（ａ）に示すように、高反射率部に合わせて光量を調節すると、低反射率部では干渉縞の輝度が低くなり、ピーク位置の検出が困難となる。
また、図１３（ｂ）に示すように、低反射率部に合わせて光量を調節すると、高反射率部の輝度が撮像素子の許容範囲を超えサチュレーションを起こしてしまう場合がある。
このため、従来、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定する場合には、異なる光量で２回測定を実施し、その後データを合成する等の処理が必要となり、スループットの低下につながるという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定する場合でも、容易に測定を行える光干渉測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
白色光を出力する光源と、
前記光源から出力された白色光を、参照ミラーを有する参照光路と測定対象物を配置した測定光路とに分岐させ、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光とを合成波として出力させる対物レンズ部と、
前記参照光路又は前記測定光路のいずれか一方の光路長を変化させる光路長可変手段と、
前記対物レンズ部から出力された合成波の干渉画像を撮像する撮像手段と、
を備えた光干渉測定装置であって、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる位相差制御部材と、
前記撮像手段により撮像された干渉画像に基づいて、光路差ゼロの位置において発生した暗の干渉縞のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
を備え、
前記対物レンズ部は、前記光源から出力された白色光を、前記参照光路と前記測定光路とに分岐させるビームスプリッタを備え、
前記位相差制御部材は、前記ビームスプリッタに付設され、
前記測定光路を通過する光は、前記位相差制御部材を２回透過することによって位相が１８０°反転されることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、
白色光を出力する光源と、
前記光源から出力された白色光を、参照ミラーを有する参照光路と測定対象物を配置した測定光路とに分岐させ、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光とを合成波として出力させる対物レンズ部と、
前記参照光路又は前記測定光路のいずれか一方の光路長を変化させる光路長可変手段と、
前記対物レンズ部から出力された合成波の干渉画像を撮像する撮像手段と、
を備えた光干渉測定装置であって、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーからの反射光と前記測定対象物からの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる位相差制御部材と、
前記撮像手段により撮像された干渉画像に基づいて、光路差ゼロの位置において発生した暗の干渉縞のピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
を備え、
前記対物レンズ部において、前記参照ミラーはガラスプレート上に搭載して備えられ、
前記位相差制御部材は、前記ガラスプレートの下面に付設され、
前記参照光路を通過する光は、前記位相差制御部材を２回透過することによって位相が１８０°反転されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光干渉測定装置において、
前記位相差制御部材は、誘電多層膜を含んだ薄膜であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光干渉測定装置において、
前記誘電多層膜には、金属膜が積層されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させ、当該暗の干渉縞のピーク位置を検出することとなる。このとき、検出する暗の干渉縞のピーク位置はサチュレーションを起こさないため、高反射率部及び低反射率部を含む測定対象物であっても一度でピーク位置を検出することができる。
よって、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定する場合でも、容易に測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の光干渉測定装置としての三次元形状測定装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１の三次元形状測定装置における対物レンズ部の構成を示す要部拡大図である。
【図３】図１の三次元形状測定装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、参照光及び反射光の光波を示す図であり、（ｂ）は、参照光及び反射光の干渉を示す図であり、（ｃ）は、実際の干渉縞を示す一例である。
【図５】図１の三次元形状測定装置によって得られる干渉縞のコントラストを示す図である。
【図６】変形例１の三次元形状測定装置の対物レンズ部の構成を示す要部拡大図である。
【図７】実施例２の三次元形状測定装置の対物レンズ部の構成を示す要部拡大図である。
【図８】第２実施形態の三次元形状測定装置の対物レンズ部の構成を示す模式図である。
【図９】白色光により干渉縞が発生する原理を説明するための図である。
【図１０】ミロータイプの干渉対物レンズの基本構成を示す模式図である。
【図１１】（ａ）は、従来の装置による参照光及び反射光の光波を示す図であり、（ｂ）は、従来の装置による参照光及び反射光の干渉を示す図であり、（ｃ）は、従来の装置による実際の干渉縞を示す一例である。
【図１２】反射率の異なる箇所が存在する測定対象物の測定を示す概念図である。
