(57)【要約】【課題】光路系に対する機械的な移動機構を用いずに、被測定物の厚みを高精度に測距可能な厚み測定方法及び厚み測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る厚み測定方法及び厚み測定装置によれば、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させ、そのときの干渉光の干渉縞の周期を用いて原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１と原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２とを算出し、これに基づいて被測定物６の厚みｔを算出する。これにより、光路系に対する機械的な移動機構を用いることなく被測定物６の厚みｔを高精度に測距することができる。【選択図】図１
2011095197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を分光部にて２分割し、一方を反射部にて反射させて参照光とするとともに他方を被測定物の測定点で反射させて測定光とし、参照光と測定光との干渉光に基づいて被測定物の厚みを測定する厚み測定方法において、
前記測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに２分割し、
レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物の第１測定点で第２測定光を第１測定点の裏面に位置する第２測定点でそれぞれ反射させ、第１測定点で反射した第１測定光と第２測定点で反射した第２測定光と参照光とによって生じる干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して、第１測定光と参照光とによって生じる第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期、及び第２測定光と参照光とによって生じる第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた第１干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて測定光の光路上の特定の原点から第１測定点までの光路長を算出するとともに、第２干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて前記原点から第２測定点までの光路長を算出する算出ステップと、
無測定物状態における参照光と測定光との光路差と算出ステップで得られた第１測定点までの光路長と第２測定点までの光路長とに基づいて被測定物の厚みを算出する測定ステップと、
を有することを特徴とする厚み測定方法。
【請求項２】
レーザ光を分光部にて２分割し、一方を反射部にて反射させて参照光とするとともに他方を被測定物の測定点で反射させて測定光とし、参照光と測定光との干渉光に基づいて被測定物の厚みを測定する厚み測定方法において、
前記測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに２分割し、
レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物の第１測定点で第２測定光を第１測定点の裏面に位置する第２測定点でそれぞれ反射させ、第１測定点で反射した第１測定光と第２測定点で反射した第２測定光と参照光とによって生じる干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して、第１測定光と参照光とによって生じる第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期もしくは第２測定光と参照光とによって生じる第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期と第１測定光と第２測定光とによって生じる第３干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた第１干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期もしくは第２干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて測定光の光路上の特定の原点から第１測定点もしくは第２測定点までの光路長を算出するとともに、第３干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差を算出する算出ステップと、
無測定物状態における参照光と測定光との光路差と算出ステップで得られた第１測定点もしくは第２測定点までの光路長と第１測定光と第２測定光との光路差とに基づいて被測定物の厚みを算出する測定ステップと、
を有することを特徴とする厚み測定方法。
【請求項３】
出力するレーザ光に対する周波数可変機能を備えたレーザ照射手段と、
当該レーザ照射手段から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得するレーザ光情報取得手段と、
前記レーザ照射手段から出射したレーザ光を参照光と測定光とに２分割する分光部と、
前記測定光を第１測定光と第２測定光とに２分割する測定光分割部と、
被測定物の配置位置を挟んで対向する位置に設けられ第１測定光を出射する第１出射口と第２測定光を出射する第２出射口と、
前記参照光を反射する反射部と、
当該反射部で反射した参照光と被測定物の第１測定点で反射した第１測定光と第１測定点の裏面に位置する第２測定点で反射した第２測定光とを受光して受光した光の強度に応じた信号を出力する受光部と、
前記レーザ光情報取得手段からの周波数の変化量と前記受光部からの信号とが入力する演算部と、を備え、
請求項１又は請求項２記載の取得ステップと変換ステップと算出ステップと測定ステップとを行い被測定物の厚みを測定することを特徴とする厚み測定装置。
【請求項４】
レーザ照射手段が、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置と、当該レーザ照射装置から出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光とする光コム発生器と、当該光コム発生器の周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器と、から構成されることを特徴とする請求項３記載の厚み測定装置。
【請求項５】
レーザ照射手段から出射するレーザ光のうち所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する光バンドパスフィルタをレーザ光の光路上に設けたことを特徴とする請求項４記載の厚み測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の干渉を用いて被測定物の厚み測定を行う厚み測定方法及び厚み測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ光を用いた測距方法は、例えばレーザ光を参照光と測定光とに分割し、その参照光と被測定物で反射された測定光との時間差から両者の光路差を求めることで被測定物までの距離を測定する。このような参照光と測定光との時間差から測距を行う従来の測距方法では、その測距精度はレーザ光の波長レベル、即ちｎｍ（ナノメートル）オーダーには遠く及ばない。
【０００３】
