(57)【要約】【課題】焦点位置を高分解能で正確に移動させる。【解決手段】光源から出射した光が入射する第１反射面を有し、第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設された半透過ミラーと、半透過ミラーの第１反射面と対向する第２反射面を有し、第１反射面に対して第２反射面が傾斜してなす内角の大きさを４５°に維持した状態で、半透過ミラーと一体的に回転自在に配設された全反射ミラーと、半透過ミラーと全反射ミラーとを一体的に、半透過ミラーの第１反射面の回転中心を中心として回転させる駆動手段とを有し、駆動手段によって、半透過ミラーと全反射ミラーとを第１反射面の上記回転中心を中心として一体的に回転させると、光源から出射して第１反射面の回転中心に入射した光が、第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動するようにした。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した光が入射する第１反射面を有し、前記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設された半透過ミラーと、
前記半透過ミラーの前記第１反射面と対向する第２反射面を有し、前記第１反射面に対して前記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさを４５°に維持した状態で、前記半透過ミラーと一体的に回転自在に配設された全反射ミラーと、
前記半透過ミラーと前記全反射ミラーとを一体的に、前記半透過ミラーの前記第１反射面の前記回転中心を中心として回転させる駆動手段と
を有し、
前記駆動手段によって、前記半透過ミラーと前記全反射ミラーとを前記第１反射面の前記回転中心を中心として一体的に回転させると、前記光源から出射して前記第１反射面の前記回転中心に入射した光が、前記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する
ものである光軸の平行移動機構。
【請求項２】
全体が略立方体形状であって、光源から出射して所定の角度で入射面から入射した光が入射する半透過膜により形成された第１反射面と、前記第１反射面と対向し全反射膜より形成された第２反射面とを有し、前記第１反射面に対して前記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさが４５°であり、前記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設されたビームスプリッターキューブと、
前記ビームスプリッターキューブを前記第１反射面の前記回転中心を中心として回転させる駆動手段と
を有し、
前記駆動手段によって、前記ビームスプリッターキューブを前記第１反射面の前記回転中心を中心として回転させると、前記光源から出射して前記第１反射面の前記回転中心に入射した光が、前記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する
ものである光軸の平行移動機構。
【請求項３】
光源から出射して所定の角度で入射面から入射した光が入射する半透過膜により形成された第１反射面と、前記第１反射面と対向し全反射膜より形成された第２反射面とを有し、前記第１反射面に対して前記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさが３０°であり、前記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設された直角プリズムと、
前記直角プリズムを前記第１反射面の前記回転中心を中心として回転させる駆動手段と
を有し、
前記駆動手段によって、前記直角プリズムを前記第１反射面の前記回転中心を中心として回転させると、前記光源から出射して前記第１反射面の前記回転中心に入射した光が、前記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する
ものである光軸の平行移動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光軸の平行移動機構に関し、さらに詳細には、共焦点の光学系に用いて好適な光軸の平行移動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、測定対象物の表面における焦点が結像面においても焦点となる共焦点の光学系を用いて、測定対象物の表面形状あるいは高さを非接触で測定する手法が知られている。
【０００３】
従来の一つとして、ガルバノミラーとＦθレンズとを用いた方式（以下、「第１の手法」と称する。）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−８３６１９号公報（図１）
この第１の手法においては、ガルバノミラーの後段にＦθレンズを配設し、当該Ｆθレンズの焦点位置側に測定対象物を位置させる。そして、ガルバノミラーによって光路が振られたレーザー光をＦθレンズに入射し、レーザー光がＦθレンズを介して測定対象物に照射される位置を変化させて測定を行う。こうした第１の手法は、レーザープリンターやコピー機などで一般に使用されている。
【０００５】