【図１３】従来の装置によって得られる干渉縞のコントラストを示す図であり、（ａ）は、高反射率部に合わせて光量を調節した場合に得られる干渉縞のコントラストを示す一例であり、（ｂ）は、低反射率部に合わせて光量を調節した場合に得られる干渉縞のコントラストを示す一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図を参照して、本発明にかかる光干渉測定装置としての三次元形状測定装置（以下、形状測定装置と称する。）について、詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
本実施形態における形状測定装置１は、ミロータイプの光学ヘッドを用いたものである。
この形状測定装置１は、図１に示すように、光出射部１０と、光学ヘッド部２０、対物レンズ部３０と、結像レンズ４１と、撮像部４０と、駆動機構部５０と、表示部６０と、制御部７０と、測定対象物（被測定部）Ｗを載置するためのステージＳと、を備える。
【００１７】
光出射部１０は、広帯域に亘る多数の波長成分を有しコヒーレンシーの低い広帯域光を出力する光源を備え、例えば、ハロゲンやＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの白色光源が用いられる。
【００１８】
光学ヘッド部２０は、ビームスプリッタ２１と、コリメータレンズ２２とを備えている。光出射部１０から出射した光は、対物レンズ部３０の光軸Ｌと直角の方向から、コリメータレンズ２２を介してビームスプリッタ２１に平行に照射され、ビームスプリッタ２１からは光軸Ｌに沿った光が出射されて、対物レンズ部３０に対して上方から平行ビームが照射される。
【００１９】
対物レンズ部３０は、図２に示すように、同一光軸Ｌ上に上方から順に、対物レンズ３１と、参照ミラー３２付きガラスプレート３３と、位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５と、ビームスプリッタ３５を載置するガラスプレート３６と、を備えて構成されている。対物レンズ部３０の下方には、測定対象物Ｗが、ステージＳに載置されて配されている。
【００２０】
ここで、図２を用いて、対物レンズ部３０上方から、光学ヘッド部２０を介して平行ビームが対物レンズ３１に入射したことを想定して、干渉動作を説明する。なお、図２中の矢印に沿った光路を用いて説明するが、実際、干渉は光軸Ｌに対して回転対称に起こる。
まず、入射光は対物レンズ３１で収束光となり、位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５に入射する。ここで、入射光は、参照ミラー３２を有する参照光路（図２中破線）を進む反射光と、測定対象物Ｗを配置した測定光路（図２中実線）を進む透過光とに分岐する。
反射光は、収束して参照ミラー３２で反射され、その後、位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５で反射される。一方、透過光は、収束して測定対象物Ｗの一点を照射し、そこで反射されて位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５に入射して透過する。ここで、参照ミラー３２からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光とは位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５により合波されて合成波となる。
合成波は、対物レンズ３１で平行ビームになり上方へ進み、結像レンズ４１に入射する（図１中一点鎖線）。このとき、参照光路（光路1＋光路２）と、測定光路（光路３＋光路４）の光路長が等しいときに、干渉縞が発生する。
その後、合成波は、結像レンズ４１で収束して撮像部４０に入射し、撮像部４０上に結像して干渉画像を形成する。干渉画像は制御部７０に取り込まれて画像処理が施される。
【００２１】
このような対物レンズ部３０において、上記したように、ビームスプリッタ３５には、位相差制御部材３４が備えられた構成である。
位相差制御部材３４は、例えば、ＴｉＯ２などの誘電多層膜を含んだ薄膜であり、透過する光の位相を９０°反転させる。
本実施形態においては、位相差制御部材３４がビームスプリッタ３５に付設されているため、測定光路を通過する光は、位相差制御部材３４を２回透過することとなり、これによって位相が１８０°反転されるようになっている。
従って、ピント位置、即ち参照ミラー３２からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光の光路長が等しいとき、それぞれの光は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、互いに逆相の光波となり、ピント位置においては互いに弱め合うため、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞が発生することとなる。
このように、位相差制御部材３４は、対物レンズ部３０において、参照ミラー３２からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる機能を有するものである。
【００２２】
撮像部４０は、撮像手段を構成するための２次元の撮像素子からなるＣＣＤカメラ等であり、対物レンズ部３０から出力された合成波（測定対象物Ｗからの反射光と参照ミラー３２からの反射光）の干渉画像を撮像するものである。
撮像部４０により撮像された干渉画像の画像データは電気信号として制御部７０に取り込まれ、所定の画像処理が施された後、表示部６０上に表示される。
【００２３】
駆動機構部５０は、制御部７０からの移動指令によって、光学ヘッド２０を光軸Ｌ方向に移動させる。
対物レンズ３１のフォーカス位置は、測定対象物Ｗの表面の所定位置に設定されている。
