(57)【要約】【課題】測定対象までの対物距離が比較的長い場合でも、距離計測の分解能がより高い距離測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】  距離測定装置１は、測定対象２０５から反射された反射光を受光するＰＤ２０９Ａ、ＰＤ２０９Ｂの出力に基づいて、測定対象２０５までの合焦対物距離Ａを検出する合焦距離検出部５７と、測定対象２０５から反射して、前側格子３０２および後側格子３０３を透過した回折光の干渉縞をリニアイメージセンサ３０４の受光面に投影させて、投影された干渉縞の画素ごとの位相を抽出する位相情報抽出部５６と、合焦対物距離Ａに関する情報を参照して、位相情報抽出部５６によって抽出された画素ごとの位相の位相分布を位相接続する位相接続演算部５７と、位相接続演算部５７によって位相接続された画素ごとの位相の位相分布に基づいて対物距離を求める距離換算部５８とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を測定対象に集光させて照射する照射部と、
前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された反射光を集光させる集光部と、
前記集光部によって集光された前記反射光を受光する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記照射部から前記測定対象までの合焦対物距離を検出する合焦距離検出部と、
前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された前記反射光を回折する複数の回折格子と、
前記複数の回折格子の前記測定対象とは反対側の前記反射光の光軸上に設けられた撮像素子と、
前記複数の回折格子を透過した回折光の干渉縞を前記撮像素子の受光面に投影させて、投影された前記干渉縞の画素ごとの位相を抽出する位相情報抽出部と、
前記合焦対物距離に関する情報を参照して、前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相の位相分布を位相接続する位相接続演算部と、
前記位相接続演算部によって位相接続された前記画素ごとの位相の前記位相分布に基づいて対物距離を求める距離換算部と
を備えることを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置において、
前記位相情報抽出部は、前記複数の回折格子を相対的に移動させた場合の、前記複数の回折格子を透過した前記回折光による前記干渉縞を前記撮像素子の前記受光面に投影させて、投影された前記干渉縞の前記画素ごとの位相を抽出する
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の距離測定装置において、
前記複数の回折格子は、それぞれストライプ形状の格子を有し、前記反射光の光軸上に配置された前側格子と後側格子とを含み、
前記位相情報抽出部は、前記前側格子および前記後側格子のいずれか一方を他方の格子の格子面かつ前記ストライプ形状が有する長手方向に対して垂直な方向に、同一間隔で複数回移動させて、移動ごとの前記前側格子および前記後側格子を透過した前記回折光による前記干渉縞を、前記撮像素子の前記受光面に投影させる
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の距離測定装置において、
前記複数の回折格子は、正弦波状の透過率分布を有することを特徴とする距離測定装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の距離測定装置において、
さらに前記集光部によって集光された前記反射光を部分的に透過させる複数のピンホール部を備え、
前記複数の受光素子は、前記複数のピンホール部を透過した前記反射光をそれぞれ受光することを特徴とする距離測定装置。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の距離測定装置において、
さらに前記集光部によって集光された前記反射光の一部を、前記反射光の光軸を挟んで空間的に遮るナイフエッジを備え、
前記複数の受光素子は、前記ナイフエッジを介して前記反射光を受光することを特徴とする距離測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の距離測定装置において、
前記位相接続演算部は、
前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相と、対物距離と前記複数の回折格子を透過した回折光による干渉縞の画素ごとの位相との関係から得られる画素ごとの推定位相との差を画素ごとに求める位相推定部と、
前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相と、対応する前記画素ごとの推定位相との差が、−πから＋πの範囲の値となるように２ｎπ（ｎは０以外の整数）を加算して、前記画素ごとの位相差の前記位相分布を位相接続する位相接続処理部と、
を備え、
前記距離換算部は、対物距離と前記複数の回折格子を透過した回折光による干渉縞の画素ごとの位相との前記関係と、前記位相接続処理部によって算出された位相接続された前記画素ごとの位相差の前記位相分布とに基づいて、前記対物距離を求める
ことを特徴とする距離測定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の距離測定装置において、
前記照射部は、
前記光源からの光を平行状態にするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズから出射する光を前記測定対象に向ける第１のビームスプリッタと、
前記第１のビームスプリッタから出射された光を前記測定対象に集光する対物レンズと、
を備え、
前記対物距離は、前記対物レンズの前記測定対象側の主点から前記測定対象までの距離であることを特徴とする距離測定装置。
【請求項９】
請求項８に記載の距離測定装置において、
さらに前記測定対象から反射された前記反射光の光路に設けられた第２のビームスプリッタを備え、
前記第２のビームスプリッタは、前記反射光を前記複数の回折格子へ向けることを特徴とする距離測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の距離測定装置において、
前記集光部は、前記反射光の光路に設けられ、前記反射光を集光する集光レンズを備えることを特徴とする距離測定装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の距離測定装置において、