ところが、上記した第１の手法は、ガルバノミラーの反射を利用しているので、例えば、ガルバノミラーの回転角が１０°の場合において、ガルバノミラーの法線から１０°の角度でレーザー光を入射すると、入射光と反対の方向に法線から１０°の角度で反射光が出射することになる（図１参照）。つまり、ガルバノミラーの回転角１０°の２倍である２０°で光路が振られてしまうことになる。このため、この第１の手法においては、ガルバノミラーの回転角を、振ろうとするレーザー光の光路の角度の１／２の角度に制御する必要があり、制御が非常に困難であった。
【０００６】
従って、上記したようにガルバノミラーの回転角の制御が非常に困難な第１の手法においては、焦点位置を微小な間隔で移動させることが困難であり、分解能が低いという問題点があった。
【０００７】
さらに、上記した第１の手法においては、ガルバノミラーによって光路が振られたレーザー光は、ガルバノミラーから所定の距離だけ離れて配設されたＦθレンズに入射してから測定対象物に照射されるので、測定対象物に照射される光の光軸が移動する移動量は、ガルバノミラーの回転角の変化量と対応しなくなってしまう。つまり、第１の手法においては、測定対象物に照射される光の光軸が移動する移動量は、
（１）ガルバノミラーの回転角の変化量
（２）ガルバノミラーのサイズ
（３）Ｆθレンズのサイズ
（４）ガルバノミラーとＦθレンズとの間の距離
との少なくとも４つのパラメータによって規定されることになる。
【０００８】
このように、第１の手法によれば、測定対象物に照射される光の光軸の移動量が多くのパラメータによって影響されるので、ガルバノミラーの回転角の変化量に追随して、測定対象物に照射される光の光軸が正確に移動せず、測定対象物の表面における焦点位置の位置精度を向上させることが困難であり、高精度な測定ができないという問題点があった。
【０００９】
また、上記した従来の第１の手法とは異なる従来の手法として、ガラスキューブを用いた方式（以下「第２の手法」と称する。）が知られている（図２（ａ）（ｂ）参照）。
【００１０】
この第２の手法においては、所定の駆動手段によりガラスキューブを回転中心を中心として回転させる。これにより、ガラスキューブに入射した光の光路がガラスキューブの屈折によって振られて出射され、測定対象物における光が照射される位置が変化することになり、測定を行うことができる。こうした従来の第２の手法は、共焦点光学系を用いた顕微鏡に使用されている。
【００１１】
ところが、上記した第２の手法は、所定の屈折率を有する材料から形成されたガラスキューブ内に光を透過させて、ガラスキューブの屈折を利用しているので、光路にガラスキューブの固体材料が位置することになり、ガラスキューブに平行光以外の光、例えば、集光する光を入射した場合には、収差が発生し易い。
【００１２】
こうした収差などによって、測定対象物に照射される光の光軸が移動する移動量が、ガラスキューブの回転角の変化量と対応しなくなってしまい、この第２の手法においても、測定対象物の表面における焦点位置の位置精度を向上させることが困難であり、高精度な測定ができないという問題点があった。
【００１３】
また、上記した従来の第２の手法では、ガラスキューブを回転させると、ガラスキューブ内を通過する光路が延長するので、焦点位置がガラスキューブに近づく方向に移動してしまうものであった。つまり、ガラスキューブの回転に伴って、焦点位置が高さ方向において変化して一定せず（図２（ｂ）参照）、例えば、測定対象物の平面を測定しても、測定結果は曲面を示すようになってしまっていた。
【００１４】
従って、従来の第２の手法においては、ガラスキューブの回転角の変化量に応じて、焦点位置が高さ方向において変化する変化量を補正しなければ正確な測定結果を得ることができないという問題点があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、焦点位置を高分解能で正確に移動させることができる光軸の平行移動機構を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、光源から出射した光が入射する第１反射面を有し、上記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設された半透過ミラーと、上記半透過ミラーの上記第１反射面と対向する第２反射面を有し、上記第１反射面に対して上記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさを４５°に維持した状態で、上記半透過ミラーと一体的に回転自在に配設された全反射ミラーと、上記半透過ミラーと上記全反射ミラーとを一体的に、上記半透過ミラーの上記第１反射面の上記回転中心を中心として回転させる駆動手段とを有し、上記駆動手段によって、上記半透過ミラーと上記全反射ミラーとを上記第１反射面の上記回転中心を中心として一体的に回転させると、上記光源から出射して上記第１反射面の上記回転中心に入射した光が、上記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動するようにしたものである。
【００１７】
従って、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、駆動手段によって、半透過ミラーと全反射ミラーとを第１反射面の回転中心を中心として一体的に回転させると、光源から出射して第１反射面の回転中心に入射する光の入射角が変化して、第１反射面と第２反射面とによって反射されて進行する光路の光軸を平行移動でき、焦点位置を高分解能で正確に移動させることができる。