ここで、図２において、位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５から参照ミラー３２までの距離をｄ１、位相差制御部材３４付きビームスプリッタ３５からフォーカス位置までの距離をｄ２とすると、ｄ１＝ｄ２の位置において光路長差０となる。
従って、駆動機構部５０は、測定に際しては、光路長差０（ｄ1＝ｄ2）となるように、光学ヘッド２０を光軸Ｌ方向に移動させることでｄ2の距離を調整する。
なお、上記では光学ヘッド２０を移動させる場合を例示して説明したが、ステージＳを移動させることでｄ2の距離を調整する構成としても良い。
また、ビームスプリッタ３５から参照ミラー３２までの距離ｄ１を可変とする構成としても良い。
このように、駆動機構部５０は、光路長可変手段として、参照光路又は測定光路の何れか一方の光路長を変化させる。
【００２４】
表示部６０は、例えば、パーソナルコンピュータなどの搭載されるモニタ等であり、制御部７０に取り込まれ、所定の画像処理が施された干渉画像の画像データなどを表示する。
【００２５】
制御部７０は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７１、ＲＡＭ（Random Access Memory）７２、記憶部７３、等を備えている。
【００２６】
ＣＰＵ７１は、例えば、記憶部７３に記憶されている各種処理プログラムに従って、各種の制御処理を行う。
【００２７】
ＲＡＭ７２は、ＣＰＵ７１により演算処理されたデータを格納するワークメモリエリアを形成している。
【００２８】
記憶部７３は、例えば、ＣＰＵ７１によって実行可能なシステムプログラムや、そのシステムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、ＣＰＵ７１によって演算処理された各種処理結果のデータなどを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶部７３に記憶されている。
【００２９】
具体的には、記憶部７３には、例えば、撮像データ記憶部７３１、ピーク位置検出プログラム７３２等が記憶されている。
【００３０】
撮像データ記憶部７３１は、撮像部４０により撮像された干渉画像の画像データを複数枚のフレームとして記憶するものである。
なお、撮像データ記憶部７３１に記憶された画像データは、例えば撮像部４０の感度特性等の影響を排除するため、予め作成された補正テーブル等により、干渉強度値などを適正に補正されて、記憶される。
【００３１】
ピーク位置検出プログラム７３２は、例えば、ＣＰＵ７１に、撮像部４０により撮像された干渉画像に基づいて、光路差ゼロの位置において発生した暗の干渉縞のピーク位置を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的に、ＣＰＵ７１は、干渉縞が発生した場合、その干渉縞の強度変化から最少強度を示す位置を光路差ゼロの位置として検出する。
ＣＰＵ７１は、かかるピーク位置検出プログラム７３２を実行することで、ピーク位置検出手段として機能する。
【００３２】
次に、本実施形態の形状測定装置１によるピーク位置検出処理について詳細に説明する。
まず、ステージＳ上に測定対象物Ｗを搭載し、測定対象物Ｗと対物レンズ部３０間の距離を駆動機構部５０により調整し、そのピント位置を、上述のような原理にて発生した干渉縞を認識することで検出する。
このとき、形状測定装置１においては、ビームスプリッタ３５に、透過光の位相を９０°変化させる位相差制御部材３４を備えている。
そのため、ピント位置、即ち参照ミラーから反射した反射光（参照光）と、測定対象物Ｗからの反射光との光路長が等しいとき、それぞれの光は、図４（ａ）に示すように、位相が互いに１８０°ずれた光波となる。そして、位相が１８０°ずれているため互いに弱めあい、図４（ｂ）のような干渉波となる。
このような光学系における実際の干渉縞の様子を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）では、ピント位置に暗の０次干渉光が観察され、その周辺に暗の１次干渉光が観察される。
【００３３】
ここで、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定した場合を考える。
図５は、本実施形態の形状測定装置１を用いて、低反射率部に合わせて光量を調節した場合に得られる干渉縞のコントラストを示す一例である。なお、図５では、高反射率部の干渉縞を実線で示し、低反射率部の干渉縞を破線で示している。
図５に示すように、形状測定装置１によれば、低反射率部に光量を調節すると、高反射率部はサチュレーションを起こす部分があるが、検出する暗部のピーク位置はサチュレーションを起こさないため、高反射率部及び低反射率部ともに検出が可能であることわかる。
即ち、縞の白黒を反転させると、反射率が違うところがある対象に対しても測定ができる。
【００３４】
以上のように、本実施形態の形状測定装置１によれば、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させ、当該暗の干渉縞のピーク位置を検出することとなる。このとき、検出する暗の干渉縞のピーク位置はサチュレーションを起こさないため、高反射率部及び低反射率部を含む測定対象物であっても一度でピーク位置を検出することができる。
よって、反射率の異なる箇所が存在する測定対象物を測定する場合でも、容易に測定を行うことができる。
【００３５】
また、本実施形態の形状測定装置１によれば、位相差制御部材３４は、誘電多層膜を含んだ薄膜である。このため、ビームスプリッタ３５に誘電多層膜を含んだ薄膜を付設するだけで光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる構成とすることができ、設置が容易である。
【００３６】
また、本実施形態の形状測定装置１によれば、対物レンズ部３０は、光出射部１０から出力された広帯域光を、参照光路と測定光路とに分岐させるビームスプリッタ３５を備え、