そこで本願発明者は下記［特許文献１］に示すように、波長の異なる複数のレーザ光を用い、さらにその光路差を変化させることでレーザ光の特徴である可干渉性を利用した高精度の測距方法及びその測距方法を行うレーザ測距装置に関する発明を行った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公報第２００８／０９９７８８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［特許文献１］に開示された発明により被測定物までの距離を高精度に測距することが可能となったが、実用に際しては被測定物までの距離を測距するよりも被測定物の厚みを測定する方が有用である場合が多く、この点に関して更なる改善が望まれる。また［特許文献１］に開示された発明は、参照光もしくは測定光の光路差を機械的に変化させる機構が必要であり装置規模が比較的大きいことから、この点に関しても更なる改善が望まれる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光路系に対する機械的な移動機構を用いずに、被測定物の厚みを高精度に測距可能な厚み測定方法及び厚み測定装置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】
本発明は、
（１）レーザ光を分光部１２にて２分割し、一方を反射部１４にて反射させて参照光とするとともに他方を被測定物６の測定点で反射させて測定光とし、参照光と測定光との干渉光に基づいて被測定物６の厚みｔを測定する厚み測定方法において、
前記測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに２分割し、
レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物６の第１測定点Ｓ１で第２測定光を第１測定点Ｓ１の裏面に位置する第２測定点Ｓ２でそれぞれ反射させ、第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光と参照光とによって生じる干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して、第１測定光と参照光とによって生じる第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期、及び第２測定光と参照光とによって生じる第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた第１干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて測定光の光路上の特定の原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１を算出するとともに、第２干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて前記原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２を算出する算出ステップと、
無測定物状態における参照光と測定光との光路差２Ｌ０と算出ステップで得られた第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１と第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２とに基づいて被測定物６の厚みｔを算出する測定ステップと、を有することを特徴とする厚み測定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）レーザ光を分光部１２にて２分割し、一方を反射部１４にて反射させて参照光とするとともに他方を被測定物６の測定点で反射させて測定光とし、参照光と測定光との干渉光に基づいて被測定物６の厚みｔを測定する厚み測定方法において、
前記測定光をさらに第１測定光と第２測定光とに２分割し、
レーザ光の周波数を連続的に変化させながらレーザ照射を行い、第１測定光を被測定物の第１測定点Ｓ１で第２測定光を第１測定点Ｓ１の裏面に位置する第２測定点Ｓ２でそれぞれ反射させ、第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光と参照光とによって生じる干渉光の強度データをレーザ光の周波数の変化量と対応して取得する取得ステップと、
取得ステップで得られた強度データをフーリエ変換して、第１測定光と参照光とによって生じる第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期もしくは第２測定光と参照光とによって生じる第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期と第１測定光と第２測定光とによって生じる第３干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期を取得する変換ステップと、
変換ステップで得られた第１干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期もしくは第２干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて測定光の光路上の特定の原点Ｏから第１測定点Ｓ１もしくは第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ１（もしくはＬ２）を算出するとともに、第３干渉光の所定の干渉光の干渉縞の周期に基づいて第１測定光と第２測定光との光路差２Ｌ３を算出する算出ステップと、
無測定物状態における参照光と測定光との光路差２Ｌ０と算出ステップで得られた第１測定点Ｓ１もしくは第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ１（もしくはＬ２）と第１測定光と第２測定光との光路差２Ｌ３とに基づいて被測定物６の厚みｔを算出する測定ステップと、を有することを特徴とする厚み測定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）出力するレーザ光に対する周波数可変機能を備えたレーザ照射手段１０と、当該レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得するレーザ光情報取得手段２６と、前記レーザ照射手段１０から出射したレーザ光を参照光と測定光とに２分割する分光部１２と、前記測定光を第１測定光と第２測定光とに２分割する測定光分割部１５と、被測定物６の配置位置を挟んで対向する位置に設けられ第１測定光を出射する第１出射口１６ａと第２測定光を出射する第２出射口１６ｂと、前記参照光を反射する反射部１４と、当該反射部１４で反射した参照光と被測定物６の第１測定点Ｓ１で反射した第１測定光と第１測定点Ｓ１の裏面に位置する第２測定点Ｓ２で反射した第２測定光とを受光して受光した光の強度に応じた信号を出力する受光部１８と、前記レーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と前記受光部１８からの信号とが入力する演算部２０と、を備え、上記（１）又は（２）記載の取得ステップと変換ステップと算出ステップと測定ステップとを行い被測定物の厚みを測定することを特徴とする厚み測定装置５０ａを提供することにより、上記課題を解決する。
（４）レーザ照射手段１０が、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置１０ａと、当該レーザ照射装置１０ａから出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光とする光コム発生器１０ｂと、当該光コム発生器１０ｂの周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器１０ｃと、から構成されることを特徴とする上記（３）記載の厚み測定装置５０ｂを提供することにより、上記課題を解決する。
（５）レーザ照射手段１０から出射するレーザ光のうち所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する光バンドパスフィルタＢＰＦ１〜ＢＰＦ６をレーザ光の光路上に設けたことを特徴とする上記（４）記載の厚み測定装置５０ｃを提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る厚み測定方法及び厚み測定装置によれば、光路系に対する機械的な移動機構を用いることなく被測定物の厚みを高精度に測距することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る第１の形態の厚み測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る第２の形態の厚み測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る第３の形態の厚み測定装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る厚み測定方法及び厚み測定装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、図１〜図３中の破線はレーザ光の光路を示す。
