(57)【要約】      （修正有）【課題】干渉縞を発生させるための調整を光干渉測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく実施できる光干渉測定装置を提供する。【解決手段】光干渉測定装置は、光を出力する光源と、光源から出力された光を参照光路と測定光路とに分岐するとともに、参照光路を経た反射光と測定光路に配置されたワークを経た反射光とを合成した合成波を出力するビームスプリッタと、参照光路に配置され、ビームスプリッタで参照光路に分岐された光を反射する参照ミラー２３１と、測定光路に配置されワークが載置されるステージと、合成波が結像した画像を撮像する撮像手段と、参照ミラー２３１の姿勢を調整する参照ミラー調整機構（２３４、２３８、２３９）と、ワークがステージに載置された状態で撮像した画像に基づき、参照ミラー２３１の反射面がワークの測定面に対応するよう参照ミラー調整機構を制御する制御手段とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出力する光源と、
前記光源から出力された光を参照光路と測定光路とに分岐するとともに、参照光路を経た反射光と測定光路に配置された測定対象物を経た反射光とを合成した合成波を出力するビームスプリッタと、
前記参照光路に配置され、ビームスプリッタで参照光路に分岐された光を反射する参照ミラーと、
前記測定光路に配置され、測定対象物が載置されるステージと、
前記合成波が結像した画像を撮像する撮像手段と、
前記参照ミラーの姿勢を調整する参照ミラー調整機構と、
調整用の測定対象物が前記ステージに載置された状態で前記撮像手段が撮像した画像に基づき、前記参照ミラーの反射面が測定対象物の測定面に対応するよう前記参照ミラー調整機構を制御する制御手段と
を備える光干渉測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、測定対象物が前記ステージに載置された状態で前記撮像手段が撮像した画像に写る干渉縞の数が所定数以下となるよう前記参照ミラー調整機構を制御することを特徴とする請求項１に記載の光干渉測定装置。
【請求項３】
前記参照ミラー調整機構は、
前記参照ミラーを光軸方向に微小駆動する前後調整手段と、
前記参照ミラーの角度を調整する角度調整手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記前後調整手段を制御して、前記撮像手段が撮像した画像に干渉縞が写るよう前記参照ミラーの光軸方向の位置を調整し、
前記角度調整手段を制御して、前記撮像手段が撮像した画像に写る干渉縞の数が所定数以下となるよう前記参照ミラーの角度を調整する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光干渉測定装置。
【請求項４】
前記光源、前記ビームスプリッタ、前記参照ミラー、前記撮像手段、および前記参照ミラー調整機構は、前記光干渉測定装置の本体から着脱可能な干渉光学系を構成し、
前記干渉光学系は、前記制御手段が前記参照ミラー調整機構を制御して行う前記参照ミラーの姿勢調整に先立って、干渉縞が生じていない状態で前記撮像手段が撮像した測定対象物の画像の中の複数位置における合焦位置に基づいて、前記測定対象物に対する角度が調整されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光干渉測定装置。
【請求項５】
前記光源は、白色光と単色光とを選択的に切り替えて出力可能に構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光干渉測定装置。
【請求項６】
コンピュータを請求項１から５のいずれか１項に記載の光干渉測定装置における制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の干渉によって生じる干渉縞の輝度情報を用いた測定を行う光干渉測定装置、および光干渉測定装置調整プログラムに関する。
【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。
【０００３】