さらに前記複数の回折格子と前記撮像素子との間に設置されたシリンドリカルレンズを備えることを特徴とする距離測定装置。
【請求項１２】
照射部によって光源からの光を測定対象に集光させて照射する照射ステップと、
前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された反射光を結像面に集光させる集光ステップと、
前記集光ステップで集光された前記反射光を複数の受光素子で受光する受光ステップと、
前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記照射部から前記測定対象までの合焦対物距離を検出する合焦距離検出ステップと、
前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された前記反射光を複数の回折格子から透過させて回折する回折ステップと、
前記複数の回折格子を透過した回折光の干渉縞を、前記複数の回折格子の前記測定対象とは反対側の前記反射光の光軸上に設けられた撮像素子の受光面に投影させる撮像ステップと、
前記撮像ステップで前記受光面に投影された干渉縞の画素ごとの位相を抽出する位相情報抽出ステップと、
前記合焦対物距離に関する情報を参照して、前記位相情報抽出ステップで抽出された前記画素ごとの位相の位相分布を位相接続する位相接続演算ステップと、
前記位相接続演算ステップで位相接続された前記画素ごとの位相の前記位相分布に基づいて対物距離を求める距離換算ステップと
を備えることを特徴とする距離測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離測定装置および方法に関し、特に物体に光を照射して反射させ、その反射光に基づいて測定対象までの対物距離を測定する光学的距離測定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ光等の光を用いて、測定対象までの対物距離を非接触で測定できる光学的測定装置が知られている。このような光学的測定装置は、単に測定対象までの対物距離を測定するだけではなく、測定対象の表面形状測定や、薄膜の厚さ測定等、様々な用途に応用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、受光素子に２分割フォトダイオードを用い、ピントが合った状態では、結像スポットが各分割素子に均等に当たるのに対して、デフォーカスすると、一方の分割フォトダイオードに強く当たることを利用して、各分割フォトダイオードの出力の差から変位信号を得る、合焦式の距離測定装置を開示している。
【０００４】
このような従来の合焦式による距離測定装置は、同軸光学系によって合焦距離の異なる複数のデフォーカス信号から合焦位置を推定して測定対象までの距離を求める。そのため、従来の合焦式の距離測定装置は、例えば、三角測距式の距離測定装置と比べ、オクルージョンがないといった特徴を有する。
【０００５】
しかし、従来の合焦式の距離測定装置は、測定対象までの距離が遠くなると、デフォーカス量の変化が小さくなるため、距離計測の分解能が低くなる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２５７１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｍａｔｓｕｙａｍａ  Ｓ．  ｅｔ  ａｌ．，Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ａ  ｈａｒｄ−Ｘ−ｒａｙ  ｎａｎｏｂｅａｍ  ｕｓｉｎｇ  ｓｉｎｇｌｅ−ｇｒａｔｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ  Ｖｏｌ．２０，Ｉｓｓｕｅ  ２２，ｐｐ．２４９７７−２４９８６（２０１２）
【非特許文献２】野坂  健一郎  他「位相シフト法インライン３次元外観検査システム」パナソニック電工技報  ５７（３），２９−３４，２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、測定対象までの対物距離が比較的長い場合でも、距離計測の分解能がより高い距離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】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明に係る距離測定装置は、光源からの光を測定対象に集光させて照射する照射部と、前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された反射光を集光させる集光部と、前記集光部によって集光された前記反射光を受光する複数の受光素子と、前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記照射部から前記測定対象までの合焦対物距離を検出する合焦距離検出部と、前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された前記反射光を回折する複数の回折格子と、前記複数の回折格子の前記測定対象とは反対側の前記反射光の光軸上に設けられた撮像素子と、前記複数の回折格子を透過した回折光の干渉縞を前記撮像素子の受光面に投影させて、投影された前記干渉縞の画素ごとの位相を抽出する位相情報抽出部と、前記合焦対物距離に関する情報を参照して、前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相の位相分布を位相接続する位相接続演算部と、前記位相接続演算部によって位相接続された前記画素ごとの位相の前記位相分布に基づいて対物距離を求める距離換算部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記位相情報抽出部は、前記複数の回折格子を相対的に移動させた場合の、前記複数の回折格子を透過した前記回折光による前記干渉縞を前記撮像素子の前記受光面に投影させて、投影された前記干渉縞の前記画素ごとの位相を抽出してもよい。
【００１１】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記複数の回折格子は、それぞれストライプ形状の格子を有し、前記反射光の光軸上に配置された前側格子と後側格子とを含み、
前記位相情報抽出部は、前記前側格子および前記後側格子のいずれか一方を他方の格子の格子面かつ前記ストライプ形状が有する長手方向に対して垂直な方向に、同一間隔で複数回移動させて、移動ごとの前記前側格子および前記後側格子を透過した前記回折光による前記干渉縞を、前記撮像素子の前記受光面に投影させてもよい。