【００１１】
図１に示す本発明に係る第１の形態の厚み測定装置５０ａは、出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させることが可能なレーザ照射手段１０を有している。尚、レーザ照射手段１０としては周知の波長可変レーザを用いることができる。そして、レーザ照射手段１０から出射したレーザ光はビームスプリッタ４で２分割され一方はレーザ光情報取得手段２６に向かい、他方は分割部１２に向う。
【００１２】
分割部１２としては周知のハーフミラーやビームスプリッタ等が用いられ、分割部１２に到達したレーザ光は分割部１２の分割点で参照光と測定光とに２分割される。２分割された参照光は反射部１４の反射点にて反射され、分割部１２を通過して受光部１８に到達する。
【００１３】
一方、測定光は測定光分割部１５にて第１測定光と第２測定光とにさらに２分割される。測定光分割部１５としては、分光比が５０：５０のハーフミラーを用いても良いし、分光比が異なる例えば６０：４０、７０：３０、８０：２０、等のビームスプリッタを用いても良い。測定光分割部１５にて分割された第１測定光は、ミラー８ａで反射され第１出射口１６ａから第２出射口１６ｂに向けて出射する。また、測定光分割部１５で分割された第２測定光はミラー８ｂ、ミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから第１出射口１６ａに向けて出射する。尚、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとは対向する位置に設けられ、被測定物６はこの第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に配置される。そして、図１（ａ）に示すように、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に何も存在しない無測定物状態の場合には、第１出射口１６ａから出射した第１測定光は、第２出射口１６ｂから再度厚み測定装置５０ａ内に入射してミラー８ｃ、ミラー８ｂで反射され測定光分割部１５に帰還する。また、第２出射口１６ｂから出射した第２測定光は第１出射口１６ａから再度厚み測定装置５０ａ内に入射してミラー８ａで反射され測定光分割部１５に帰還する。よって、無測定物状態においては第１測定光と第２測定光とは同じ光路を互いに逆方向に進んで測定光分割部１５に帰還することとなる。よって、このときの第１測定光と第２測定光との光路長は等しい。そして、上記の光路を辿って測定光分割部１５に帰還した第１測定光と第２測定光とは、測定光分割部１５を透過して分割部１２で反射され受光部１８に到達する。
【００１４】
また、図１（ｂ）に示すように、第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に被測定物６が存在する場合、第１出射口１６ａから出射した第１測定光は、被測定物６の一方の面上の第１測定点Ｓ１で反射された後、ミラー８ａで反射され測定光分割部１５に帰還する。また、第２出射口１６ｂから出射した第２測定光は、第１測定点Ｓ１の裏面に位置する被測定物６の第２測定点Ｓ２で反射された後、ミラー８ｃ、ミラー８ｂで反射され測定光分割部１５に帰還する。帰還した第１測定光と第２測定光とは同様に測定光分割部１５を透過して分割部１２で反射され受光部１８に到達する。
【００１５】
受光部１８は、これらの第１測定光と第２測定光と反射点で反射した参照光とを受光して、それらの干渉光の強度を電気信号に変換し演算部２０に出力する。
【００１６】
また、レーザ光情報取得手段２６はレーザ照射手段１０から出射したレーザ光の周波数を取得して演算部２０に出力する。レーザ光情報取得手段２６は周知の波長計もしくは周波数計を用いることができる。尚、レーザ光情報取得手段２６がレーザ光の波長を計測するものの場合には、計測した波長を周波数に変換して演算部２０に出力する。また、レーザ光情報取得手段２６は、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の波長を制御する波長制御コントローラからの波長制御信号を取得して、その波長制御信号に基づいてレーザ光の周波数を取得し演算部２０に出力するようにしても良い。この場合、ビームスプリッタ４を用いてレーザ光情報取得手段２６にレーザ光を照射する必要はない。さらに、レーザ光情報取得手段２６に周波数計を用いる場合には、レーザ光情報取得手段２６に入射したレーザ光と光コムレーザとを干渉させレーザ光の周波数を取得する周知の周波数カウンタを用いることが好ましい。
【００１７】
演算部２０はレーザ光情報取得手段２６からのレーザ光の周波数と受光部１８からの干渉光の強度とに基づいて強度データを作成するとともに、後述する演算処理等を行う。
【００１８】
次に、本発明に係る第１の厚み測定方法を第１の形態の厚み測定装置５０ａの動作とともに説明する。先ず、無測定物状態における参照光と測定光（無測定物状態では第１測定光と第２測定光との光路長は等しいため両者を合わせて測定光と記述する）との光路差２Ｌ０を取得する。第１の厚み測定方法及び第１の形態の厚み測定装置５０ａに好適な光路差２Ｌ０の取得方法は後述する。尚、ここでの光路差２Ｌ０とは、図１（ａ）においては、分割部１２の分割点から反射部１４の反射点までの距離を距離Ｌｒとし、分割部１２の分割点からの距離が距離Ｌｒに等しい測定光の光路上の点を原点Ｏとしたときに、原点Ｏ→測定光分割部１５→ミラー８ａ→ミラー８ｃ→ミラー８ｂ→測定光分割部１５→原点Ｏまでの距離となる。
【００１９】
次に、図１（ｂ）に示すように、被測定物６を第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に配置する。このとき、厚み測定装置５０から出射する第１測定光が被測定物６の第１測定点Ｓ１に、第２測定光が被測定物６の裏面に位置する第２測定点Ｓ２に照射されるようにする。
【００２０】
次に、レーザ照射手段１０はその波長が所定の範囲内を連続的に変化するようにレーザ光を出射する。レーザ照射手段１０から出射したレーザ光は当該レーザ光の光路上に設けられたビームスプリッタ４で２分割されて、一方はレーザ光情報取得手段２６に照射され、他方は分割部１２側に照射される。
【００２１】
レーザ光情報取得手段２６はレーザ照射手段１０から出射したレーザ光の周波数を取得して演算部２０に出力する。
【００２２】
分割部１２側に照射されたレーザ光は、分割部１２で２分割され一方は参照光として反射部１４に向かい、もう一方は測定光として測定光分割部１５に向かう。
【００２３】
測定光分割部１５に向かった測定光は、測定光分割部１５にて２分割され一方は第１測定光としてミラー８ａで反射され第１出射口１６ａから被測定物６の第１測定点Ｓ１に照射される。また、他方は第２測定光としてミラー８ｂ、ミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから第１測定点Ｓ１の裏面に位置する被測定物６の第２測定点Ｓ２に照射される。
【００２４】
第１測定点Ｓ１に照射された第１測定光は、第１測定点Ｓ１で反射された後、ミラー８ａ、測定光分割部１５、分割部１２を通って受光部１８に到達する。また、第２測定点Ｓ２に照射された第２測定光は、第２測定点Ｓ２で反射された後、ミラー８ｃ、ミラー８ｂ、測定光分割部１５、分割部１２を通って受光部１８に到達する。さらに、分割部１２で分割された参照光は、反射部１４にて反射された後、分割部１２を透過して受光部１８に到達する。よって、受光部１８が受光する光は、参照光と第１測定光との第１干渉光、参照光と第２測定光との第２干渉光、第１測定光と第２測定光との第３干渉光となる。そして、受光部１８はこの３つの干渉光が合わさった干渉光の強度を電気信号に変換し演算部２０に出力する。