位相差制御部材３４は、ビームスプリッタ３５に付設され、測定光路を通過する光は、位相差制御部材３４を２回透過することによって位相が１８０°反転されるようになっている。
このため、ビームスプリッタ３５に位相差制御部材３４を付設するだけで光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる構成とすることができ、設置が容易である。
【００３７】
（変形例１）
変形例１の対物レンズ部３０Ａは、その基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、図６に示すように、位相差制御部材３４Ａが、誘電多層膜に金属膜を積層して構成されている。
対物レンズ部３０Ａでは、この位相差制御部材３４Ａにより、参照ミラー３２から反射した反射光と、測定対象物Ｗからの反射光との偏光状態をそろえることが可能となり、干渉縞のコントラストを向上させることができる。
従って、変形例１によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、干渉縞の暗部をより黒くすることができるため、より高精度な測定が可能となる。
【００３８】
（変形例２）
変形例２の対物レンズ部３０Ｂは、その基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、図７に示すように、位相差制御部材３４Ｂが、参照ミラー３２側に備えられて構成されている。
具体的には、対物レンズ部３０Ｂにおいて、参照ミラー３２はガラスプレート３３上に搭載して備えられ、位相差制御部材３４Ｂは、ガラスプレート３３の下面に設けられ、参照光路を通過する光は、位相差制御部材３４Ｂを２回透過することによって位相が１８０°反転される。そして、参照ミラー３２から反射した反射光と、測定対象物Ｗからの反射光との光路長が等しいとき、それぞれの光は、互いに位相が１８０°ずれた光波となる。つまり、参照光路を進む光は、１回の透過で９０°位相のずれる誘電多層膜を備えたガラスプレート３３を２回透過するため、合計で１８０°位相のずれた光波となる。
従って、ピント位置における２つの光の干渉は、位相が互いに１８０°ずれているために弱めあった干渉波となる。
なお、ここで用いる位相差制御部材３４Ｂは、変形例１で示した誘電多層膜に金属膜を積層した構成としても良いのは勿論である。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の形状測定装置（図示省略）は、マイケルソンタイプの干渉対物レンズである対物レンズ部８０を備えて構成されている。
対物レンズ部８０は、図８に示すように、対物レンズ８１、プリズム８２、参照ミラー８３、等を備えて構成される。
対物レンズ部８０においては、上方から平行ビームが対物レンズ８１に入射した場合、入射光は対物レンズ８１で収束光となり、プリズム８２の内部の反射面８２１に入射する。ここで、入射光は、参照ミラー８３を有する参照光路（図中破線）を進む反射光と、測定対象物Ｗを配置した測定光路（図中実線）を進む透過光とに分岐する。
反射光は、収束して参照ミラー８３で反射され、更にプリズム８２の反射面８２１により反射される。一方、透過光は、収束して測定対象物Ｗで反射され、プリズム８２の反射面８２１を透過する。このとき、参照ミラー８３からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光とはプリズム８２の反射面８２１により合波されて合成波となる。
ここで、プリズム８２の反射面８２１には、位相差制御部材８４が形成されている。
このため、測定光路を進む透過光は、位相差制御部材８４を２回透過するため、位相が１８０°反転することとなる。従って、参照ミラー８３からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光は、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させることができる。
なお、位相差制御部材８４は、参照ミラー８３、又はプリズム８２の測定対象物Ｗと対向する面８２２に設けることとしても良い。
また、位相差制御部材は、第１実施形態で示した誘電多層膜であっても良いし、変形例１で示した誘電多層膜と金属膜との積層体であっても良い。
【００４０】
なお、上記実施形態１、２、変形例において、位相差制御部材は透過した光の位相を９０°反転させるものを例示して説明したが、「参照ミラーからの反射光と測定対象物からの反射光との位相差を制御し、光路差ゼロの位置において暗の干渉縞を発生させる」ことができるものであれば、如何なる構成でも本発明の範囲に含むことができる。例えば、１８０°反転させる部材を、参照ミラーに設けることとしても良いし、４５°反転させる部材を、二つ設けて各々２回透過させて１８０°反転させる構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、２  三次元形状測定装置（光干渉測定装置）
１０  光出射部（光源）
２０  光学ヘッド部
２１  ビームスプリッタ
２２  コリメータレンズ
３０、３０Ａ、３０Ｂ  対物レンズ部
３１  対物レンズ
３２  参照ミラー
３３  ガラスプレート
３４、３４Ａ、３４Ｂ  位相差制御部材
３５  ビームスプリッタ
４０  撮像部（撮像手段）
５０  駆動機構部（光路長可変手段）
６０  表示部
７０  制御部
７１  ＣＰＵ
７２  ＲＡＭ
７３  記憶部
７３１  撮像データ記憶部
７３２  ピーク位置検出プログラム（ピーク位置検出手段）
Ｓ  ステージ
Ｗ  測定対象物
【図１】
0005607392.tif 000002
【図２】
0005607392.tif 000003
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図４】
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【図１１】
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