【００１２】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記複数の回折格子は、正弦波状の透過率分布を有していてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る距離測定装置において、さらに前記集光部によって集光された前記反射光を部分的に透過させる複数のピンホール部を備え、前記複数の受光素子は、前記複数のピンホール部を透過した前記反射光をそれぞれ受光してもよい。
【００１４】
また、本発明に係る距離測定装置において、さらに前記集光部によって集光された前記反射光の一部を、前記反射光の光軸を挟んで空間的に遮るナイフエッジを備え、前記複数の受光素子は、前記ナイフエッジを介して前記反射光を受光してもよい。
【００１５】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記位相接続演算部は、前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相と、対物距離と前記複数の回折格子を透過した回折光による干渉縞の画素ごとの位相との関係から得られる画素ごとの推定位相との差を画素ごとに求める位相推定部と、前記位相情報抽出部によって抽出された前記画素ごとの位相と、対応する前記画素ごとの推定位相との差が、−πから＋πの範囲の値となるように２ｎπ（ｎは０以外の整数）を加算して、前記画素ごとの位相差の前記位相分布を位相接続する位相接続処理部と、を備え、前記距離換算部は、対物距離と前記複数の回折格子を透過した回折光による干渉縞の画素ごとの位相との前記関係と、前記位相接続処理部によって算出された位相接続された前記画素ごとの位相差の前記位相分布とに基づいて、前記対物距離を求めてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記照射部は、前記光源からの光を平行状態にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズから出射する光を前記測定対象に向ける第１のビームスプリッタと、前記第１のビームスプリッタから出射された光を前記測定対象に集光する対物レンズと、を備え、前記対物距離は、前記対物レンズの前記測定対象側の主点から前記測定対象までの距離であってもよい。
【００１７】
また、本発明に係る距離測定装置において、さらに前記測定対象から反射された前記反射光の光路に設けられた第２のビームスプリッタを備え、前記第２のビームスプリッタは、前記反射光を前記複数の回折格子へ向けてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る距離測定装置において、前記集光部は、前記反射光の光路に設けられ、前記反射光を集光する集光レンズを備えていてもよい。
【００１９】
また、本発明に係る距離測定装置において、さらに前記複数の回折格子と前記撮像素子との間に設置されたシリンドリカルレンズを備えていてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る距離測定方法は、照射部によって光源からの光を測定対象に集光させて照射する照射ステップと、前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された反射光を結像面に集光させる集光ステップと、前記集光ステップで集光された前記反射光を複数の受光素子で受光する受光ステップと、前記複数の受光素子の出力に基づいて、前記照射部から前記測定対象までの合焦対物距離を検出する合焦距離検出ステップと、前記測定対象に照射されて、前記測定対象から反射された前記反射光を複数の回折格子から透過させて回折する回折ステップと、前記複数の回折格子を透過した回折光の干渉縞を、前記複数の回折格子の前記測定対象とは反対側の前記反射光の光軸上に設けられた撮像素子の受光面に投影させる撮像ステップと、前記撮像ステップで前記受光面に投影された干渉縞の画素ごとの位相を抽出する位相情報抽出ステップと、前記合焦対物距離に関する情報を参照して、前記位相情報抽出ステップで抽出された前記画素ごとの位相の位相分布を位相接続する位相接続演算ステップと、前記位相接続演算ステップで位相接続された前記画素ごとの位相の前記位相分布に基づいて対物距離を求める距離換算ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、合焦法によって測定された合焦対物距離を参照して、測定対象を反射して複数の回折格子を透過した回折光による干渉縞の画素ごとの位相における位相分布を位相接続するので、測定対象までの対物距離が比較的長い場合でも、より分解能の高い距離測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る距離測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る受光装置および撮像装置の構成を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る距離測定装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る距離測定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る合焦距離検出処理のフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施の形態に係る受光素子の出力と対物距離との関係を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施の形態に係る受光素子の出力の差と対物距離との関係を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の実施の形態に係る合焦対物距離を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る位相情報抽出処理のフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、モアレ縞の光強度と光軸からの距離との関係を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、計測された位相値と最小近似直線とを示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、計測された位相と画素の位置との関係を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る位相接続演算処理のフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態に係る位相接続演算処理を説明する図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の実施の形態に係る位相接続演算処理を説明する図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の実施の形態に係る位相接続演算処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図１０Ｃを参照して詳細に説明する。各図について共通する構成要素には、同一の符号が付されている。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る距離測定装置１の構成を示すブロック図である。図２は、受光装置２および撮像装置３の構成を説明する図である。