【００２５】
演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データを、レーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
【００２６】
次に、演算部２０は変換ステップとして、取得した強度データに対して周波数の変化量に基づくフーリエ変換を行う。これにより、第１干渉光の振幅ＩＳ１、周期ＴＳ１、位相φＳ１と、第２干渉光の振幅ＩＳ２、周期ＴＳ２、位相φＳ２と、第３干渉光の振幅ＩＳ１２、周期ＴＳ１２、位相φＳ１２と、がそれぞれ取得される。
【００２７】
ここで、原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１、即ち、原点Ｏ→測定光分割部１５→ミラー８ａ→第１測定点Ｓ１間での距離、を仮にＬ１＝０．５ｍとすると、参照光と第１測定光との光路差は２×Ｌ１＝１ｍとなる。そして、仮にレーザ光の周波数ｆをｆ＝３００ＭＨｚ（周波数ｆ＝３００ＭＨｚはもはや光とは呼べないが、ここでは本願発明の原理を説明するために便宜的にｆ＝３００ＭＨｚとした。）とすると、レーザ光の波長λは
λ＝ｃ/ｆ（ｃ：光速３×１０８ｍ／ｓ）となり、よって、
λ＝（３×１０８）/（３００×１０６）＝１ｍ  となり、
波長λが参照光と第１測定光との光路差（２×Ｌ１）と等しくなる。従ってこのとき、参照光と第１測定光とは強め合いその第１干渉光は明部のピークをとる。
【００２８】
また、レーザ光の周波数ｆが変化してｆ＝６００ＭＨｚとなった時には、
λ＝（３×１０８）/（６００×１０６）＝０．５ｍ  となり、
波長λが参照光と第１測定光との光路差（２×Ｌ１）の１／２と等しくなる。従ってこのときも、レーザ光の参照光と第１測定光とは強め合いその干渉光は明部のピークをとる。同様に、レーザ光の周波数ｆが９００ＭＨｚ、１．２ＧＨｚとなった時に、レーザ光の参照光と第１測定光とは強め合い第１干渉光は明部のピークをとる。よってこの場合、第１干渉光は３００ＭＨｚ毎に明部のピークをとり、その干渉縞の縞間隔は３００ＭＨｚとなる。そして、この干渉縞の縞間隔は即ちフーリエ変換で得られた第１干渉光の周期ＴＳ１に相当する。
【００２９】
従って、原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１は以下の算出式で表すことができる。
２×Ｌ１＝ｃ／ＴＳ１  よって、
Ｌ１＝ｃ／ＴＳ１／２・・・（１）
また、原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２、即ち、原点Ｏ→測定光分割部１５→ミラー８ｂ→ミラー８ｃ→第２測定点Ｓ２間での距離、を仮に０．７５ｍとすると、参照光と第２測定光との光路差は２×Ｌ２＝１．５ｍとなる。この場合、第２干渉光は２００ＭＨｚ毎に明部のピークをとり、その干渉縞の縞間隔は２００ＭＨｚとなる。そして、この干渉縞の縞間隔は即ちフーリエ変換で得られた第２干渉光の周期ＴＳ２に相当する。
【００３０】
従って、光路長Ｌ２は以下の算出式で表すことができる。
２×Ｌ２＝ｃ／ＴＳ２  よって、
Ｌ２＝ｃ／ＴＳ２／２・・・（２）
よって、演算部２０は算出ステップとして、変換ステップで得られた第１干渉光を構成する干渉光（本例においては第１干渉光そのもの）の干渉縞の周期のうち所定の干渉光（本例においては第１干渉光そのもの）の周期ＴＳ１を選択し、上記（１）の式により原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１を算出する。また、演算部２０は、変換ステップで得られた第２干渉光を構成する干渉光（本例においては第２干渉光そのもの）の干渉縞の周期のうち所定の干渉光（本例においては第２干渉光そのもの）の周期ＴＳ２を選択し、上記（２）の式により原点Ｏから第２測定点までの光路長Ｌ２を算出する。
【００３１】
尚、測定光分割部１５に分光比が異なるビームスプリッタを用いれば、第１干渉光の振幅ＩＳ１の値と第２干渉光の振幅ＩＳ２の値と第３干渉光の振幅ＩＳ１２の値とはそれぞれ異なるので、振幅ＩＳ１、振幅ＩＳ２、振幅ＩＳ１２の値を予め取得しておけば、フーリエ変換で得られた３つの振幅、周期、位相がそれぞれどの干渉光（第１干渉光〜第３干渉光）のものか判別することができる。よって、第１干渉光の振幅ＩＳ１の値と第２干渉光の振幅ＩＳ２の値から第１干渉光の周期ＴＳ１と第２干渉光の周期ＴＳ２とを判別することができる。また、測定光分割部１５に分光比が５０：５０のハーフミラーを用いた場合では、第３干渉光の振幅ＩＳ１２の値は第１干渉光の振幅ＩＳ１の値及び第２干渉光の振幅ＩＳ２の値よりも小さいから、第１干渉光の周期ＴＳ１及び第２干渉光の周期ＴＳ２は判別することができる。尚、第１干渉光の周期ＴＳ１と第２干渉光の周期ＴＳ２とはどちらが第１干渉光、第２干渉光のものか判別することはできないが、被測定物６の厚みｔを算出する上で特に問題は生じない。
【００３２】
ここで、光路差２Ｌ０は原点Ｏ→測定光分割部１５→ミラー８ａ→ミラー８ｃ→ミラー８ｂ→測定光分割部１５→原点Ｏまでの距離であるから、
２Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋ｔ    である。よって、
ｔ＝２Ｌ０−Ｌ１−Ｌ２・・・（３）
となる。従って、演算部２０は算出ステップで算出された光路長Ｌ１と光路長Ｌ２と予め取得されている光路差２Ｌ０とから、上記の式（３）により第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離である被測定物６の厚みｔを算出する。以上が測定ステップに相当する。
【００３３】
尚、算出ステップにおいて、第３干渉光の周期ＴＳ１２に着目すれば、周期ＴＳ１２は第１測定光と第２測定光との光路長の差に相関する。ここで、第１測定光と第２測定光との光路差を２Ｌ３とすれば、Ｌ２＞Ｌ１の場合には、
Ｌ３＝ｃ／ＴＳ１２／２＝Ｌ２−Ｌ１    となる。
よって算出ステップにおける被測定物６の厚みｔの算出は、Ｌ２＞Ｌ１で且つＬ１が算出された場合には、
２Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋ｔ
＝Ｌ１＋Ｌ３＋Ｌ１＋ｔ
＝２Ｌ１＋Ｌ３＋ｔ      となり、
ｔ＝２Ｌ０−Ｌ３−２Ｌ１      となる。
また、Ｌ２＞Ｌ１で且つＬ２が算出された場合には、
２Ｌ０＝Ｌ１＋Ｌ２＋ｔ
＝（Ｌ２−Ｌ３）＋Ｌ２＋ｔ
＝２Ｌ２−Ｌ３＋ｔ      となり、
ｔ＝２Ｌ０＋Ｌ３−２Ｌ２      となる。
【００３４】
次に、図１（ａ）を用いて、第１の厚み測定方法及び第１の形態の厚み測定装置５０ａに好適な光路差２Ｌ０の取得方法を説明する。尚、以下に示す光路差２Ｌ０の取得方法は、本発明に係る第１の厚み測定方法及び第１の形態の厚み測定装置５０ａの動作と基本的に同等である。また、以下に示す光路差２Ｌ０の取得方法は本発明に係る第１の形態の厚み測定装置５０ａに好適なものであるが、必ずしもこの方法を用いる必要は無い。さらに、光路差２Ｌ０の取得は測定毎に行う必要は無く、厚み測定装置の出荷時等に行ってメモリ等に記録しておいても良い。
【００３５】
先ず、無測定物状態で、レーザ照射手段１０がレーザ光をその波長が所定の範囲内を連続的に変化するように出射する。このとき第１測定光は、ミラー８ａで反射され第１出射口１６ａから第２出射口１６ｂに向けて出射する。そして、第２出射口１６ｂから再度厚み測定装置５０ａ内に入射してミラー８ｃ、ミラー８ｂで反射され測定光分割部１５に帰還する。また、第２測定光は、ミラー８ｂ、ミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから第１出射口１６ａに向けて出射する。そして、第１出射口１６ａから再度厚み測定装置５０ａ内に入射してミラー８ａで反射され測定光分割部１５に帰還する。このときには、第１測定光と第２測定光とは光路長が等しいから同一であり、合算して一つの測定光とみなすことができる。従って、受光部１８が受光する光は、参照光と第１測定光と第２測定光とが合算した測定光との干渉光となる。そして、受光部１８はこの干渉光の強度を電気信号に変換し強度データとして演算部２０に出力する。
【００３６】
