(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色収差を有する対物レンズに対し、測定対象と反対側の共焦点に広帯域光源を配置し、測定対象からの反射光が戻るときの共焦点位置に空間フィルタを設けて透過させることにより、測定対象にプローブの焦点が合焦した波長の被測定光を抽出し、分光して該被測定光の波長を特定することにより、測定対象の位置を測定するクロマティックコンフォーカル方式の光学式変位計において、
コリメートされて一方向に伝播される前記被測定光を、その伝播方向Ｚと直交する２方向Ｘ、Ｙの直線偏光に分ける偏光子と、
該２方向の直線偏光を通過させて、光波長に応じた位相差を持つ楕円偏光とする波長板と、
該楕円偏光を、ＸＹ間の２つの方向の偏光成分に分ける偏光分離素子と、
各偏光成分の光量を検出する受光素子と、
該受光素子で検出した光量信号Ａ、Ｂを用いて、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行う演算回路とを備え、
対物レンズの色収差によるプローブの焦点位置の光波長特性と分光出力（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の光波長特性を相殺して直線性を改善したことを特徴とする光学式変位計。
【請求項２】
前記偏光分離素子の出側のコリメート光を、該コリメート光の光軸に垂直な断面積より小さな受光面を有する受光素子で受光することを特徴とする請求項１に記載の光学式変位計。
【請求項３】
前記偏光分離素子の出側のコリメート光を絞る手段を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の光学式変位計。
【請求項４】
前記コリメート光を絞る手段が集光手段であり、該集光手段の集光点に前記受光素子が配設されていることを特徴とする請求項３に記載の光学式変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式変位計に係り、特に、クロマティックコンフォーカル変位計の高分解能且つ高速応答化と小型化を図ることが可能な、被測定光の波長測定部分の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に全体構成を例示するクロマティックコンフォーカル変位計（特許文献１参照）は、次のような原理を利用している。即ち、光軸上色収差の大きい対物レンズ１２では、光波長（色）により、焦点距離が異なり、青色光は近く、赤色光は遠くに合焦する。前記対物レンズ１２に対し、測定対象であるワーク８と反対側の共焦点（色収差の補正されたコリメートレンズ１４の焦点位置）は色によらず共通と見做し、ここに、白色又は広帯域の点光源を配置すると、ワーク８の高さに応じて、ワーク８に合焦する色が１対１で変わる。そこで、ワーク８からの反射光が戻るときの共焦点位置にピンホール等の空間フィルタを設けて透過させれば、ワークに合焦した色の光を抽出できる。
【０００３】
そして、コンソール２０内の回折格子等の分光器２６を用いて、色（光波長）を特定することにより、色と１：１の関係にあるワーク８の高さ（変位）を測定できる。
【０００４】
一般的には光ファイバ３０を用い、白色光（広帯域光）をセンサヘッド１０の共焦点まで導いて、光ファイバ端面３０Ａのコアをピンホールに見立てて共焦点とし、コリメートレンズ１４に発散光を与える形をとることが多い。
【０００５】
ワーク反射後は、図２に例示する如く、ワーク８に照射された白色光のうち、ワーク８に合焦した色（図２では緑色光）の光が選択的に光ファイバ端面３０Ａの共焦点位置に集まり、光ファイバコア内に取り込まれ、光ファイバカプラ２４を経由して分光器２６へと導かれる。一方、他の色の光は、光ファイバ端面３０Ａのコアが、ピンホールと同等に入射する光を制限するように機能するため、コアの外周で蹴られて、光ファイバ３０内に入射することはない。
【０００６】
分光器２６は、光ファイバ３０内に戻った光の波長を検出し、その出力は、電子回路２８に入力されて処理される。
【０００７】
従来のクロマティックコンフォーカル変位計の光波長（色）を特定する分光部では、図３に例示する如く、光の回折現象を利用した回折格子や、屈折率の色分散を利用したプリズム等、空間的に色を分けて飛ばす光学素子２６Ａを用いていた。そして、Ｃ−ＭＯＳラインセンサ、ＣＣＤラインセンサ、フォトダイオードアレイ等のリニアアレイ状受光素子２６Ｂで光を受け、光の飛んだ方向を検出して、光波長を特定していた。図３において、２６Ｃは、光ファイバ３０から出たワーク反射光を平行光線化するための色収差の補正されたコリメートレンズである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２５６６７９号公報