例えば白色光光源を用いる光干渉測定装置においては、参照光路と測定光路の光路長が一致する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。したがって、光干渉測定装置では、参照光路または測定光路の光路長を変化させながら干渉光強度の二次元の分布を示す干渉画像をＣＣＤカメラ等の撮像素子により撮影し、撮影視野内の各測定位置で干渉光の強度がピークとなるピント位置を検出することで、各測定位置における測定面の高さを測定し、測定対象物の三次元形状などを測定することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１９１１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような光干渉測定装置では、試料を測定する際に装置本体に搭載された干渉計に干渉縞を発生させるべく、ステージ或いはワーク（試料）の角度調整を行っている。ワークやステージの角度調整を行うと、干渉計に搭載された撮像素子もしくは光干渉測定装置に同設した観察装置（画像光学ヘッド等）でワークを測定する際にコサイン誤差が発生し、正確な形状測定が困難であった。また、重量物であるステージを素早く正確に調整することは容易ではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は上記の課題を解決し、干渉縞を発生させるための調整を光干渉測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく実施することができる光干渉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】
上記課題を解決するために、本発明に係る光干渉測定装置は、光を出力する光源と、光源から出力された光を参照光路と測定光路とに分岐するとともに、参照光路を経た反射光と測定光路に配置された測定対象物を経た反射光とを合成した合成波を出力するビームスプリッタと、参照光路に配置され、ビームスプリッタで参照光路に分岐された光を反射する参照ミラーと、測定光路に配置され、測定対象物が載置されるステージと、合成波が結像した画像を撮像する撮像手段と、参照ミラーの姿勢を調整する参照ミラー調整機構と、調整用の測定対象物がステージに載置された状態で撮像手段が撮像した画像に基づき、参照ミラーの反射面が測定対象物の測定面に対応するよう参照ミラー調整機構を制御する制御手段とを備える。このような構成により、測定対象物や測定対象物を置くステージの角度を変更することなく（したがって光干渉測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく）参照ミラーの姿勢のみを変化させて干渉縞を発生させるための調整をすることができる。
【０００８】
本発明では、制御手段は、測定対象物がステージに載置された状態で撮像手段が撮像した画像に写る干渉縞の数が所定数以下となるよう参照ミラー調整機構を制御するとよい。例えば、参照ミラー調整機構は、参照ミラーを光軸方向に微小駆動する前後調整手段と、参照ミラーの角度を調整する角度調整手段とを備え、制御手段は、前後調整手段を制御して、撮像手段が撮像した画像に干渉縞が写るよう参照ミラーの光軸方向の位置を調整し、角度調整手段を制御して、撮像手段が撮像した画像に写る干渉縞の数が所定数以下となるよう参照ミラーの角度を調整するとよい。このような構成により、参照ミラーの調整を正確かつ迅速に行うことができる。
【０００９】
本発明では、光源、ビームスプリッタ、参照ミラー、撮像手段、および参照ミラー調整機構は、光干渉測定装置の本体から着脱可能な干渉光学系を構成し、干渉光学系は、制御手段が参照ミラー調整機構を制御して行う参照ミラーの姿勢調整に先立って、干渉縞が生じていない状態で撮像手段が撮像した測定対象物の画像の中の複数位置における合焦位置に基づいて、測定対象物に対する角度が調整されるとよい。このような構成により、干渉光学系の座標系を光干渉測定装置の座標系と一致させることができる。その結果、干渉光学系による測定と、光干渉測定装置が備える他の測定手段による測定との切り替えを素早く行うことが可能となる。
【００１０】
本発明では、光源は、白色光と単色光とを選択的に切り替えて出力可能に構成されることを特徴とするとよい。このような構成により、測定範囲の広い白色光干渉測定と超精密測定が可能な単色光干渉測定の両方を目的に応じて選択して測定することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るプログラムは、コンピュータを上述の光干渉測定装置における制御手段として機能させる。このような構成により、測定対象物や測定対象物を置くステージの角度を変更することなく（したがって光干渉測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく）参照ミラーの姿勢のみを変化させて干渉縞を発生させるための調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】光干渉測定装置の一実施形態である、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】光干渉光学ヘッド１５２の構成を光路とともに示す模式図である。