演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データを、レーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
【００３７】
次に、演算部２０は変換ステップとして、取得した強度データに対して周波数の変化量に基づくフーリエ変換を行う。これにより、干渉光の振幅ＩＬ０、周期ＴＬ０、位相φＬ０が取得される。
【００３８】
ここで、前述のように上記の干渉光の干渉縞の縞間隔である周期ＴＬ０は参照光と測定光との光路差２Ｌ０に関係するから、よって、光路差２Ｌ０は以下の算出式で表すことができる。以上が算出ステップに相当する。
２Ｌ０＝ｃ／ＴＬ０
このようにして得られた光路差２Ｌ０の値は、図示していない演算部２０内のメモリ等に記録される。
【００３９】
次に、本発明に係る第２の形態の厚み測定装置を図２を用いて説明する。尚、本発明に係る第２の形態の厚み測定装置５０ｂは、主にレーザ照射手段１０とレーザ光情報取得手段２６との構成が第１の形態の厚み測定装置５０ａと異なるものである。
【００４０】
図２に示す本発明に係る第２の形態の厚み測定装置５０ｂのレーザ照射手段１０は、特定の周波数のレーザ光を出射するレーザ照射装置１０ａと、レーザ照射装置１０ａから出射したレーザ光を所定の周波数間隔の複数のレーザ光にする光コム発生器１０ｂと、光コム発生器１０ｂの周波数間隔を所定の範囲内で変調する光周波数変調器１０ｃとで構成されている。
【００４１】
また、第２の形態の厚み測定装置５０ｂのレーザ光情報取得手段２６は、光周波数変調器１０ｃからの変調周波数の値からレーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数の変化量を取得し演算部２０に出力する。
【００４２】
次に、本発明に係る第２の厚み測定方法を第２の形態の厚み測定装置５０ｂの動作とともに説明する。先ず、無測定物状態における参照光と測定光との光路差２Ｌ０を取得する。第２の厚み測定方法及び第２の形態の厚み測定装置５０ｂに好適な光路差２Ｌ０の取得方法は後述する。
【００４３】
先ず、図２（ｂ）に示すように、被測定物６を第１出射口１６ａと第２出射口１６ｂとの間に配置する。このとき、厚み測定装置５０ｂから出射する第１測定光が被測定物６の第１測定点Ｓ１に、第２測定光が被測定物６の裏面に位置する第２測定点Ｓ２に照射されるようにする。
【００４４】
次に、レーザ照射手段１０を構成するレーザ照射装置１０ａが特定の周波数ｆ０のレーザ光を光コム発生器１０ｂに出射する。光コム発生器１０ｂは光周波数変調器１０ｃから入力する変調周波数に応じて、周波数ｆ０を中心としその上下に周波数間隔の等しい複数の光コムレーザ光を生成した上で、周波数ｆ０のレーザ光とともに分割部１２側に照射する。例えば、光周波数変調器１０ｃがｄＨｚの変調周波数を出力する場合、光コム発生器１０ｂから出射するレーザ光は、周波数ｆ０のレーザ光ＬＺ０と、光コムレーザ光としての、周波数ｆ０＋ｄ（周波数ｆ１とする。）のレーザ光ＬＺ１と、周波数ｆ０＋２ｄ（周波数ｆ２とする。）のレーザ光ＬＺ２と、・・・、周波数ｆ０＋ｎｄ（周波数ｆｎとする。）のレーザ光ＬＺｎと、周波数ｆ０−ｄ（周波数ｆ−１とする。）のレーザ光ＬＺ−１と、周波数ｆ０−２ｄ（周波数ｆ−２とする。）のレーザ光ＬＺ−２と、・・・、周波数ｆ０−ｎｄ（周波数ｆ−ｎとする。）のレーザ光ＬＺ−ｎとなる。このとき、各レーザ光の強度はほぼ、
ＬＺ１＝ＬＺ−１、ＬＺ２＝ＬＺ−２、・・・、ＬＺｎ＝ＬＺ−ｎ、となり、また、
ＬＺ０＞ＬＺ１＞ＬＺ２＞・・・＞ＬＺｎ、
ＬＺ０＞ＬＺ−１＞ＬＺ−２＞・・・＞ＬＺ−ｎ、となる。
【００４５】
またこのとき、光周波数変調器１０ｃは光コム発生器１０ｂに対する変調周波数を変化させ周波数間隔を所定の範囲内で変化させる。これにより、レーザ光ＬＺ０を除く全てのレーザ光ＬＺ１、ＬＺ２、・・・、ＬＺｎ、ＬＺ−１、ＬＺ−２、・・・、ＬＺ−ｎの周波数が所定の範囲内で変化する。つまり、光周波数変調器１０ｃが出力する変調周波数をｄＨｚから（ｄ＋α）Ｈｚまで変化させると、レーザ光ＬＺ１の周波数ｆ１はｆ１＝ｆ０＋（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ２の周波数ｆ２はｆ２＝ｆ０＋２×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺｎの周波数ｆｎはｆｎ＝ｆ０＋ｎ×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ−１の周波数ｆ−１はｆ−１＝ｆ０−（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ−２の周波数ｆ−２はｆ−２＝ｆ０−２×（ｄ＋α）へ変化し、レーザ光ＬＺ−ｎの周波数ｆ−ｎはｆ−ｎ＝ｆ０−ｎ×（ｄ＋α）へ変化する。そして、光周波数変調器１０ｃは、変調周波数の値をレーザ光情報取得手段２６に出力する。尚、便宜的に光コム発生器１０ｂから出射するレーザ光ＬＺ−ｎ〜ＬＺ０〜ＬＺｎを総称してレーザ光ＬＺとし、光コム発生器１０ｂから出射する光コムレーザ光、レーザ光ＬＺ−ｎ〜ＬＺ−１、レーザ光ＬＺ１〜ＬＺｎを総称してレーザ光ＬＺ（ｎ）とする。
【００４６】
レーザ光情報取得手段２６は、光周波数変調器１０ｃからの変調周波数の値から第１段の光コムレーザ光、（レーザ光ＬＺ１、ＬＺ−１）の周波数の変化量、即ち上記のαの値を取得し演算部２０に出力する。
【００４７】
レーザ照射手段１０から出射したレーザ光ＬＺは、分割部１２で２分割され一方は参照光として反射部１４に向かい、もう一方は測定光として測定光分割部１５に向かう。
【００４８】
測定光分割部１５に向かった測定光は、測定光分割部１５にて２分割され一方は第１測定光としてミラー８ａで反射され第１出射口１６ａから被測定物６の第１測定点Ｓ１に照射される。また、他方は第２測定光としてミラー８ｂ、ミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから第１測定点Ｓ１の裏面に位置する被測定物６の第２測定点Ｓ２に照射される。
【００４９】
第１測定点Ｓ１に照射された第１測定光は、第１測定点Ｓ１で反射された後、ミラー８ａ、測定光分割部１５、分割部１２を通って受光部１８に到達する。また、第２測定点Ｓ２に照射された第２測定光は、第２測定点Ｓ２で反射された後、ミラー８ｃ、ミラー８ｂ、測定光分割部１５、分割部１２を通って受光部１８に到達する。さらに、分割部１２で分割された参照光は、反射部１４にて反射された後、上記と同様の光路を辿って受光部１８に到達する。よって、受光部１８で受光される光は、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第１干渉光と、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第２干渉光と、レーザ光ＬＺのそれぞれの第１測定光とレーザ光ＬＺのそれぞれの第２測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった第３干渉光と、が合わさった干渉光となり、受光部１８はこの干渉光の強度を電気信号に変換し強度データとして演算部２０に出力する。尚、この干渉光の強度データには、段数の異なる光コムレーザ光（例えば、レーザ光ＬＺ１とレーザ光ＬＺ２）の参照光と第１測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の参照光と第２測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の第１測定光と第２測定光との干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の第１測定光同士及び第２測定光同士の干渉光の強度、段数の異なる光コムレーザ光の参照光同士の干渉光の強度も含まれる。これらの段数の異なる光コムレーザ光の干渉光の強度はビート（うなり）となって干渉光中に現れ、このビートは測定時間内で平均化されて最終的に一定強度のバックグラウンドノイズとなる。
【００５０】
演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データをレーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