【００１８】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、全体が略立方体形状であって、光源から出射して所定の角度で入射面から入射した光が入射する半透過膜により形成された第１反射面と、上記第１反射面と対向し全反射膜より形成された第２反射面とを有し、上記第１反射面に対して上記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさが４５°であり、上記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設されたビームスプリッターキューブと、上記ビームスプリッターキューブを上記第１反射面の上記回転中心を中心として回転させる駆動手段とを有し、上記駆動手段によって、上記ビームスプリッターキューブを上記第１反射面の上記回転中心を中心として回転させると、上記光源から出射して上記第１反射面の上記回転中心に入射した光が、上記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動するようにしたものである。
【００１９】
従って、本発明のうち請求項２に記載の発明によれば、駆動手段によって、ビームスプリッターキューブを第１反射面の回転中心を中心として回転させると、光源から出射して第１反射面の回転中心に入射する光の入射角が変化して、第１反射面と第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸を平行移動でき、焦点位置を高分解能で正確に移動させることができる。
【００２０】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、光源から出射して所定の角度で入射面から入射した光が入射する半透過膜により形成された第１反射面と、上記第１反射面と対向し全反射膜より形成された第２反射面とを有し、上記第１反射面に対して上記第２反射面が傾斜してなす内角の大きさが３０°であり、上記第１反射面の所定の位置を回転中心として回転自在に配設された直角プリズムと、上記直角プリズムを上記第１反射面の上記回転中心を中心として回転させる駆動手段とを有し、上記駆動手段によって、上記直角プリズムを上記第１反射面の上記回転中心を中心として回転させると、上記光源から出射して上記第１反射面の上記回転中心に入射した光が、上記第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸が平行移動するようにしたものである。
【００２１】
従って、本発明のうち請求項３に記載の発明によれば、駆動手段によって、直角プリズムを第１反射面の回転中心を中心として回転させると、光源から出射して第１反射面の回転中心に入射する光の入射角が変化して、第１反射面と第２反射面によって反射されて進行する光路の光軸を平行移動でき、焦点位置を高分解能で正確に移動させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による光軸の平行移動機構の実施の形態を詳細に説明するものとする。
【００２３】
図３には、本発明による光軸の平行移動機構の第１の実施の形態を示す概略構成説明図が示されている。
【００２４】
この第１の実施の形態の光軸の平行移動機構は、光源たるレーザーダイオード２０と、レーザー光を分割するビームスプリッター２２と、第１ミラー１０と、第２ミラー１２と、第１ミラー１０を透過した光を集光する集光レンズ２４と、イメージセンサ２６とを有し、全体が共焦点の光学系となるようにして構成されている。
【００２５】
レーザーダイオード２０としては、例えば、波長６５５ｎｍの半導体レーザーを用いることができる。なお、レーザーダイオード２０から照射されるレーザー光の光軸の初期位置は、後述する第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃに入射するような位置に設定されている。
【００２６】
ビームスプリッター２２としては、例えば、キューブ型の無偏光ビームスプリッター２２を用いることができ、反射面から入射したレーザー光を透過／反射比が１：１となるように均等に分割するものである。
【００２７】
このビームスプリッター２２は、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光が、入射面２２ａに垂直に入射するとともに、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が、後述する第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃの位置に入射するようにして配設されている。
【００２８】
第１ミラー１０は、ハーフミラーにより構成される。この第１ミラー１０としては、例えば、反射面１０ａにクロムのコーティングが施され、波長６５５ｎｍのレーザー光の５０％を透過し、５０％を反射する半透過ミラーを用いることができる。
【００２９】
一方、第２ミラー１２は、全反射ミラーにより構成されている。ここで、全反射とは、所定の波長の光を所定の割合で反射することを意味するものであり、第２ミラー１２としては、例えば、反射面１２ａにアルミニウムのコーティングが施され、波長６５５ｎｍのレーザー光の８５％を反射する全反射ミラーを用いることができる。
【００３０】
そして、第１ミラー１０と第２ミラー１２とは、第１ミラー１０の反射面１０ａと第２ミラー１２の反射面１２ａとが対向し、第１ミラー１０の反射面１０ａに対して第２ミラー１２の反射面１２ａが傾斜してなす内角α（図４参照）が４５°の大きさを有するようにして配設されている。
【００３１】