【特許文献２】特公平１−１５８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、図３に例示したようなリニアアレイ状受光素子２６Ｂを使用した場合、高分解能化を実現するには、（１）受光エレメントのピッチが狭いこと、（２）受光エレメントの素子数が多いこと、（３）各受光エレメントのＳ／Ｎ比が良いことという条件を満足する必要が有る。
【００１０】
しかしながら、リニアアレイ状受光素子を使用しなければならないという制約の下では、高速且つ高分解能の実現は、次のとおり難しかった。
【００１１】
即ち、ＣＣＤラインセンサを用いた場合、受光エレメントのピッチは狭く、素子数は多く、Ｓ／Ｎも良いが、シリアル出力であるため、１ｋＨｚ以上の高速応答性の実現は難しい。
【００１２】
一方、Ｃ−ＭＯＳラインセンサを用いた場合、受光エレメントのピッチは狭く、素子数は多く、パラレル出力であるため、数十ｋＨｚ以上の高速応答性を実現できるが、Ｓ／Ｎが悪いため、高分解能且つ高速応答性の実現は困難である。
【００１３】
又、フォトダイオードアレイを用いた場合、Ｓ／Ｎは良く、高速応答性を有するが、受光エレメントのピッチを狭くすることで、素子数を多くする（高分解能化に必要な数は数千オーダー）ことが困難なため、高分解能化の実現が難しい。更に、信号処理回路をエレメント数分設けると、回路規模が大きくなるという問題もある。
【００１４】
一方、クロマティックコンフォーカル変位計以外の他方式の非接触変位計としては、静電容量式変位計、光干渉式変位計、光ファイバ式変位計、三角測量式変位計、対物レンズを走査して合焦時のレンズ位置を検出する合焦点式変位計、共焦点式変位計等がある。
【００１５】
しかしながら、静電容量式変位計は、高速応答且つ高分解能が実現可能であるが、測定スポットが大きく、作動距離が小さく、傾斜に弱く、非導体で誤差を生じるという問題点を有する。
【００１６】
又、光干渉式変位計も、高速応答且つ高分解能であるが、段差に対応できずＡＢＳ測定が不可であり、傾斜に弱く、測定スポットが大きく、表面粗さの影響が大きいという問題点を有する。
【００１７】
又、光ファイバ式変位計は、高速応答であるが、材質毎に校正が必要で、測定スポットが大きく、作動距離が小さいという問題点を有する。
【００１８】
又、三角測量式変位計は、比較的応答性が良いが、高分解能での高速応答が難しく、傾斜に弱いという問題点がある。
【００１９】
又、合焦点式変位計及び共焦点式変位計は、測定スポットが微小で、作動距離が大きいが、応答性が低く、熱ドリフトが大きいという問題点を有する。
【００２０】
このように、ｎｍオーダーの高分解能（表示分解能ではなくＳ／Ｎ的に分解能が高い）を持ちつつ、１００ｋＨｚ超の高速応答性を実現できるのは、静電容量式変位計と光干渉式変位計だけと考えられる。しかし、これらは、共に作動距離が小さく、傾斜に弱く、測定スポットが大きいという問題点を有していた。
【００２１】
一方、クロマティックコンフォーカル変位計ではないが、光波長計測の１つの手法として、特許文献２に記載された技術が有る。
【００２２】
これは、図４に示す如く、光の伝搬方向をＺ軸とし、その直交方向をＸ軸、Ｙ軸とおいた場合、次のようにして光の波長を計測する。
【００２３】
（１）任意の偏光状態の被測定光をコリメートし、Ｚ方向に伝搬させる。
【００２４】
（２）偏光子４０の軸の向きをＸＹ間４５度方向にし、光を通過させ、ＸＹ間４５度方向の直線偏光を得る。
【００２５】
（３）進相軸、遅相軸をＸ、Ｙ軸に揃えた波長板４２を通過させ、光波長に応じた（ＸＹ偏波間）位相差を持った楕円偏光を得る。
【００２６】
（４）方解石４４を、ＸＹ間４５度方向に傾けて配置し、楕円偏光を、ＸＹ間４５度方向の偏光成分と、ＸＹ間１３５度方向の偏光成分とに分ける。それぞれの光量をフォトダイオード（ＰＤ）で受光し、光量電圧信号Ａ、Ｂを得る。
【００２７】
（５）アナログ回路（図示省略）により、Ａ／Ｂを演算し、更に対数演算することで、ある光波長の範囲で、光波長変化に対し、ゆるやかな単調変化を示す電圧出力を得る。
【００２８】