【００２５】
距離測定装置１は、受光装置２、撮像装置３、格子移動装置４、制御部５、記憶装置６、入力装置７、および出力装置８を備える。距離測定装置１は、図２に示す対物レンズ２０４の主点ａから測定対象２０５までの距離（対物距離）を測定する。
【００２６】
受光装置２は、図２に示すように、同軸光学系によって構成され、光源２０１、コリメータレンズ２０２、ビームスプリッタ２０３、対物レンズ２０４、集光レンズ２０６、ビームスプリッタ２０７、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂ、およびフォトダイオード（ＰＤ）２０９Ａ、２０９Ｂを備える。
受光装置２は、測定対象２０５を反射した反射光のＰＤ２０９Ａ、ＰＤ２０９Ｂによる受光強度を出力する。受光装置２による出力は、後述する合焦距離検出部５５が従来の合焦式の距離計測法により対物距離（以下、「合焦対物距離」という。）を計測するために用いられる。
【００２７】
光源２０１と、コリメータレンズ２０２と、ビームスプリッタ２０３と、対物レンズ２０４とは、光源２０１から出射される光を測定対象２０５に集光して照射する照射部を構成する。
対物レンズ２０４と、集光レンズ２０６とは、測定対象２０５を反射した反射光を集光する集光部を構成する。
ＰＤ２０９Ａと、ＰＤ２０９Ｂとは、集光部によって集光されてピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂをそれぞれ通過した光を受光する複数の受光素子を構成する。
【００２８】
光源２０１は、半導体レーザやガスレーザ、点光源ＬＥＤなどが用いられる。
コリメータレンズ２０２は、光軸Ｌ１の光路上に設けられ、光源２０１から出射された光を平行光化する。
ビームスプリッタ２０３は、コリメータレンズ２０２によって平行光化された光を測定対象２０５に向けて照射する。
【００２９】
対物レンズ２０４は、ビームスプリッタ２０３からの光を測定対象２０５に集光して照射する。測定対象２０５に照射された光は測定対象２０５から反射され、その反射光は、対物レンズ２０４によって略平行光化される。対物レンズ２０４から出射される反射光の一部は、集光レンズ２０６に入射する。また、対物レンズ２０４から出射される反射光の他方は、ビームスプリッタ３０１によって前側格子３０２に向けられる。
【００３０】
集光レンズ２０６は、対物レンズ２０４からの反射光を集光する。
ビームスプリッタ２０７は、集光レンズ２０６で集光された反射光をＰＤ２０９Ａ側（後ピン側受光系）とＰＤ２０９Ｂ側（前ピン側受光系）に分ける。なお、後ピン側受光系は、ピンホール部２０８ＡとＰＤ２０９Ａとを含む。前ピン側受光系は、ピンホール部２０８ＢとＰＤ２０９Ｂとを含む。
【００３１】
ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂは、それぞれ光軸Ｌ３、Ｌ２の光路上に設置され、集光レンズ２０６で集光された反射光の一部を透過させる。ピンホール部２０８Ａは、測定対象２０５が所定の基準位置に設置されている場合に、反射光の焦点位置ｂより後側（ＰＤ２０９Ａ側）になるように設置される。ピンホール部２０８Ｂは、測定対象２０５が所定の基準位置に設置されている場合に、反射光の焦点位置ｂより前側（測定対象２０５側）になるように設置される。
【００３２】
ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂは、集光レンズ２０６によって集光され、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂを通った光をそれぞれ受光する。ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂは、それぞれが受光した光の強度に応じた電流を出力する（以下、「受光強度」という。）。ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂから出力される受光強度は、後述する制御部５が有する受光強度入力部５１に入力される。
【００３３】
次に、撮像装置３の構成を説明する。撮像装置３は、図２に示すように、ビームスプリッタ３０１、前側格子３０２、後側格子３０３、およびリニアイメージセンサ３０４を含む。
撮像装置３は、リニアイメージセンサ３０４（撮像素子）の受光面（図示しない）に投影された２枚の回折格子（前側格子３０２、後側格子３０３）を透過した回折光による干渉縞の画像を出力する。撮像装置３によって撮像された干渉縞の撮像画像は、後述する位相情報抽出部５６によって、測定対象２０５を反射した反射光の波面の歪みを示す位相を抽出するための入力として用いられる。
【００３４】
ビームスプリッタ３０１は、対物レンズ２０４によって略平行光化された反射光を分岐させて、前側格子３０２へ向ける。
【００３５】
前側格子３０２と後側格子３０３（複数の回折格子）は、ビームスプリッタ３０１によって分岐された反射光の光路に設置され、反射光を回折させる。前側格子３０２は、反射光の光路において前側に設置され、後側格子３０３は、反射光の光路において後側に設置される。前側格子３０２および後側格子３０３は、一定ピッチのストライプ形状の格子パタンを有する。前側格子３０２および後側格子３０３は、同じ空間周波数の透過率分布を有していてもよい。前側格子３０２と後側格子３０３は、光軸Ｌ３に対して垂直に、かつ、互いのストライプ形状が平行となるように対向して設けられる。また、前側格子３０２および後側格子３０３は、正弦波状の透過率分布を有していてもよい。後側格子３０３は、後述する格子移動装置４によって、その格子の位置が移動される。
【００３６】
リニアイメージセンサ３０４は、フォトダイオードなどによって構成される画素セルが直線的に多数配列された受光面を有する。リニアイメージセンサ３０４は、前側格子３０２および後側格子３０３を透過した回折光による干渉縞が受光面に投影された画像を出力する。
【００３７】