さらに、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２は、内角αの大きさを変化させずに４５°を維持して一体的に、駆動手段たる回転モーター１４の駆動力によって回転自在となされている。こうした回転モーター１４による第１ミラー１０と第２ミラー１２との回転の回転中心Ｃは、第１ミラー１０の反射面１０ａの所定の位置、例えば、反射面の略中央部位となるように設定されている。
【００３２】
イメージセンサ２６は、レーザーダイオード２０からのレーザー光を照射された対象物１００からの反射光の画像を結像するものであり、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）を用いることができる。そして、イメージセンサ２６は、ビームスプリッター２２によって反射された光が入射可能な位置に配設されている。
【００３３】
そして、ステージ２８の互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸とにより定義されるＸＹＺ直交座標系（図３に示す座標系参照）におけるＸ−Ｙ平面を形成する上面２８ａに、測定対象である対象物１００が載置される。このステージ２８は、集光レンズ２４の後段に配設され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向のそれぞれに移動自在なものである。
【００３４】
なお、本明細書において「対象物１００」とは、３次元の空間的広がりをもつ物体であり、当該物体は所定の材料より構成されて所定の形状を有し、また、当該物体の表面には所定の単数または複数の色（色彩）が施されているものとする。
【００３５】
以上の構成において、図４を参照しながら、上記した光軸の平行移動機構の動作の説明を行うものとする。
【００３６】
まず、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光は、ビームスプリッター２２の入射面２２ａに垂直に入射し、ビームスプリッター２２によって分割される。そして、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が出射面２２ｂから出射し、第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃの位置に所定の入射角β（図５参照）で入射する。
【００３７】
この際、レーザーダイオード２０から出射されてビームスプリッター２２の入射面に入射するレーザー光と、ビームスプリッター２２を透過して第１ミラー１０の反射面１０ａに入射する光とはいずれも、ＸＹＺ直交座標系（図４に示す座標系参照）におけるＸ−Ｙ平面に沿って直進するものとする。
【００３８】
そして、第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃの位置に入射した光は、第１ミラー１０の反射面１０ａによって入射角βと等しい反射角で反射されて、第２ミラー１２の反射面１２ａに所定の入射角で入射する。
【００３９】
こうして第２ミラー１２の反射面１２ａに入射した光が、第２ミラー１２の反射面１２ａによって入射角と等しい反射角で反射されると、ＸＹＺ直交座標系（図４に示す座標系参照）におけるＺ軸方向に沿って下方方向に直進する。
【００４０】
この第２ミラー１２の反射面１２ａによって反射されてＺ軸方向に沿って下降する光は、第１ミラー１０を透過して集光レンズ２４に入射し、集光レンズ２４によって集光されて、対象物１００に照射される。この際、ステージ２８がＺ軸方向に移動して、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａに焦点位置を位置させる。
【００４１】
そして、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置からの反射光は、集光レンズ２４に入射し、第１ミラー１０を透過して、第２ミラー１２の反射面１２ａに所定の角度で入射する。こうして第２ミラー１２の反射面１２ａに入射した光は、第２ミラー１２の反射面１２ａによって入射角と等しい反射角で反射されて、第１ミラー１０の反射面１０ａに所定の角度で入射する。
【００４２】
こうして第１ミラー１０の反射面１０ａに入射した光は、第１ミラー１０の反射面１０ａによって入射角と等しい反射角で反射されて、ビームスプリッター２２の出射面２２ｂに入射する。そして、ビームスプリッター２２によって分割されて、ＸＹＺ直交座標系（図４に示す座標系参照）におけるＺ軸方向に沿って直進してイメージセンサ２６に入射する。この際、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａにおける焦点が、イメージセンサ２６の結像面においても焦点となる。
【００４３】
ここで、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）には、回転モーター１４の駆動力によって、第１ミラー１０と第２ミラー１２とを回転中心Ｃを中心にして一体的に回転させた場合の光路が模式的に示されている。
【００４４】
第２ミラー１２の反射面１２ａがＸＹＺ直交座標系（図５に示す座標系参照）におけるＸ−Ｙ平面に一致して位置するときを初期状態（図５（ａ）に示す状態）とすると、初期状態においては、第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃの位置に入射した光は、第１ミラー１０と第２ミラー１２との反射面１０ａ，１２ａによって反射されてＺ軸方向における下方に向かって直進し、その光の焦点位置は対象物１００の表面１００ａの位置Ｐ０となる。
【００４５】