図３に示したように、光波長を回折格子等の光学素子２６Ａにより方向別に分けて検出する方法では、光波長の方向別角度差を位置差として拡大するために、光学素子２６Ａからリニアアレイ状受光素子２６Ｂまでの距離を大きくとる必要があるのに対して、図４に示した方法によれば、小型化が容易であるだけでなく、応答の遅いリニアアレイ状受光素子を使う場合に比べて、応答が早い単体フォトダイオードを使うので、信号処理の高速応答化を実現できるという特徴を有する。
【００２９】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、傾斜に強く、直線性が高く、作動距離が大きく、測定スポットが微小で、非金属も測定できるというクロマティックコンフォーカル変位計の長所を活かしつつ、高分解能且つ高速応答化及び小型化、並びに出力の直線性の改善を可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明では、例えば複屈折性結晶でできた波長板を通過する互いに垂直な偏光成分間に、光波長に応じた位相差（光路差）が生じることを利用し、この位相差を偏光成分間の光量比に置き換えて検出する。この際、複屈折性結晶の厚みと光波長範囲を適当に選べば、この分光器では、光波長変化に対しゆるやかな単調変化を示す電圧出力が得られる。
【００３１】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、色収差を有する対物レンズに対し、測定対象と反対側の共焦点に広帯域光源を配置し、測定対象からの反射光が戻るときの共焦点位置に空間フィルタを設けて透過させることにより、測定対象にプローブの焦点が合焦した波長の被測定光を抽出し、分光して該被測定光の波長を特定することにより、測定対象の位置を測定するクロマティックコンフォーカル方式の光学式変位計において、コリメートされて一方向に伝播される前記被測定光を、その伝播方向Ｚと直交する２方向Ｘ、Ｙの直線偏光に分ける偏光子と、該２方向の直線偏光を通過させて、光波長に応じた位相差を持つ楕円偏光とする波長板と、該楕円偏光を、ＸＹ間の２つの方向の偏光成分に分ける偏光分離素子と、各偏光成分の光量を検出する受光素子と、該受光素子で検出した光量信号Ａ、Ｂを用いて、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行う演算回路とを備え、対物レンズの色収差によるプローブの焦点位置の光波長特性と分光出力（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の光波長特性を相殺して直線性を改善することにより、前記課題を解決したものである。
【００３２】
ここで、前記偏光分離素子の出側のコリメート光を、該コリメート光の光軸に垂直な断面積より小さな受光面を有する受光素子で受光するようにして、応答速度を更に高速化することができる。
【００３３】
又、前記偏光分離素子の出側のコリメート光を絞る手段を更に備えることができる。
【００３４】
更に、前記コリメート光を絞る手段を集光手段とし、該集光手段の集光点に前記受光素子を配設することにより、光量を確保することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、高分解能且つ高速応答が実現できないという従来のクロマティックコンフォーカル変位計の問題点を克服することで、他方式の非接触変位計では実現困難であった、長作動距離、微細測定スポット、傾斜による誤差小、高分解能且つ高速応答性を同時に満足する変位測定が可能となる。更に、出力の直線性が改善される。特に、受光面の小さな受光素子を用いた場合は、応答速度を更に高速化することができる。
【００３６】
ただし、透明体の場合、表面と表面の光を区別できないので、従来のクロマティックコンフォーカル変位計で可能であった、薄物透明体厚の測定は不可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】クロマティックコンフォーカル変位計の全体構成を示す、一部ブロック線図を含む光路図
【図２】同じく光ファイバ内の光スペクトルの一例を示す図
【図３】同じく従来の分光器の構造例を示す光路図
【図４】特許文献２に記載された分光器の要部構成を示す光路図
【図５】本発明の第１実施形態における分光器の構成を示す斜視図
【図６】第１実施形態における、ＸＹ間４５度方向の直線偏光である偏光子出力を波長板無で受光素子ＰＤにより受光した時の（ｉ）偏光状態と（ii）偏光成分抽出方向である検光方向による光量変化の例を示す図
【図７】同じく光波長９００ｎｍの光入射で偏光子＋波長板出力がＸＹ間位相差６０度となるときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化の例を示す図