【図３】参照ミラー部２３の構造を示す断面図である。
【図４】対物レンズ部２２の構造と測定光路および参照光路を示す要部拡大図である。
【図５】コンピュータ本体２０１の構成を示すブロック図である。
【図６】光干渉光学ヘッド１５２を画像測定装置の本体に取り付ける際に行う調整の手順を示すフローチャートである。
【図７】、光干渉光学ヘッド１５２による三次元形状測定の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔画像測定装置の構成〕
以下、本発明に係る光干渉測定装置の一実施形態である干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置の全体構成を示す斜視図である。干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置は、非接触型の画像測定機１と、この画像測定機１を駆動制御すると共に、必要なデータ処理を実行するコンピュータシステム２とを備える。なお、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置は、これらの他、計測結果等をプリントアウトするプリンタ等を適宜備えてもよい。
【００１５】
干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１は、架台１１と、試料台（ステージ）１２と、支持アーム１３ａおよび１３ｂと、Ｘ軸ガイド１４と、撮像ユニット１５とを備える。図１に示されるように、測定装置１は、フロアに設置された除振台３上に配置される。除振台３はフロアの振動が台上の測定装置１に伝搬するのを防ぐ。除振台３はアクティブ型及びパッシブ型のいずれであってもよい。除振台３の天板上には架台１１が配置され、その上に、ワークＷを載置するステージ１２がその上面をベース面として水平面と一致するように載置される。ステージ１２は、図示しないＹ軸駆動機構によってＹ軸方向に駆動され、ワークＷを撮像ユニットに対してＹ軸方向に移動可能とされている。架台１１の両側縁中央部には上方に延びる支持アーム１３ａ、１３ｂが固定され、この支持アーム１３ａ、１３ｂの両上端部を連結するようにＸ軸ガイド１４が固定される。このＸ軸ガイド１４は、撮像ユニット１５を支持する。撮像ユニット１５は、図示しないＸ軸駆動機構によってＸ軸ガイド１４に沿って駆動される。
【００１６】
撮像ユニット１５は、ワークＷの二次元画像を撮像する画像光学ヘッド１５１および光干渉測定によりワークＷの三次元形状を測定する光干渉光学ヘッド１５２を着脱可能に備え、いずれかのヘッドを用いて、コンピュータシステム２が設定する測定位置でワークを測定する。画像光学ヘッド１５１の測定視野は光干渉光学ヘッド１５２の測定視野よりも通常広く設定し、コンピュータシステム２による制御により、両ヘッドを切り替えて使用できる。画像光学ヘッド１５１と光干渉光学ヘッド１５２は、一定の位置関係を保つよう、共通の支持板により支持され、切り替えの前後で測定の座標軸が変化しないよう予めキャリブレーションされる。
【００１７】
画像光学ヘッド１５１は、ＣＣＤカメラ、照明装置、フォーカシング機構等を備え、ワークＷの二次元画像を撮影する。撮影された二次元画像のデータはコンピュータシステム２に取り込まれる。
【００１８】
光干渉光学ヘッド１５２は、図２に示すように、光出射部２０と、光干渉光学ヘッド部２１と、対物レンズ部２２と、参照ミラー部２３と、結像レンズ２４と、撮像部２５と、駆動機構部２６とを備える。
【００１９】
光出射部２０は、広帯域にわた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。
【００２０】
光干渉光学ヘッド部２１は、ビームスプリッタ２１１と、コリメータレンズ２１２とを備えている。光出射部２０から出射した光は、対物レンズ部２２の光軸と直角の方向から、コリメータレンズ２１２を介してビームスプリッタ２１１に平行に照射され、ビームスプリッタ２１１からは光軸に沿った光が出射されて、対物レンズ部２２に対して上方から平行ビームが照射される。
【００２１】
対物レンズ部２２は、対物レンズ２２１、ビームスプリッタ２２２等を備えて構成される。対物レンズ部２２においては、上方から平行ビームが対物レンズ２２１に入射した場合、入射光は対物レンズ２２１で収束光となり、ビームスプリッタ２２２の内部の反射面２２２ａに入射する。ここで、入射光は、参照ミラー２３１を有する参照光路（図中破線）を進む反射光（参照光）と、ワークＷを配置した測定光路（図中実線）を進む透過光（測定光）とに分岐する。反射光は、収束して参照ミラー２３１で反射され、更にビームスプリッタ２２２の反射面２２２ａにより反射される。一方、透過光は、収束してワークＷで反射され、ビームスプリッタ２２２の反射面２２２ａを透過する。参照ミラー２３１からの反射光と測定対象物Ｗからの反射光とはビームスプリッタ２２２の反射面２２２ａにより合成されて合成波となる。