そして、初期状態から第１ミラー１０と第２ミラー１２とを一体的に変化量＋θだけ回転させると（図５（ｂ）に示す状態参照）、第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃに入射する光の入射角βが変化して、第１ミラー１０と第２ミラー１２との反射面１０ａ，１２ａによって反射されてＺ軸方向における下方に向かって直進する光の光軸が平行移動する。このため、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置は初期状態の位置Ｐから位置Ｐ＋１へ移動し、第２ミラー１２の反射面１２ａによって反射されて進行する光路の光軸が移動した移動量は＋Ｗとなる。
【００４６】
一方は、初期状態から第１ミラー１０と第２ミラー１２とを一体的に初期状態から変化量−θだけ回転させると（図５（ｃ）に示す状態参照）、第１ミラー１０の反射面１０ａの回転中心Ｃの入射する光の入射角βが変化して、第１ミラー１０と第２ミラー１２との反射面１０ａ，１２ａによって反射された光はＺ軸方向における下方に向かって直進する光の光軸が平行移動する。このため、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置は初期状態の位置Ｐから位置Ｐ−１へ移動し、第２ミラー１２の反射面１２ａによって反射されて進行する光路の光軸が移動した移動量は−Ｗとなる。
【００４７】
即ち、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量＋Ｗ，−Ｗは、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の回転角の変化量＋θ，−θと、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌとによって規定される。
【００４８】
より詳細には、図５（ｂ）ならびに図５（ｃ）に示すように、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２が回転中心Ｃを中心に回転する回転角を変化させると、第１ミラー１０の反射面１０ａによって反射された光がＺ軸方向に沿って下方方向に直進する状態を維持したままで、光軸が平行に移動されて、第１ミラー１０と第２ミラー１２の反射面１２ａによって反射された光が対象物１００の表面１００ａに照射される位置を変化することができる。この際、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の回転角の変化量に応じた移動量で、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する。
【００４９】
また、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）には、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す状態に比べて小さくなるようにして設定した場合が示されている。このようにすると、図６（ｂ）（ｃ）に示す第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の回転角の変化量＋θ，−θが、図５（ｂ）（ｃ）に示す第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の回転角の変化量＋θ，−θとそれぞれ同じであっても、図６（ｂ）（ｃ）に示す対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量＋Ｗ’，−Ｗ’は、図５（ｂ）（ｃ）に示す対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量＋Ｗ，−Ｗに比べて小さくなる。
【００５０】
上記したように、本発明による光軸の平行移動機構によれば、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを小さくすることによって、回転角の単位変化量に対して、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量を小さくすることができるので、焦点位置を微小な間隔で移動させることが可能になり、高分解能を実現することができる。
【００５１】
なお、上記したように、本発明による光軸の平行移動機構においては、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の回転角の変化量と、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌという少ない数のパラメータによって規定されるので、上記「従来の技術」の項に記載した従来の第１の手法（図１参照）とは異なり、対象物１００に照射される光の光軸の移動量のパラメータによる影響が軽減されることになり、焦点位置の位置精度を向上させることができ、焦点位置を正確に移動させることができる。
【００５２】
また、本発明による光軸の平行移動機構は、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の反射を利用しており、上記「従来の技術」の項に記載した従来の第２の手法（図２参照）にように、所定の屈折率を有する材料から形成されたガラスキューブ内に光を透過させて、ガラスキューブの屈折を利用するものではない。
【００５３】
つまり、従来の第２の手法においては、光路にガラスキューブの固体材料が位置するのに対して、本発明においては、光路が第１ミラー１０と第２ミラー１２との内角α側の空間となるので、収差による影響が少なく、焦点位置の位置精度が高くなる。
【００５４】