【図８】同じく光波長７２０ｎｍの光入射で偏光子＋波長板出力がＸＹ間位相差７５度となるときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化の例を示す図
【図９】同じく光波長６００ｎｍの光入射で偏光子＋波長板出力がＸＹ間位相差９０度となるときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化の例を示す図
【図１０】同じく光波長５１４．３ｎｍの光入射で偏光子＋波長板出力がＸＹ間位相差１０５度となるときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化の例を示す図
【図１１】同じく光波長４５０ｎｍの光入射で偏光子＋波長板出力ＸＹ間位相差１２０度となるときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化の例を示す図
【図１２】波長板を構成する水晶の屈折率分散を示す図
【図１３】第１実施形態における受光素子ＰＤＡ、ＰＤＢの受光量レベルの光波長特性を示す図
【図１４】本発明による（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）演算出力の光波長特性を示す図
【図１５】クロマティックセンサのプローブの焦点位置の光波長特性の例を示す図
【図１６】光波長に対するクロマティックセンサのプローブの焦点位置変化と（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）特性の例を示す図
【図１７】本発明のクロマティックセンサにおける、ワーク変位（クロマテッィクセンサのプローブの焦点位置）に対する（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）出力特性の例を示す図
【図１８】（Ａ）第１実施形態の一部と（Ｂ）第２実施形態の要部を比較して示す光路図
【図１９】第２実施形態の変形例の要部を示す光路図
【図２０】第２実施形態の他の変形例の要部を示す光路図
【図２１】第２実施形態の更に他の変形例の要部を示す光路図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３９】
本発明の第１実施形態は、図１に示したような全体構成のクロマティックコンフォーカル変位計において、その分光器２６として、図５に示す如く、光ファイバ出射光を平行光とするための色収差の補正されたコリメートレンズ５０と、該コリメートレンズ５０によりコリメートされて一方向（Ｚ方向）に伝搬される被測定光を、その伝搬方向Ｚと直交する２方向Ｘ、Ｙの直線偏光にほぼ等分するための、軸をＸＹ間４５度方向に向けて配置した偏光子５２と、該偏光子５２出側の２本の直線偏光を透過させて、光波長に応じたＸＹ偏波間位相差を持つ楕円偏光とするための零オーダーの波長板５４と、該波長板５４出側の楕円偏光を、ＸＹ間４５度方向の偏光成分と、ＸＹ間１３５度方向の偏光成分とに分けるための、ＸＹ間４５度方向に傾けて配置した偏光分離素子５６と、各偏光成分の光量をそれぞれ検出するための受光素子（例えばフォトダイオードＰＤ）５８Ａ、５８Ｂと、該受光素子５８Ａ、５８Ｂで検出した光量電圧信号Ａ、Ｂを用いて、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算を行なうアナログ演算回路６０とを用いたものである。
【００４０】
前記波長板５４は、マルチオーダーではなく零オーダーの物を用いて、進相軸をＸ軸方向、遅相軸をＹ軸方向に向けて配置する。例えば、光波長６００ｎｍ用の１／４波長板を使い、光波長４５０ｎｍ〜９００ｎｍの範囲内の光を通過させると、Ｘ軸とＹ軸とで、１２０〜６０度程度の位相差を持った楕円偏光が得られる（波長板の屈折率分散を無視すると、光波長に反比例した位相差が生じる）。
【００４１】
前記偏光分離素子５６としては、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いることができる。
【００４２】
以下、作用を説明する。
【００４３】
（１）任意の偏光状態の被測定光をコリメートレンズ５０によりコリメートし、Ｚ軸方向に伝搬させる。
【００４４】
（２）前記偏光子５２に、（１）の光を通過させる。これにより、ＸＹ間４５度方向の直線偏光を得る。
【００４５】