【００５１】
次に、演算部２０は変換ステップとして、周波数の変化量と対応した干渉光の強度データに対してフーリエ変換を行う。これにより、第１干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の参照光とレーザ光ＬＺ１の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（１）、周期ＴＳ１（１）、位相φＳ１（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の参照光とレーザ光ＬＺ２の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（２）、周期ＴＳ１（２）、位相φＳ１（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの参照光とレーザ光ＬＺｎの第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（ｎ）、周期ＴＳ１（ｎ）、位相φＳ１（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−１の参照光とレーザ光ＬＺ−１の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（−１）、周期ＴＳ１（−１）、位相φＳ１（−１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−２の参照光とレーザ光ＬＺ−２の第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（−２）、周期ＴＳ１（−２）、位相φＳ１（−２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−ｎの参照光とレーザ光ＬＺ−ｎの第１測定光との干渉光の振幅ＩＳ１（−ｎ）、周期ＴＳ１（−ｎ）、位相φＳ１（−ｎ）が取得される。
【００５２】
さらに、第２干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の参照光とレーザ光ＬＺ１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（１）、周期ＴＳ２（１）、位相φＳ２（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の参照光とレーザ光ＬＺ２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（２）、周期ＴＳ２（２）、位相φＳ２（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの参照光とレーザ光ＬＺｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）、位相φＳ２（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−１の参照光とレーザ光ＬＺ−１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（−１）、周期ＴＳ２（−１）、位相φＳ２（−１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−２の参照光とレーザ光ＬＺ−２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（−２）、周期ＴＳ２（−２）、位相φＳ２（−２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−ｎの参照光とレーザ光ＬＺ−ｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ２（−ｎ）、周期ＴＳ２（−ｎ）、位相φＳ２（−ｎ）が取得される。
【００５３】
さらにまた、第３干渉光の振幅、周期、位相として、レーザ光ＬＺ１の第１測定光とレーザ光ＬＺ１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（１）、周期ＴＳ１２（１）、位相φＳ１２（１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ２の第１測定光とレーザ光ＬＺ２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（２）、周期ＴＳ１２（２）、位相φＳ１２（２）が取得される。また、レーザ光ＬＺｎの第１測定光とレーザ光ＬＺｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（ｎ）、周期ＴＳ１２（ｎ）、位相φＳ１２（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−１の第１測定光とレーザ光ＬＺ−１の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（−１）、周期ＴＳ１２（−１）、位相φＳ１２（−１）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−２の第１測定光とレーザ光ＬＺ−２の第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（−２）、周期ＴＳ１２（−２）、位相φＳ１２（−２）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−ｎの第１測定光とレーザ光ＬＺ−ｎの第２測定光との干渉光の振幅ＩＳ１２（−ｎ）、周期ＴＳ１２（−ｎ）、位相φＳ１２（−ｎ）が取得される。
【００５４】
尚、段数の異なる光コムレーザ光の干渉光によるバックグラウンドノイズは測定時間内で平均化された一定強度のものであるから、フーリエ変換により定数となる。また、レーザ光ＬＺ０の周波数は光周波数変調器１０ｃからの変調周波数が影響せず一定であるから、これもフーリエ変換により定数となる。
【００５５】
尚、光コムレーザ光の正方向の段数のレーザ光ＬＺｎの周波数は光周波数変調器１０ｃの変調周波数により増加方向に変化し、光コムレーザ光の負方向の段数のレーザ光ＬＺ−ｎの周波数は光周波数変調器１０ｃの変調周波数により減少方向に変化する。しかしながら、上記のフーリエ変換で得られる正負同一段数の光コムレーザ光（レーザ光ＬＺｎとレーザ光ＬＺ−ｎ）の干渉光の縞間隔（周期）は等しくなる。つまり、レーザ光ＬＺ１の第１干渉光の周期ＴＳ１（１）と、レーザ光ＬＺ−１の第１干渉光の周期ＴＳ１（−１）とは、周期ＴＳ１（１）＝周期ＴＳ１（−１）  であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）と、レーザ光ＬＺ−ｎの第１干渉光の周期ＴＳ１（−ｎ）とは、周期ＴＳ１（ｎ）＝周期ＴＳ１（−ｎ）  である。
【００５６】
また、同様にレーザ光ＬＺ１の第２干渉光の周期ＴＳ２（１）と、レーザ光ＬＺ−１の第２干渉光の周期ＴＳ２（−１）とは、周期ＴＳ２（１）＝周期ＴＳ２（−１）  であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）と、レーザ光ＬＺ−ｎの第２干渉光の周期ＴＳ２（−ｎ）とは、周期ＴＳ２（ｎ）＝周期ＴＳ２（−ｎ）  である。
【００５７】
さらに、レーザ光ＬＺ１の第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）と、レーザ光ＬＺ−１の第３干渉光の周期ＴＳ１２（−１）とは、周期ＴＳ１２（１）＝周期ＴＳ１２（−１）  であり、同様にレーザ光ＬＺｎの第３干渉光の周期ＴＳ１２（ｎ）と、レーザ光ＬＺ−ｎの第３干渉光の周期ＴＳ１２（−ｎ）とは、周期ＴＳ１２（ｎ）＝周期ＴＳ１２（−ｎ）  である。
【００５８】
ここで、原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１を仮にＬ１＝０．５ｍとし、原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２を仮に０．７５ｍとすると、レーザ光ＬＺ１、ＬＺ−１の第１干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（−１））は３００ＭＨｚとなる。また、レーザ光ＬＺ１、ＬＺ−１の第２干渉光の周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（−１））は２００ＭＨｚとなる。