また、従来の第２の手法とは異なり、本発明においては第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２の反射を利用しているので、第１ミラー１０と第２ミラー１２とを回転させても、焦点位置が高さ方向（図４ならびに図５に示すＺ軸方向）において変化せず、焦点位置の高さを一定に維持して焦点位置を正確に移動させることができる。このため、本発明による光軸の平行移動機構によれば、焦点位置が高さ方向において変化する変化量を補正する必要がない。
【００５５】
図７には、本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態を示す概略構成説明図が示されている。なお、図３乃至図６に示した構成部材と同一の構成部材に関しては、それぞれ同一の符号を付して示すものとし、重複する説明は省略する。
【００５６】
この第２の実施の形態による光軸の平行移動機構は、光源たるレーザーダイオード２０と、レーザー光を分割するビームスプリッター２２と、ビームスプリッターキューブ１６と、ビームスプリッターキューブ１６を透過した光を集光する集光レンズ２４−１，２４−２とを有し、全体が共焦点の光学系となるようにして構成されている。
【００５７】
この図７に示す本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態は、第１ミラー１０と第２ミラー１２とに代えて、ビームスプリッターキューブ１６を設けた点において、上記した第１の実施の形態（図３参照）と異なる。
【００５８】
ビームスプリッターキューブ１６は、キューブ型の無偏光ビームスプリッター２２であり、斜面に所定の多層膜が形成された直角プリズムが２つ接合されて構成されている。この多層膜は半透過膜であって、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａを構成する。また、ビームスプリッターキューブ１６においては、第１反射面１６ａに対して角度４５°で傾斜して、全反射膜より形成される第２反射面１６ｂが形成されている。
【００５９】
つまり、ビームスプリッターキューブ１６においては第１反射面１６ａと第２反射面１６ｂとが内角α＝４５°で位置しており、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａが、上記した第１の実施の形態の第１ミラー１０の反射面１０ａと対応し、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａが、上記した第１の実施の形態の第２ミラー１２の反射面１２ａと対応するものである。
【００６０】
このビームスプリッターキューブ１６としては、例えば、誘電体の多層膜からなる第１反射面１６ａにおいて、波長６５５ｎｍのレーザー光の５０％を透過し、５０％を反射するとともに、アルミニウムがコーティングされた第２反射面１６ｂにおいて、波長６５５ｎｍのレーザー光の８５％を反射するビームスプリッター２２を用いることができる。
【００６１】
そして、ビームスプリッターキューブ１６は、駆動手段たる回転モーター１４の駆動力によって回転自在となされている。こうした回転モーター１４によるビームスプリッターキューブ１６の回転の回転中心Ｃは、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａの所定の位置、例えば、第１反射面１６ａの略中央部位となるように設定されている。
【００６２】
なお、ビームスプリッター２２は、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光が、入射面２２ａに垂直に入射するとともに、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａの回転中心Ｃの位置に入射するようにして配設されている。
【００６３】
つまり、ビームスプリッターキューブ１６は、内角α＝４５°に対向する面たる入射面１６ｃが、ビームスプリッター２２の出射面２２ｂ側に位置するようにして配設されている。
【００６４】
以上の構成において、図８を参照しながら、上記した光軸の平行移動機構の動作の説明を行うものとする。
【００６５】
まず、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光は、ビームスプリッター２２の入射面２２ａに垂直に入射し、ビームスプリッター２２によって分割される。そして、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が出射面２２ｂから出射し、ビームスプリッターキューブ１６の入射面１６ｃから、第１反射面１６ａの回転中心Ｃの位置に所定の入射角β（図９参照）で入射する。
【００６６】
この際、レーザーダイオード２０から出射されてビームスプリッター２２の入射面２２ａに入射するレーザー光と、ビームスプリッター２２を透過してビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａに入射する光とはいずれも、ＸＹＺ直交座標系（図８に示す座標系参照）におけるＸ−Ｙ平面に沿って直進するものとする。
【００６７】
そして、ビームスプリッターキューブ１６の第１反射面１６ａの回転中心Ｃの位置に入射した光は、第１反射面１６ａによって入射角βと等しい反射角で反射されて、第２反射面１６ｂに所定の入射角で入射する。
【００６８】
こうしてビームスプリッターキューブ１６の第２反射面１６ｂに入射した光が、第２反射面１６ｂによって入射角と等しい反射角で反射されると、ＸＹＺ直交座標系（図８に示す座標系参照）におけるＺ軸方向に沿って下方方向に直進する。