格子移動装置４は、後述する格子制御部５２からの制御信号に基づいて、前側格子３０２と後側格子３０３を相対的に移動させる。
【００３８】
次に、制御部５の構成について説明する。
制御部５は、受光装置制御部５０と、受光強度入力部５１と、格子制御部５２と、撮像装置制御部５３と、撮像画像入力部５４と、合焦距離検出部５５と、位相情報抽出部５６と、位相接続演算部５７と、距離換算部５８とを備える。
【００３９】
受光装置制御部５０は、上述した受光装置２の設定や制御を行う。受光装置制御部５０は、例えば、受光装置２の光源２０１の光量や、露光時間などの調整や、サンプルレートなど、合焦対物距離の測定に必要な条件の設定を行う。
【００４０】
受光強度入力部５１は、ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂによってそれぞれ出力される受光強度を入力する。受光強度入力部５１に入力された受光強度は、合焦距離検出部５５に出力される。
【００４１】
格子制御部５２は、格子移動装置４を制御して、撮像装置３における後側格子３０３を移動させる。より詳細には、格子制御部５２は、後側格子３０３を、その格子面およびストライプ形状の方向とは垂直な方向に、例えば、１／４ピッチずつ３回移動させることを示す信号を格子移動装置４に送る。なお、格子制御部５２は、後側格子３０３ではなく、前側格子３０２を移動させるように構成してもよい。
【００４２】
撮像装置制御部５３は、上述した撮像装置３における設定や制御を行う。撮像装置制御部５３は、例えば、撮像装置３の露光時間などの調整や、サンプルレートなど、波面の計測に必要な条件の設定を行う。
【００４３】
撮像画像入力部５４は、撮像装置３によって撮像された干渉縞の画像を入力する。
【００４４】
合焦距離検出部５５は、受光強度入力部５１に入力されたＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂそれぞれの受光強度に基づいて、合焦式による対物距離、すなわち測定対象２０５からの合焦対物距離Ａを検出する。
【００４５】
より詳細には、合焦距離検出部５５は、それぞれ所定の位置に設置されたピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂを通過した光のＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂによる受光強度の差を算出する。さらに、合焦距離検出部５５は、測定対象２０５の位置と対物レンズ２０４の合焦位置とのずれを算出する。合焦距離検出部５５によって検出された対物距離である合焦対物距離Ａは、位相接続演算部５７に入力される。なお、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂを用いるピンホール法で検出される合焦対物距離Ａは、前述したように、分解能が低い場合がある。
【００４６】
位相情報抽出部５６は、撮像装置３において、リニアイメージセンサ３０４の受光面に投影された干渉縞の画素ごとの波面の歪みを示す位相情報を抽出する。
【００４７】
より詳細には、測定対象２０５から反射された反射光が対物レンズ２０４を通して略平行光化され、ビームスプリッタ３０１によって分岐されて、前側格子３０２を透過し、さらに後側格子３０３を透過すると、モアレ縞（干渉縞）が発生する。測定対象２０５までの対物距離が変化することによって測定対象２０５からの波面が変化する。位相情報抽出部５６は、このような波面を計測するために、前側格子３０２および後側格子３０３の２枚のストライプ形状の格子を用いてモアレ縞を発生させて位相分布を評価する、グレーチング干渉法（非特許文献１参照）を用いる。
【００４８】
さらに、位相情報抽出部５６は、グレーチング干渉法によって測定される波面の歪みを定量化させるために位相シフト法（非特許文献２参照）を用いる。位相シフト法とは、格子の位相を１周期の範囲でシフトさせながら、干渉縞パタンを投影して位相を計算することにより、干渉縞に含まれる波面の分布を計測する手法である。
【００４９】
位相情報抽出部５６は、モアレ縞における光強度の位相分布を抽出することによって波面の歪みを高感度に測定できる。しかし、位相情報抽出部５６によって抽出される位相情報は、位相が２π毎に不連続となる、いわゆる「位相とび」が生ずる位相情報である。
【００５０】
位相情報抽出部５６によって抽出される波面の歪みを示す画素ごとの位相情報によって、対物距離を求めることができるが、この位相情報は位相が２π変化するごとに折り返された値である。なお、位相情報抽出部５６によって抽出された位相情報は、位相接続演算部５７に入力される。
【００５１】
位相接続演算部５７は、位相推定部５７０と、位相接続処理部５７１とを有する。
位相接続演算部５７は、合焦距離検出部５５によって検出された合焦対物距離Ａを参照して、位相情報抽出部５６によって抽出された「位相とび」を有する位相の位相分布を位相接続する。そのため、位相情報抽出部５６によって抽出された位相情報だけを用いて「位相とび」を仮定して位相接続を行う場合よりも、より確実に位相接続処理を行うことができる。
【００５２】
位相推定部５７０は、位相情報抽出部５６によって抽出された位相（以下、「位相φi」という。なお、ｉはリニアイメージセンサ３０４の受光面におけるｉ番目の画素を示す。）と、対物距離とモアレ縞の画素ごとの位相との関係から得られる画素ごとの位相（推定位相）（以下、「位相θi」という。なお、ｉは受光面におけるｉ番目の画素を示す。）との差を画素ごとに求める。
【００５３】
より詳細には、位相推定部５７０は、受光装置２を用いた実験などにより予め求められた合焦式による対物距離と、リニアイメージセンサ３０４における画素ごとの位相との関係に基づいて、合焦距離検出部５５によって検出された合焦対物距離Ａに対応する画素ごとの位相θiを求める。なお、合焦式による対物距離と画素ごとの位相との関係は、光源２０１に用いられる光の波長、媒体の屈折率などを用いて、予め受光装置２および撮像装置３を用いた実験や、幾何光学計算などによって求めればよい。
【００５４】
また、位相推定部５７０は、抽出されたモアレ縞の画素ごとの位相φiと推定された位相θiとの位相差φi−θiを画素ごとに求める。
【００５５】
位相接続処理部５７１は、位相情報抽出部５６によって抽出された画素ごとの位相φiと、位相推定部５７０によって推定された画素ごとの位相θiとの位相差φi−θiが、−πから＋πの範囲の値となるように２ｎπ（ｎは０以外の整数）を加算して、位相接続された位相分布における位相φiを算出する。位相接続処理部５７１によって算出された位相接続された位相分布における位相φiは、距離換算部５８に入力される。
【００５６】