（３）前記波長板５４に、（２）の光を通過させる。これにより、波長に応じたＸＹ偏波間位相差を持った楕円偏光を得る。
【００４６】
（４）前記偏光分離素子５６により、（３）の楕円偏光を、ＸＹ間４５度方向の偏光成分と、ＸＹ間１３５度方向の偏光成分とに分ける。
【００４７】
（５）それぞれを前記ＰＤ５８Ａ、５８Ｂで受光し、光量電圧信号Ａ、Ｂを得る（Ａ、Ｂは逆でも良い。後段回路で符号反転すれば同じである）。
【００４８】
（６）前記アナログ演算回路６０により、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）を演算して、光波長変化に対し、ゆるやかな単調変化を示す電圧出力を得る。
【００４９】
より詳しくは、前記偏光子５２の出力は、ＸＹ間４５度方向の直線偏光であり、波長板無しでフォトダイオードＰＤＡ（５８Ａ）、ＰＤＢ（５８Ｂ）により受光すると、そのときの（ｉ）偏光状態と（ii）偏光成分抽出方向（検光方向と称する）による光量変化は、図６に例示するようになる。
【００５０】
前記偏光子５２の出力を波長板（一例として、光波長６００ｎｍ用の１／４波長板）５４を通して出力する。ここで、ひとまず波長板５４の屈折率波長分散は小さいとして無視する。
【００５１】
（１）光波長９００ｎｍの光入射でＸＹ間位相差６０度のときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化は、図７に例示するようになる。このとき、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）演算結果は＋０．５となる。
【００５２】
又、（２）光波長７２０ｎｍの光入射でＸＹ間位相差７５度のときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化は、図８に例示するようになる。このとき、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算結果は＋０．２６となる。
【００５３】
又、（３）光波長６００ｎｍの光入射でＸＹ間位相差９０度のときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化は、図９に例示するようになる。このとき（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算結果は０となる。
【００５４】
又、（４）光波長５１４．３ｎｍの光入射でＸＹ間位相差１０５度のときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化は、図１０に例示するようになる。このとき、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算結果は−０．２６となる。
【００５５】
又、（５）光波長４５０ｎｍの光入射でＸＹ間位相差１２０度のときの（ｉ）偏光状態と（ii）検光方向による光量変化は、図１１に例示するようになる。このとき、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の演算結果は−０．５となる。
【００５６】
ここで、先程無視した波長板５４を構成する水晶の屈折率分散（光波長による屈折率の変化）が図１２のようであることを考慮すると、２つのフォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢの受光レベルの光波長特性及びその直線性誤差は、図１３に例示するようになり、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の光波長特性及びその直線性誤差は、図１４に例示するようになる。
【００５７】
一方、図１に示したクロマティックセンサは、色収差の強い対物レンズ１２を用いているため、図１中に例示したように、青色光のような短波長の光では大きな屈折率ゆえ近くに焦点を結び、赤色光のような長波長の光では小さな屈折率ゆえ遠くに焦点を結ぶ。この特性は直線的ではなく、焦点位置変化の光波長特性は、例えば図１５に例示するような曲線を描く。
【００５８】
図１４に示した分光器の（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の光波長特性、図１５に例示したクロマティックセンサのプローブの焦点位置の光波長特性の例を重ね合わせると、図１６に示す如くとなり、曲がりの一致度がかなり高いことが分かる。
【００５９】