【００２２】
ビームスプリッタ２２２の反射面２２２ａの位置で合成された合成波は、対物レンズ２２１で平行ビームになり上方へ進み、光干渉光学ヘッド部２１を通過して、結像レンズ２４に入射する（図２中一点鎖線）。結像レンズ２４は合成波を収束させ撮像部２５上に干渉画像を結像させる。
【００２３】
参照ミラー部２３は、図３に示すように、上述のビームスプリッタ２２２により分岐された参照光路を進む反射光（参照光）を反射する参照ミラー２３１を保持するとともに、参照ミラー２３１の反射光とワークＷの測定面からの反射光との間で干渉縞を生じるよう、参照ミラー２３１の姿勢（例えば位置と角度）を調整可能とする。具体的には、参照ミラー部２３は、対物レンズ部２２に軸受２３２を介して回動可能に取り付けられた第１収納筒２３３と、第１収納筒２３３の端面に配され第１収納筒２３３の軸方向に伸縮可能なピエゾアクチュエータ２３４と、ピエゾアクチュエータ２３４を介して第１収納筒２３３に結合され、内部に参照ミラー２３１を有する第２収納筒２３５と、第２収納筒２３５の内部において参照ミラー２３１を保持し、かつビームスプリッタ２２２と対向する面に参照ミラー２３１を有する保持部材２３７とを備える。参照ミラー２３１は、保持部材２３７において参照ミラー２３１を挟む位置に突設された一対の揺動軸２３６を中心として揺動可能に保持される。また、参照ミラー２３１の角度を調整すべくモータ２３８およびモータ２３９が設けられる。モータ２３８は、参照ミラー２３１が所望の角度になるよう、参照ミラー部２３全体を参照光の光軸を中心として回動させ、所望の角度に保持する。また、モータ２３９は、参照ミラー２３１が所望の角度になるよう、揺動軸２３６を回転軸として保持部材２３７を回動させ、所望の角度に保持する。また、ピエゾアクチュエータ２３４は、参照ミラー２３１を内部に有する第２収納筒２３５を参照光の光軸方向に微小駆動する。ピエゾアクチュエータ２３４、モータ２３８、およびモータ２３９は、コンピュータシステム２により数値制御（ＣＮＣ）され、参照ミラー２３１の姿勢を制御する参照ミラー調整機構として機能する。
【００２４】
撮像部２５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２２から出力された合成波（ワークＷからの反射光と参照ミラー２３１からの反射光）の干渉画像を撮像する。撮像された画像のデータはコンピュータシステム２に取り込まれる。
【００２５】
駆動機構部２６は、コンピュータシステム２からの移動指令によって、光干渉光学ヘッド１５２を光軸方向に移動させる。ここで、図４に示した対物レンズ部２２の要部拡大図において、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光路長差が０となる。従って、駆動機構部２６は、測定に際しては、光路長差０となるように、光干渉光学ヘッド１５２を光軸方向（すなわちＺ軸方向）に移動させることで測定光路の長さを調整する。なお、上記では光干渉光学ヘッド１５２を移動させる場合を例示して説明したが、ステージ１２を移動させることで測定光路の長さを調整する構成としてもよい。また、ピエゾアクチュエータ２３４による参照ミラー２３１の光軸方向による移動により参照光路（光路１＋光路２）の長さを可変とする構成としてもよい。このように、光干渉光学ヘッド１５２において、参照光路または測定光路の何れか一方の光路長が可変とされる。
【００２６】
光干渉光学ヘッド１５２は、コンピュータシステム２による制御の下、駆動機構部２６により光軸方向の位置を移動走査されながら撮像部２５による撮像を繰り返す。撮像部２５により撮像された各移動走査位置での干渉画像の画像データはコンピュータシステム２に取り込まれ、測定視野内の各位置について、干渉縞のピークが生じる移動走査位置を検出し、ワークＷの測定面の各位置における高さ（Ｚ方向位置）が求められる。
【００２７】
コンピュータシステム２は、コンピュータ本体２０１、キーボード２０２、ジョイスティックボックス（以下、Ｊ／Ｓと呼ぶ）２０３、マウス２０４及びディスプレイ２０５を備える。
【００２８】
図５に示すように、コンピュータ本体２０１は、制御の中心をなすＣＰＵ４０と、記憶部４１と、ワークメモリ４２と、インタフェース４３、４４、４５、４６と、ディスプレイ２０５での表示を制御する表示制御部４７とを備える。
【００２９】