距離換算部５８は、位相接続処理部５７１によって位相接続された位相分布における位相φiに基づいて対物距離（以下、「対物距離Ａ’」という。）を求める。より詳細には、距離換算部５８は、位相推定部５７０によって求められた対物距離とモアレ縞の画素ごとの位相との関係と、位相接続された画素ごとの位相差φi−θiの位相分布に基づいて、対物距離Ａ’を求める。
【００５７】
記憶装置６は、読み書き可能な記憶媒体と、その記憶媒体に対してプログラムやデータなどの各種情報を読み書きするための駆動装置とで構成されている。記憶装置６には、記憶媒体としてフラッシュメモリなどの半導体メモリやハードディスクを使用することができる。記憶装置６は、データ記憶部６０、プログラム格納部６１、図示しないその他の格納装置で、例えば、この記憶装置６内に格納されているプログラムやデータなどをバックアップするための格納装置などを有することができる。
【００５８】
データ記憶部６０は、受光装置２によって出力される受光強度や、撮像装置３によって撮像されたモアレ縞の画像を記憶する。データ記憶部６０は、合焦距離検出部５５によって検出された合焦対物距離Ａを記憶する。また、データ記憶部６０は、位相情報抽出部５６によって抽出された位相φiなどに関する情報を記憶する。
【００５９】
プログラム格納部６１には、本実施の形態における合焦距離検出処理、位相情報抽出処理、位相接続演算処理などの対物距離Ａ’の測定に必要な処理を実行するための各種プログラムが格納されている。
【００６０】
入力装置７は、受光装置２や撮像装置３の設定情報や、合焦距離検出部５５や位相情報抽出部５６において必要な測定条件などの入力を受け付ける。入力装置７は、キーボードやタッチパネルなどによって実現される。
【００６１】
出力装置８は、距離換算部５８によって求められた対物距離Ａ’などを出力する。出力装置８は液晶ディスプレイなどによって実現される。
【００６２】
［距離測定装置のコンピュータ構成］
図３に示すように、距離測定装置１００は、バス１０１を介して接続される制御部１０２、Ｉ／Ｆ１０５、受光装置１０６、格子移動装置１０７、撮像装置１０８、記憶装置１０９、および表示装置１１０を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
【００６３】
制御部１０２は、ＣＰＵ１０３と主記憶部１０４とを備えている。主記憶部１０４には、ＣＰＵ１０３が各種制御や演算を行うためのプログラムが予め格納されている。制御部１０２によって、図１で示した制御部５に含まれる各機能が実現される。
【００６４】
Ｉ／Ｆ１０５は、距離測定装置１００と各種機器を接続するための入出力インターフェースである。Ｉ／Ｆ１０５は、距離測定装置１００と各種外部電子機器との間をネットワーク接続する制御装置としての機能を備えていてもよい。
【００６５】
受光装置１０６、格子移動装置１０７、および撮像装置１０８は、図１の受光装置２、格子移動装置４、撮像装置３にそれぞれ対応する。記憶装置１０９は、図１の記憶装置６に対応する。表示装置１１０は、図１の出力装置８に対応する。
【００６６】
［距離測定装置の動作］
上述した構成を有する距離測定装置１の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００６７】
まず距離測定装置１は、測定対象２０５を配置する（ステップＳ１）。次に、受光装置制御部５０および撮像装置制御部５３は、光源２０１の光量や露光時間などの初期調整を行う（ステップＳ２）。
【００６８】
その後、制御部５（合焦距離検出部５５、位相情報抽出部５６、位相接続演算部５７、距離換算部５８）は、測定条件を設定する（ステップＳ３）。具体的には、制御部４は、サンプルレート、位相接続の条件、測定対象２０５が存在しない条件などの条件設定を行う。
【００６９】
次に、合焦距離検出部５５は、合焦距離検出処理を実行する（ステップＳ４）。一方、位相情報抽出部５６は、位相情報抽出処理を実行する（ステップＳ５）。
【００７０】
ここで、合焦距離検出処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。受光装置２において、ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂは、測定対象２０５から反射され、集光レンズ２０６によって集光され、ビームスプリッタ２０７で分岐され、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂを通った光をそれぞれ受光する（ステップＳ４１）。
【００７１】
より詳細には、測定対象２０５から反射された反射光は、対物レンズ２０４で略平行光化され、集光レンズ２０６で集光されて、一部がビームスプリッタ２０７を透過し、前ピン側のピンホール部２０８Ｂを通り、ＰＤ２０９Ｂに受光される。一方、ビームスプリッタ２０７で反射された反射光は、後ピン側のピンホール部２０８Ａを通り、ＰＤ２０９Ａに受光される。
【００７２】
次に、受光強度入力部５１は、ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂそれぞれの受光強度を入力する（ステップＳ４２）。その後、合焦距離検出部５５は、受光強度入力部５１を介して入力されたＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂそれぞれの受光強度に基づいて、合焦対物距離Ａを検出する（ステップＳ４３）。
【００７３】
ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂそれぞれの受光強度と対物距離との関係は、図６Ａに示すように、ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂの受光強度に応じて決まる。対物距離が短くなると、ＰＤ２０９Ａの受光強度がＰＤ２０９Ｂの受光強度よりも大きくなる。対物距離が長くなると、ＰＤ２０９Ｂの受光強度がＰＤ２０９Ａの受光強度よりも大きくなる。
【００７４】
ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂそれぞれの受光強度をＩA、ＩBとすると、図６Ｂに示すように、ＰＤ２０９ＡとＰＤ２０９Ｂの受光強度の差（ＩB−ＩA）によって、対物距離に応じた受光強度を得ることができる。なお、図６Ｂに示すＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂによる受光強度と対物距離との関係は、設計や実験などによって予め求める。
【００７５】
なお、合焦距離検出部５５は、ＰＤ２０９ＡとＰＤ２０９Ｂの受光強度の差（ＩB−ＩA）を求める際に、光源強度変動や測定対象２０５の反射強度変動による影響を取り除くために、ＰＤ２０９ＡとＰＤ２０９Ｂの受光強度の和（ＩB＋ＩA）で規格化を行ってもよい。
【００７６】