従って、プローブ特性と分光器特性が相殺して直線性が改善される結果、ワーク変位（プローブ焦点位置）に対する（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）出力特性（分光器出力）は、最終的に図１７に例示するようになり、直線性誤差が数％以下の数１００ｋＨｚの高速アナログ出力が可能であることがわかる。クロマティックセンサの焦点位置変化の光波長特性の例は１例であり、レンズ設計変更によっては、出力特性をより直線的にできる可能性もある。さらに、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）出力をアナログ回路またはデジタル回路により直線性補正して、直線性を向上させることもできる。
【００６０】
次に、応答速度を更に高速化した本発明の第２実施形態について説明する。
【００６１】
受光素子、例えばフォトダイオードの場合、端子間（静電）容量が小さいほど、高速応答な受光回路が構築できる。ここで、フォトダイオードのＰＮ接合の空乏層が持つ静電容量は受光面の面積に比例するため、受光面を小さくすれば、静電容量を小さくし、高速化できる。
【００６２】
フォトダイオードの受光面を小さくするためには、入射ビームを細くする必要があるが、図５に示した第１実施形態のクロマティックコンフォーカル変位計では、図１８（Ａ）に示す如く、フォトダイオード５８Ａ、５８Ｂへ入る光がコリメート光であるため、第２実施形態では、図１８（Ｂ）に示す如く、ここに色収差の十分補正されたレンズ６２Ａ、６２Ｂを挿入して、数１０μｍ以下の微小光スポットを作るようにする。
【００６３】
例えば、フォトダイオードがＳｉ−ＰＩＮフォトダイオードである場合、第１実施形態のＰＤ受光面サイズ：数ｍｍ角又はφ（端子間容量：数１０ｐＦ）、応答速度：数１００ｋＨｚであるのに対し、第２実施形態では、ＰＤ受光面サイズ：数１０μｍ〜１００μｍ角又はφ（端子間容量：１ｐＦ未満）、応答速度：数ＭＨｚ以上が実現できる。アバランシェフォトダイオード等の別タイプのフォトダイオードを使えば、更に高速化できる可能性もある。
【００６４】
第２実施形態によれば、従来、応答速度の限界が数１００ｋＨｚだった変位計の世界で、史上最速の１ＭＨｚ超の変位計を実現することにより、従来できなかった高速測定が可能になり、ＭＥＮＳアクチュエータの高速応答性評価、三次元形状測定の超高スループット化、タービンなどの高速回転体で検査用の減速が不要なリアルタイム検査などが可能になる。
【００６５】
なお、レンズ６２Ａ、６２Ｂの代わりに、図１９に示す変形例のように凹面鏡６４Ａ、６４Ｂを用いることもできる。図１８（Ｂ）や図１９の例のように集光手段であるレンズ６２Ａ、６２Ｂや凹面鏡６４Ａ、６４Ｂを用いた場合は、受光素子５８Ａ、５８Ｂの受光量を確保することができる。なお、受光素子５８Ａ、５８Ｂの受光量が十分な場合は、図２０に示す他の変形例のように絞り板６６Ａ、６６Ｂを用いたり、迷光の問題が無い場合は、図２１に示す更に他の変形例のように受光面の小さな受光素子５８Ａ、５８Ｂにコリメート光を直接入射させることも可能である。
【００６６】
なお、前記実施形態では、偏光分離素子５６として、ＰＢＳを用いていたが、方解石や他の偏光分離素子を用いてもよく、偏光成分の方向も、４５度と１３５度に限定されない。又、波長板５４も、光波長６００ｎｍ用の１／４波長板に限定されない。更に、波長板の進相軸、遅相軸の配置の向きも、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に限定されず、ＸＹ平面内で傾けることも可能である。即ち、前記実施形態の進相軸をＸ軸方向、遅相軸をＹ軸方向に対して、波長板をＸＹ平面内で回転調整することで、波長板厚みの個体差（そこで生じる位相差の個体差）を合わせ込むことができる。又、光量信号Ａ、Ｂも、電圧信号に限定されず、演算もアナログ演算に限定されない。
【符号の説明】
【００６７】
８…ワーク（測定対象）
１０…センサヘッド
１２…対物レンズ
２０…コンソール
２２…白色（広帯域）光源
２６…分光器
３０…光ファイバ
５２…偏光子
５４…波長板
５６…偏光分離素子
５８Ａ、５８Ｂ…受光素子（ＰＤ）
６０…アナログ演算回路
６２Ａ、６２Ｂ…レンズ
６４Ａ、６４Ｂ…凹面鏡
６６Ａ、６６Ｂ…絞り板
【図１】
0005520036.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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