【００５９】
また、上記のフーリエ変換は、光コムレーザ光の段数ｎを考慮していないレーザ光ＬＺ１、ＬＺ−１の周波数の変化量により行われるものであるから、上記の例の場合、レーザ光ＬＺｎ、ＬＺ−ｎによる第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）（＝周期ＴＳ１（−ｎ））は３００ＭＨｚ／（｜ｎ｜）となる。また、レーザ光ＬＺｎ、ＬＺ−ｎによる第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）（＝周期ＴＳ２（−ｎ））は２００ＭＨｚ／（｜ｎ｜）となる。しかしながら、光コムレーザ光の段数｜ｎ｜を乗算すれば全て３００ＭＨｚ、２００ＭＨｚとなる。即ち、第１干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝ＴＳ１（−１））、周期ＴＳ１（２）（＝ＴＳ１（−２））、・・・、周期ＴＳ１（ｎ）（＝ＴＳ１（−ｎ））は、ＴＳ１（１）、ＴＳ１（１）／２、・・・、ＴＳ１（１）／ｎ  で表される系列となり、第２干渉光の周期ＴＳ２（１）（＝ＴＳ２（−１））、周期ＴＳ２（２）（＝ＴＳ２（−２））、・・・、周期ＴＳ２（ｎ）（＝ＴＳ２（−ｎ））は、ＴＳ２（１）、ＴＳ２（１）／２、・・・、ＴＳ２（１）／ｎ  で表される系列となり、第３干渉光の周期ＴＳ１２（１）（＝ＴＳ１２（−１））、周期ＴＳ１２（２）（＝ＴＳ１２（−２））、・・・、周期ＴＳ１２（ｎ）（＝ＴＳ１２（−ｎ））は、ＴＳ１２（１）、ＴＳ１２（１）／２、・・・、ＴＳ１２（１）／ｎ  で表される系列となる。
【００６０】
次に、演算部２０は算出ステップとして、変換ステップで得られた第１干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期のうち所定のレーザ光ＬＺｎによる干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）を選択する。また、演算部２０は、変換ステップで得られた第２干渉光を構成する干渉光の干渉縞の周期のうち所定のレーザ光ＬＺｎによる干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）を選択する。尚、干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）の選択はレーザ光ＬＺ１もしくはレーザ光ＬＺ−１の干渉光のものを選択することが好ましい。前述のように、変換ステップで得られるそれぞれのレーザ光ＬＺ（ｎ）の干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）、周期ＴＳ１２（ｎ）は、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列と周期ＴＳ１２（１）／ｎの系列（ｎ＝１、２、３、・・・ｎ）とに分けることができる。そして、第３干渉光の干渉光の振幅（強度）ＩＳ１２（ｎ）は、第１干渉光及び第２干渉光の干渉光の振幅（強度）ＩＳ１（ｎ）、ＩＳ２（ｎ）よりも小さいから、よって周期ＴＳ１２（１）／ｎの系列と周期ＴＳ１（１）／ｎの系列及び周期ＴＳ２（１）／ｎの系列とは判別することができる。さらに、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列中で最大の周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列中で最大の周期ＴＳ２（ｎ）とを選択すれば、それは即ちレーザ光ＬＺ１もしくはレーザ光ＬＺ−１による第１干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（−１））及び第２干渉光の周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（−１））となる。これにより、第１干渉光、第２干渉光を構成する複数の干渉光の周期のうちレーザ光ＬＺ１（レーザ光ＬＺ−１）による干渉光の周期ＴＳ１（１）（＝周期ＴＳ１（−１））、周期ＴＳ２（１）（＝周期ＴＳ２（−１））を選択することができる。また、周期ＴＳ１（１）／ｎの系列中でｎ番目に大きな周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（１）／ｎの系列中でｎ番目に大きな周期ＴＳ２（ｎ）とを選択すれば、それは即ち段数ｎのレーザ光ＬＺｎ（レーザ光ＬＺ−ｎ）による第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）（＝周期ＴＳ１（−ｎ））及び段数ｎのレーザ光ＬＺｎ（レーザ光ＬＺ−ｎ）による第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）（＝周期ＴＳ２（−ｎ））となる。尚、測定光分割部１５に分光比が異なるビームスプリッタを用いた場合、その分光比が判明していれば、振幅ＩＳ１（ｎ）、ＩＳ２（ｎ）から周期ＴＳ１（ｎ）と周期ＴＳ２（ｎ）との判別は可能である。また、測定光分割部１５に分光比が５０：５０のハーフミラーを用いた場合では、第１干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）と第２干渉光の周期ＴＳ２（ｎ）とは判別することはできないが、被測定物６の厚みｔを算出する上で特に問題は生じない。
【００６１】
そして、演算部２０はレーザ光ＬＺ１もしくはレーザ光ＬＺ−１の干渉光の周期ＴＳ１（１）、周期ＴＳ２（１）を選択した場合、選択された周期ＴＳ１（１）、周期ＴＳ２（１）に対し、上記（１）、（２）と同様の式により原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１と、原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２と、を算出する。
【００６２】
また、演算部２０が段数ｎの光コムレーザ光による第１干渉光及び第２干渉光の周期ＴＳ１（ｎ）、周期ＴＳ２（ｎ）を選択する場合には、以下の式（１）’、（２）’を用いて光路長Ｌ１、光路長Ｌ２を算出する。
Ｌ１＝ｃ／（ＴＳ１（ｎ）×｜ｎ｜）／２・・・（１）’
Ｌ２＝ｃ／（ＴＳ２（ｎ）×｜ｎ｜）／２・・・（２）’
次に、演算部２０は算出ステップで算出された光路長Ｌ１と光路長Ｌ２と予め取得されている光路差２Ｌ０とから、上記（３）と同様の式により被測定物６の厚みｔを算出する。これにより、被測定物６の厚みｔを高精度に算出することができる。以上が測定ステップに相当する。
【００６３】
尚、算出ステップにおいて、第３干渉光の周期ＴＳ１２（ｎ）に着目すれば、周期ＴＳ１２（ｎ）から第１測定光と第２測定光との光路差２Ｌ３を取得することができる。そして、第１の厚み測定方法と同様にしてＬ３とＬ１もしくはＬ２の値から被測定物６の厚みｔを算出することができる。
【００６４】
次に、図２（ａ）を用いて、第２の厚み測定方法及び第２の形態の厚み測定装置５０ｂに好適な光路差２Ｌ０の取得方法を説明する。尚、以下に示す光路差２Ｌ０の取得方法も本発明に係る第２の形態の厚み測定装置５０ｂに好適なものであるが、必ずしもこの方法を用いる必要は無い。さらに、第１の形態の厚み測定装置５０ａと同様、光路差２Ｌ０の取得は測定毎に行う必要は無く、厚み測定装置の出荷時等に行ってメモリ等に記録しておいても良い。
【００６５】
先ず、無測定物状態で、レーザ照射装置１０ａが特定の周波数ｆ０のレーザ光を光コム発生器１０ｂに出射する。光コム発生器１０ｂは光周波数変調器１０ｃから入力する変調周波数に応じて、周波数ｆ０を中心としその上下に周波数間隔の等しい複数の光コムレーザ光を生成した上で、周波数ｆ０のレーザ光とともに分割部１２側に照射する。またこのとき、光周波数変調器１０ｃは光コム発生器１０ｂに対する変調周波数を変化させ周波数間隔を所定の範囲内で変化させる。
【００６６】