合焦距離検出部５５は、ＰＤ２０９ＡおよびＰＤ２０９Ｂによる受光強度に基づいて、図６Ｂに示す受光強度と対物距離との関係から、対応する合焦対物距離Ａを検出する。図６Ｃは、図６Ｂの受光強度を示す曲線の単調増加の部分を示している。合焦対物距離Ａは、図６Ｃにおいて示す黒丸の点に対応する対物距離である。
【００７７】
合焦距離検出部５５によって検出された合焦式による合焦対物距離Ａは、位相接続演算部５７に入力される。なお、前述したように、合焦式の距離計測は分解能が低い場合があり、合焦距離検出部５５によって検出された合焦対物距離Ａは、誤差を含んでいるとする。
【００７８】
次に、位相情報抽出処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、撮像装置３において、リニアイメージセンサ３０４は、測定対象２０５から反射され、前側格子３０２および後側格子３０３を透過した回折光によるモアレ縞を撮像する（ステップＳ５１）。
【００７９】
より詳細には、測定対象２０５から反射された反射光は、対物レンズ２０４で略平行光化され、ビームスプリッタ２０３で分岐される。分岐された反射光は、前側格子３０２を透過し、さらに後側格子３０３を透過して、モアレ縞を発生し、リニアイメージセンサ３０４の受光面に投影される。
【００８０】
次に、撮像画像入力部５４は、リニアイメージセンサ３０４によって撮像された画像を入力する（ステップＳ５２）。入力された画像は、データ記憶部６０に記憶される。
【００８１】
次に、格子移動装置４は、後側格子３０３を格子の格子面およびストライプ形状に対して垂直な方向に、例えば、１／４ピッチ、すなわち、位相をπ／２移動させる（ステップＳ５３）。そして、リニアイメージセンサ３０４は、前側格子３０２および移動された後側格子３０３を透過した回折光によって発生するモアレ縞を撮像する（ステップＳ５４）。
【００８２】
次に、撮像画像入力部５４は、リニアイメージセンサ３０４によって撮像されたモアレ縞の画像を入力する（ステップＳ５５）。入力された画像は、データ記憶部６０に記憶される。
【００８３】
その後、格子移動装置４は、再び後側格子３０３を格子の格子面およびストライプ形状に対して垂直な方向にさらに１／４ピッチ、すなわち、位相をπ／２移動させる（ステップＳ５６：ＮＯ、ステップＳ５３）。そして、ステップＳ５４およびステップＳ５５が同様に実行される。その後、撮像画像入力部５４によって合計４枚のモアレ縞の撮像画像が入力されると（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、位相情報抽出部５６は、撮像画像の画素ごとの位相φiを抽出する（ステップＳ５７）。
【００８４】
より詳細には、位相情報抽出部５６は、撮像画像入力部５４を介して入力された、前側格子３０２および後側格子３０３を透過した回折光により発生するモアレ縞の光強度に基づいて、波面の歪みを示す画素ごとの位相φiを抽出する。
【００８５】
測定対象２０５から反射された光は、測定対象２０５までの対物距離が短いと、光は発散光となり、波面は測定対象２０５側に中心を持つ球面波となる。一方、測定対象２０５までの対物距離が長いと、光は収束光となり、波面は撮像素子（リニアイメージセンサ３０４）側に原点を持つ球面波となる。
【００８６】
この球面波を測定する方法として、本実施の形態では、グレーチング干渉法を用いる。対物レンズ２０４で略平行光化された測定対象２０５からの反射光は、ストライプ形状の前側格子３０２を透過する。さらに、同形状のストライプを有する後側格子３０３を透過させることにより、モアレ縞を発生させる。前述したように、このモアレ縞が波面の歪みを表す。また、モアレ縞が表す波面の歪みを定量化させるために、本実施の形態では、位相シフト法を用いる。
【００８７】
例えば、測定対象２０５までの対物距離が短い場合、対物レンズ２０４を透過した測定対象２０５からの反射光は拡散光となる。例えば、正弦波状の透過率分布を持った前側格子３０２を反射光が透過すると、前側格子３０２から撮像素子（リニアイメージセンサ３０４）側に離れるにしたがって、正弦波の周期が大きくなる。
【００８８】
また、前側格子３０２と同じ空間周波数の透過率分布を持った後側格子３０３を透過させることにより、モアレ縞が発生する。図８Ａに示すように、モアレ縞の光強度は光軸Ｌ４が最も強く、光軸Ｌ４から離れるにしたがって周期的に変化する。なお図８Ａにおいて、縦軸はリニアイメージセンサ３０４で撮像されたモアレ縞の光強度を示し、横軸はリニアイメージセンサ３０４の画素（ピクセル）方向を示す。
【００８９】
位相情報抽出部５６は、モアレ縞の光強度に対応する画素ごとの位相φiを求める。より詳細には、位相情報抽出部５６は、４回分の撮像画像の入力それぞれにおけるモアレ縞の光強度Ｉin（ｉは、リニアイメージセンサ３０４におけるｉ番目の画素位置を示す。ｎは、モアレ縞が撮像された順番を示す（ｎ＝０、１、２、３）。）に基づいて、波面の歪みを示す画素ごとの位相φiを求める。
【００９０】
具体的には、１回目の撮像画像（後側格子３０３が移動されていない状態）における、モアレ縞の受光強度Ｉi0と、２回目の撮像画像（後側格子３０３を格子面およびストライプ形状の方向と垂直に格子のピッチの１／４、すなわち、位相においてπ／２移動させた場合）におけるモアレ縞の受光強度Ｉi1と、３回目の撮像画像（後側格子３０３をさらに同方向に１／４ピッチ移動させた場合）におけるモアレ縞の受光強度Ｉi2と、４回目の撮像画像（後側格子３０３をさらに同方向に１／４ピッチ移動させた場合）におけるモアレ縞の受光強度Ｉi3と、に基づいて、画素ごとの位相φiを求める。
【００９１】
位相情報抽出部５６は、次の式（１）により位相φiを求める。
φi＝ｔａｎ-1｛（Ｉi3−Ｉi1）／（Ｉi0−Ｉi2）｝        ・・・（１）
【００９２】
上式（１）によって求められた画素ごとの位相φiは、図８Ｂの実線で示される。なお、実際の撮像画像に基づいて求められる位相φiの値は、測定対象２０５までの対物距離に応じた波面の変化以外に、レンズの収差などによる影響を受けるため、直線にはならない。そのため、位相情報抽出部５６は、最小自乗直線近似を行って、その傾きを求めることによって、波面の歪みを求める。図８Ｂにおいて、最小自乗近似された画素ごとの位相φiは点線で示されている。
【００９３】
位相情報抽出部５６によって求められた画素ごとの位相φiは、図８Ｃに示すように、上式（１）右辺の分母と分子の値の正負により、−πから＋πの範囲で折り返された値となる。
【００９４】
次に、位相接続演算部５７は、合焦距離検出部５５によって検出された合焦対物距離Ａを参照して、位相情報抽出部５６により抽出された位相φiにおける位相分布の位相接続を行う（図４、ステップＳ６）。
【００９５】