キーボード２０２、Ｊ／Ｓ２０３及びマウス２０４から入力されるオペレータの指示情報は、インタフェース４３を介してＣＰＵ４０に入力される。インタフェース４４は、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１と接続され、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１に対しＣＰＵ４０からの各種制御信号を供給し、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１から各種のステータス情報や測定結果を受信してＣＰＵ４０に入力する。
【００３０】
画像測定モードが選択されている場合、表示制御部４７は、ディスプレイ２０５に画像光学ヘッド１５１のＣＣＤカメラから供給された画像信号による画像を表示する。光干渉測定モードが選択されている場合、表示制御部４７は、光干渉光学ヘッド１５２により撮影した画像、ＣＡＤデータ、光干渉光学ヘッド１５２により測定した三次元形状データ等を、ＣＰＵ４０による制御に基づき適宜ディスプレイ２０５に表示する。画像光学ヘッド１５１や光干渉光学ヘッド１５２による測定結果は、インタフェース４５を介してプリンタに出力することができる。また、インタフェース４６は、外部の図示しないＣＡＤシステム等により提供されるワークＷのＣＡＤデータ（設計データ）を、所定の形式に変換してコンピュータシステム２に入力する。
【００３１】
ワークメモリ４２は、ＣＰＵ４０の各種処理のための作業領域を提供する。記憶部４１は、例えばハードディスクドライブやＲＡＭ等により構成され、ＣＰＵ４０により実行されるプログラム、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１による測定結果等を格納する。
【００３２】
ＣＰＵ４０は、各インタフェースを介した各種入力情報、オペレータの指示及び記憶部４１に格納されたプログラム等に基づいて、画像光学ヘッド１５１による画像測定モードと光干渉光学ヘッド１５２による光干渉測定モードとの切り替え、測定範囲の指定、撮像ユニット１５のＸ軸方向への移動、ステージ１２のＹ軸方向への移動、参照ミラー２３１の姿勢調整、画像光学ヘッド１５１による二次元画像の撮像、光干渉光学ヘッド１５２による干渉画像の測定と三次元形状データの算出等の各種の処理を実行する。ＣＰＵ４０は、記憶部４１に格納されたプログラムを実行することにより、本発明における制御手段の機能を実現する。
【００３３】
〔光干渉光学ヘッドの調整〕
図６は、本実施形態に係る干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置を用いて三次元形状測定を行うべく、光干渉光学ヘッド１５２を画像測定装置の本体に取り付ける際に行う調整の手順を示すフローチャートである。この調整は、光干渉光学ヘッド１５２の取り付け時の他、任意のタイミングで（例えば１日に１回などの定期的に）実行してもよい。以下、調整の手順について説明する。
【００３４】
はじめに、光干渉光学ヘッド１５２を干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置１の撮像ユニット１５に取り付ける（ステップＳ１００）。続いて、調整用のワークＷをステージ１２に配置する（ステップＳ１１０）。なお、調整用のワークＷは、測定面が十分な精度で平坦に仕上げられており、測定面には光学画像における合焦状態を確認するための所定のパターンが描かれている。続いて、参照ミラー２３１を干渉縞が生じない位置に退避させた状態で、光干渉光学ヘッド１５２の光軸方向の位置を移動走査しながら撮像部２５によりワークＷの光学画像を撮像し、得られた画像における中心部と周辺部の合焦位置の差を求める（ステップＳ１２０）。合焦位置は、例えば所定パターンのコントラストが最も大きくなる位置として検出することができる。
【００３５】
合焦位置の差が所定の規格値以内に入っていない場合（ステップＳ１３０；Ｎｏ）、光干渉光学ヘッド１５２の傾きを調整し（ステップＳ１４０）、処理をステップＳ１２０に戻す。一方、合焦位置の差が所定の規格値以内に入っている場合（ステップＳ１３０；Ｙｅｓ）には、干渉縞を生じさせるべく参照ミラー２３１を光軸方向に移動し（ステップＳ１５０）、撮像部２５により干渉画像を撮像し、得られた画像に干渉縞が写っているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。得られた画像に干渉縞が写っていない場合（ステップＳ１６０；Ｎｏ）、ステップＳ１５０に戻り、ピエゾアクチュエータ２３４を駆動して参照ミラー２３１を移動させ、参照ミラーの光軸方向における位置を再調整する。一方、得られた画像に干渉縞が写っている場合（ステップＳ１６０；Ｙｅｓ）には、画像内の干渉縞の本数が所定の規格値（例えば１本）以内であるか否かを判定する（ステップＳ１７０）。干渉縞の本数が所定の規格値を超過する場合（ステップＳ１７０；Ｎｏ）には、モータ２３８およびモータ２３９を駆動して、干渉縞の本数が少なくなるよう（すなわち、ワークＷの測定面と参照ミラー２３１の反射面が正確に対応するよう）参照ミラー２３１の角度を調節し（ステップＳ１８０）、処理をステップＳ１７０に戻す。一方、干渉縞の本数が所定の規格値以内である場合（ステップＳ１７０；Ｙｅｓ）には、調整を終了する。