レーザ光情報取得手段２６は、光周波数変調器１０ｃからの変調周波数の値から第１段の光コムレーザ光、（レーザ光ＬＺ１、ＬＺ−１）の周波数の変化量、即ち上記のαの値を取得し演算部２０に出力する。
【００６７】
分割部１２側に照射されたレーザ光は、分割部１２で２分割され一方は参照光として反射部１４に向かい、もう一方は測定光として測定光分割部１５に向かう。
【００６８】
測定光分割部１５に向かった測定光は、測定光分割部１５にて第１測定光と第２測定光とに２分割される。そして第１測定光は、ミラー８ａで反射され第１出射口１６ａから第２出射口１６ｂに向けて出射した後、第２出射口１６ｂから再度厚み測定装置５０ｂ内に入射してミラー８ｃ、ミラー８ｂで反射され測定光分割部１５に帰還する。また、第２測定光は、ミラー８ｂ、ミラー８ｃで反射され第２出射口１６ｂから第１出射口１６ａに向けて出射した後、第１出射口１６ａから再度厚み測定装置５０ｂ内に入射してミラー８ａで反射され測定光分割部１５に帰還する。尚このときには、第１測定光と第２測定光とは光路長が等しいから両者を合わせて測定光と見なすことができる。よって、受光部１８が受光する光は、レーザ光ＬＺのそれぞれの参照光とレーザ光ＬＺのそれぞれの測定光とが各々干渉して生じる複数の干渉光が全て合わさった干渉光となる。このとき、段数の異なる光コムレーザ光の干渉光の強度は測定時間内で平均化されて最終的に一定強度のバックグラウンドノイズとなる。そして、フーリエ変換時に定数となる。
【００６９】
演算部２０は取得ステップとして、受光部１８からの干渉光の強度データをレーザ光情報取得手段２６からの周波数の変化量と対応して取得する。
【００７０】
次に、演算部２０は変換ステップとして、周波数の変化量と対応した干渉光の強度データに対してフーリエ変換を行う。これにより、レーザ光ＬＺｎの参照光とレーザ光ＬＺｎの測定光との干渉光の振幅ＩＬ０（ｎ）、周期ＴＬ０（ｎ）、位相φＬ０（ｎ）が取得される。また、レーザ光ＬＺ−ｎの参照光とレーザ光ＬＺ−ｎの測定光との干渉光の振幅ＩＬ０（−ｎ）、周期ＴＬ０（−ｎ）、位相φＬ０（−ｎ）が取得される。尚、周期ＴＬ０（ｎ）＝周期ＴＬ０（−ｎ）  である。
【００７１】
ここで、前述のように上記の干渉光の干渉縞の縞間隔である周期ＴＬ０（ｎ）（＝周期ＴＬ０（−ｎ））は参照光と測定光との光路差２Ｌ０に関係するから、よって、周期ＴＬ０（１）（周期ＴＬ０（−１））を選択した場合、光路差２Ｌ０は以下の算出式で表すことができる。
２Ｌ０＝ｃ／ＴＬ０（１）
また、周期ＴＬ０（ｎ）（周期ＴＬ０（−ｎ））を選択した場合、光路差２Ｌ０は以下の算出式で表すことができる。
２Ｌ０＝ｃ／（ＴＬ０（ｎ）×｜ｎ｜）
このようにして得られた光路差２Ｌ０の値は、図示していない演算部２０内のメモリ等に記録される。
【００７２】
また、本発明に係る第２の形態の厚み測定装置５０ｂは、図３に示す第３の形態の厚み測定装置５０ｃのように、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の光路上に所定の周波数範囲内のレーザ光のみを透過する周知の光バンドパスフィルタを設けても良い。
【００７３】
設置する光バンドパスフィルタに例えばレーザ光ＬＺ１の周波数ｆ１の周波数変化範囲のレーザ光のみを透過するものを用いた場合、この光バンドパスフィルタをレーザ照射手段１０と分割部１２との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ１）、もしくは分割部１２と受光部１８との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ２）に設置すれば、受光部１８はレーザ光ＬＺ１による第１干渉光及び第２干渉光及び第３干渉光のみを受光するため、光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
【００７４】
また、この光バンドパスフィルタを分割部１２と反射部１４との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ３）に設置すれば、受光部１８はレーザ光ＬＺ１のみの第１干渉光及びレーザ光ＬＺ１のみの第２干渉光と第３干渉光とを受光するため、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
【００７５】
さらに、この光バンドパスフィルタを分割部１２と測定光分割部１５との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ４）に設置すれば、受光部１８はレーザ光ＬＺ１のみの第１干渉光とレーザ光ＬＺ１のみの第２干渉光とレーザ光ＬＺ１のみの第３干渉光とレーザ光ＬＺ（ｎ）の参照光同士の干渉光とを受光する。このとき、レーザ光ＬＺ（ｎ）の参照光同士の干渉光は前述のバックグラウンドノイズとなり変換ステップのフーリエ変換により定数となるため、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
【００７６】
また、この光バンドパスフィルタを測定光分割部１５と第１測定点Ｓ１との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ５）に設置すれば、受光部１８が受光する干渉光のうち第１干渉光はレーザ光ＬＺ１のみのものとなるため、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
【００７７】
さらに、この光バンドパスフィルタを測定光分割部１５と第２測定点Ｓ２との間の光路上（図３中の光バンドパスフィルタＢＰＦ６）に設置すれば、受光部１８に受光する干渉光のうち第２干渉光はレーザ光ＬＺ１のみとなるため、同様に光コム発生器１０ｂによる安定したレーザ光を用いながら演算部２０の処理に対する負荷を軽減することができる。
【００７８】
また、光バンドパスフィルタが複数の光コムレーザ光を透過する場合であっても、受光部１８が受光するレーザ光の数は光バンドパスフィルタを設置しないときと比較して著しく減少するため、演算部２０の処理に対する負荷は大幅に軽減される。
【００７９】
尚、厚み測定装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの参照光、第１測定光、第２測定光の光路は部分的に光ファイバで置き換えても良い。
【００８０】
以上のように、本発明に係る厚み測定方法及び厚み測定装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃによれば、レーザ照射手段１０から出射するレーザ光の周波数を所定の範囲内で変化させ、そのときの参照光と測定光とで生じる所定の干渉光の干渉縞の周期を用いて原点Ｏから第１測定点Ｓ１までの光路長Ｌ１と原点Ｏから第２測定点Ｓ２までの光路長Ｌ２とを算出する。そして、光路長Ｌ１と光路長Ｌ２と予め取得されている参照光と測定光との光路差２Ｌ０とから第１測定点Ｓ１から第２測定点Ｓ２までの距離である被測定物６の厚みｔを算出する。これにより、光路系に対する機械的な移動機構を用いることなく被測定物６の厚みｔを高精度に測距することができる。
【００８１】
尚、上記で示した厚み測定装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃは本発明に好適な例であるから、各部の構成、及び各光路等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
６      被測定物
１０    レーザ照射手段
１０ａ  レーザ照射装置
１０ｂ  光コム発生器
１０ｃ  光周波数変調器
１２    分割部
１４    反射部
１５    測定光分割部
１６ａ  第１出射口
１６ｂ  第２出射口
１８    受光部
２０    演算部
２６    レーザ光情報取得手段
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ    厚み測定装置
ＢＰＦ１〜ＢＰＦ６    光バンドパスフィルタ
Ｏ      原点
Ｓ１    第１測定点
Ｓ２    第２測定点
ｔ      （被測定物の）厚み
【図１】
2011095197.tif 000003
【図２】
2011095197.tif 000004
【図３】
2011095197.tif 000005