ここで、位相接続演算処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。まず、位相推定部５７０は、合焦式による対物距離と画素ごとの位相との関係を求める（ステップＳ１０１）。具体的には、位相推定部５７０は、光源２０１の波長など受光装置２の光学系において設定されている条件を用いて、合焦式による対物距離と画素ごとの位相との関係を求める。なお、実験や幾何光学計算などによって事前に求められた上記の合焦式による対物距離と画素ごとの位相との関係を示すデータを、位相推定部５７０が取得する構成を採用してもよい。
【００９６】
次に、位相推定部５７０は、ステップＳ４（図４）で合焦距離検出部５５によって検出されたおよその対物距離である合焦対物距離Ａの値に基づいて、画素ごとの位相θi（推定位相）に換算する（ステップＳ１０２）。換算された位相θiは、図１０Ａにおいて、実線の細線に示されている。
【００９７】
次に、位相接続処理部５７１は、位相情報抽出部５６によるグレーチング干渉法と位相シフト法との組み合わせにより抽出された画素ごとの位相φiとステップＳ１０２において推定された画素ごとの位相θiとの位相差φi−θiが、−πから＋πの範囲の値となるように２ｎπ（ｎは０以外の整数）を加算する（ステップＳ１０３）。
【００９８】
図１０Ｂの矢印で示すように、位相接続処理部５７１は、画素ごとの位相差φi−θiが±πを超えた場合は、２ｎπを加算して、画素ごとの位相の値が連続になるように位相接続する。
【００９９】
次に、位相接続処理部５７１は、ステップＳ１０３で求めた画素ごとの位相差φi−θiに位相θiを加算して、位相接続された位相分布の画素ごとの位相φiを求める（ステップＳ１０４）。図１０Ｃは、位相接続処理部５７１によって位相接続された画素ごとの位相φiを示す。
【０１００】
次に、距離換算部５８は、位相接続処理部５７１によって位相接続された位相分布における位相φiを対物距離Ａ’に換算する（図４、ステップＳ７）。より詳細には、距離換算部５８は、図１０Ｃに示す、位相接続された画素ごとの位相φiの位相分布を直線近似して、その傾きにより測定対象２０５までの対物距離Ａ’を求める。
【０１０１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、距離測定装置１は、合焦式によって検出された測定対象２０５までのおよその距離である合焦対物距離Ａを参照して、グレーチング干渉法と位相シフト法との組み合わせにより抽出された、モアレ縞の光強度の画素ごとの位相φiの位相分布を位相接続するため、分解能の高い対物距離Ａ’を測定することができる。
【０１０２】
また、距離測定装置１は、撮像装置３を用いることで画素ごとの詳細な位相情報を求めることができる。そのため、より分解能の高い対物距離Ａ’を測定することができる。
【０１０３】
以上、本発明の距離測定装置、および距離測定方法における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。
【０１０４】
例えば、説明した実施の形態では、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂを用いる場合について説明したが、ピンホール部２０８Ａ、２０８Ｂの代わりにナイフエッジを２分割フォトダイオードで構成されるＰＤ２０９Ａ、ＰＤ２０９Ｂと集光レンズ２０６との間の光路に設置して、光軸Ｌ２を挟んで反射光を遮るナイフエッジ法による合焦式の受光装置２を用いてもよい。
【０１０５】
また、説明した実施の形態では、波面を計測する撮像装置３は、測定対象２０５を反射して、対物レンズ２０４によって略平行光化された光を用いる場合について説明した。しかし、撮像装置３において前側格子３０２に入射される光は、略平行光化された光だけでなく、拡散光や、収束光でもよい。この場合には、前側格子３０２の影の倍率が、後側格子３０３のものとほぼ等しくなるように格子のピッチを変えればよい。
【０１０６】
また、説明した実施の形態では、リニアイメージセンサ３０４は、前側格子３０２および後側格子３０３からのモアレ縞を受光面で受光する場合について説明したが、例えば、リニアイメージセンサ３０４の前の光路に、シリンドリカルレンズをさらに設けて後側格子３０３のストライプ方向の光を集光してもよい。このような構成を採用することで、リニアイメージセンサ３０４における受光信号強度を上げることができる。
【０１０７】
また、説明した実施の形態では、後側格子３０３を格子ピッチ１／４（位相π／２）ずつ移動して、移動ごとに合計４回撮像された画像を用いる場合について説明した。しかし、後側格子３０３を移動する間隔および撮像画像の入力回数は上記に限られない。例えば、位相シフト量２π／３で合計３回の撮像画像が与えられてもよい。
【０１０８】
また、説明した実施の形態では、前側格子３０２と後側格子３０３の格子のピッチが同じ場合について説明したが、格子のピッチが異なる構成を採用してもよい。この場合、モアレ稿にキャリア周波数が重畳されるため、位相情報抽出部５６は、モアレ縞の光強度における画素ごとの位相を抽出した後に、キャリア周波数を除去すればよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１００…距離測定装置、２、１０６…受光装置、３、１０８…撮像装置、４、１０７…格子移動装置、５、１０２…制御部、６、１０９…記憶装置、７…入力装置、８…出力装置、５０…受光装置制御部、５１…受光強度入力部、５２…格子制御部、５３…撮像装置制御部、５４…撮像画像入力部、５５…合焦距離検出部、５６…位相情報抽出部、５７…位相接続演算部、５８…距離換算部、６０…データ記憶部、６１…プログラム格納部、２０１…光源、２０２…コリメータレンズ、２０３…ビームスプリッタ、２０４…対物レンズ、２０５…測定対象、２０６…集光レンズ、２０７…ビームスプリッタ、２０８Ａ、２０８Ｂ…ピンホール部、２０９Ａ、２０９Ｂ…フォトダイオード、３０１…ビームスプリッタ、３０２…前側格子、３０３…後側格子、３０４…リニアイメージセンサ、５７０…位相推定部、５７１…位相接続処理部、１０１…バス、１０３…ＣＰＵ、１０４…主記憶部、１０５…Ｉ／Ｆ、１１０…表示装置。
【図１】
2019100905.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
2019100905.tif 000009
【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
2019100905.tif 000015
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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