【００３６】
上述の調整では、ステップＳ１００からＳ１４０により、光干渉光学ヘッド１５２の光軸方向を調整用ワークＷの測定面（反射面）と直交するよう光干渉光学ヘッド１５２の姿勢を調整する。また、Ｓ１５０からＳ１７０により、参照ミラー２３１の反射面の傾きが調整用ワークの測定面（反射面）に対応するよう参照ミラー２３１の姿勢を調整する。これらの調整は、光干渉光学ヘッド１５２を取り付ける度に実施される。上述の調整ではワークＷやステージ１２の角度を変更することがないので、干渉光学系と画像測定装置とを組み合わせた測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく干渉縞を発生させるための調整ができるので、調整後に画像光学ヘッド１５１を用いてもコサイン誤差が発生しない。また、画像光学ヘッド１５１での測定と光干渉光学ヘッド１５２での測定とで共通の座標系を利用でき、２つのヘッドの切り替えを正確かつ高速に行うことができる。
【００３７】
〔光干渉光学ヘッドによる三次元形状測定〕
続いて、図７示すフローチャートを参照しつつ、光干渉光学ヘッド１５２による三次元形状測定の手順を説明する。測定用ワークの測定は、前述の調整が完了した状態で調整用のワークＷを測定対象のワークＷに置き換えて実施される。三次元形状測定を開始すると、光干渉光学ヘッド１５２を光軸方向（Ｚ軸方向）に所定量移動し（Ｓ２００）、測定面の干渉光強度の二次元の分布を示す干渉画像撮像する（Ｓ２１０）。これを所定サンプリング数だけ繰り返し（Ｓ２００〜Ｓ２２０）、所定枚の干渉画像が蓄積されると、測定面の各測定位置における光路長差の変化に伴う干渉光強度の変化を示す干渉光強度列のピーク位置を検出する（Ｓ２３０）。そして、検出した各測定位置のピーク位置を測定点における高さとして表示、出力する（Ｓ２４０）。
【００３８】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、光干渉光学ヘッドとして、光源が白色光を発光する光源を用いた白色光干渉光学ヘッドを用いる例を説明したが、光干渉光学ヘッドはこれに代えて単色光を発光する光源を用いた単色光干渉光学ヘッドとしてもよいし、光源に白色光と単色光を切り替えて出力可能な光源を用いた光干渉光学ヘッドを採用し、測定範囲の広い白色光干渉測定と超精密測定が可能な単色光干渉測定とを切り替えて実施できるようにしてもよい。単色光を発光する光源としては所望の波長のレーザを用いるとよい。単色光干渉測定を行う場合には、参照ミラー２３１の光軸方向位置または光源の波長を変化させつつ干渉画像を３枚以上撮像し、各測定点について、３枚以上の画像における干渉光強度に基づいて、測定値（各測定位置の高さ）を演算により求めるようにするとよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、マイケルソン型の干渉計を用いた画像測定装置を例に説明したが、本発明は、画像測定装置以外の干渉計を用いた測定装置にも適用することができる。また、ミロー型、フィゾー型、トワイマングリーン型その他の等光路干渉計を用いた測定装置にも本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、光干渉測定装置に適用して、干渉縞を発生させるための調整を光干渉測定装置の座標系に影響を及ぼすことなく実施することを可能とする。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・画像測定機
２・・・コンピュータシステム
３・・・除振台
１１・・・架台
１２・・・ステージ
１３ａ、１３ｂ・・・支持アーム
１４・・・Ｘ軸ガイド
１５・・・撮像ユニット
Ｗ・・・測定対象物（ワーク）
【図１】
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【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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