【００６９】
この第２反射面１６ｂによって反射されてＺ軸方向に沿って下降する光は、第１反射面１６ａを透過して集光レンズ２４−１に入射し、それから集光レンズ２４−２に入射して集光されて、対象物１００に照射される。この際、ステージ２８がＺ軸方向に移動して、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａに焦点位置を位置させる。
【００７０】
そして、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置からの反射光は、集光レンズ２４−２ならびに集光レンズ２４−１に順次入射し、ビームスプリッターキューブ１６に入射して第１反射面１６ａを透過し、第２反射面１６ｂに所定の角度で入射する。こうして第２反射面１６ｂに入射した光は、第２反射面１６ｂによって入射角と等しい反射角で反射されて、第１反射面１６ａに所定の角度で入射する。
【００７１】
こうして第１反射面１６ａに入射した光は、第１反射面１６ａによって入射角と等しい反射角で反射されて、ビームスプリッターキューブ１６の入射面１６ｃから出射してビームスプリッター２２の出射面２２ｂに入射する。そして、ビームスプリッター２２によって分割されて、ＸＹＺ直交座標系（図８に示す座標系参照）におけるＺ軸方向に沿って直進してイメージセンサ２６に入射する。この際、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａにおける焦点が、イメージセンサ２６の結像面においても焦点となる。
【００７２】
ここで、図９（ａ）（ｂ）（ｃ）には、回転モーター１４の駆動力によって、ビームスプリッターキューブ１６の回転中心Ｃを中心にして回転させた場合の光路が模式的に示されている。
【００７３】
ビームスプリッターキューブ１６の第２反射面１６ｂがＸＹＺ直交座標系（図９に示す座標系参照）におけるＸ−Ｙ平面に一致して位置するときを初期状態（図９（ａ）に示す状態）とすると、初期状態においては、第１反射面１６ａの回転中心Ｃの位置に入射した光は、第１反射面１６ａと第２反射面１６ｂとによって反射されてＺ軸方向における下方に向かって直進し、その光の焦点位置は対象物１００の表面１００ａの位置Ｐ０となる。
【００７４】
そして、初期状態からビームスプリッターキューブ１６を変化量＋θだけ回転させると（図９（ｂ）に示す状態参照）、第１反射面１６ａの回転中心Ｃに入射する光の入射角βが変化して、第１反射面１６ａと第２反射面１６ｂとによって反射されてＺ軸方向における下方に向かって直進する光の光軸が平行移動する。このため、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置が初期状態の位置Ｐから位置Ｐ＋１へ移動し、第２反射面１６ｂによって反射されて進行する光路の光軸が移動した移動量は＋Ｗとなる。
【００７５】
一方は、初期状態からビームスプリッターキューブ１６を変化量−θだけ回転させると（図９（ｃ）に示す状態参照）、第１反射面１６ａの回転中心Ｃの入射する光の入射角βが変化して、第１反射面１６ａと第２反射面１６ｂとによって反射されてＺ軸方向における下方に向かって直進する光の光軸が平行移動する。このため、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置は初期状態の位置Ｐから位置Ｐ−１へ移動し、第２反射面１６ｂによって反射されて進行する光路の光軸が移動した移動量は−Ｗとなる。
【００７６】
即ち、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量＋Ｗ，−Ｗは、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量＋θ，−θと、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌによって規定される。
【００７７】
より詳細には、図９（ｂ）ならびに図９（ｃ）に示すように、ビームスプリッターキューブ１６が回転中心Ｃを中心に回転する回転角を変化させると、第１反射面１６ａによって反射された光がＺ軸方向に沿って下方方向に直進する状態を維持したままで、光軸が平行に移動されて、第１反射面１６ａと第２反射面１６ｂとによって反射された光が対象物１００の表面１００ａに照射される位置を変化することができる。この際、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量に応じた移動量で、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する。
【００７８】
また、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌの大きさを、図９（ａ）に示す状態に比べて小さくなるようにして設定すると、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量が同じであっても、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は小さくなる。
【００７９】
上記したように、本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態によれば、ビームスプリッターキューブ１６の回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを小さくすることによって、回転角の単位変化量に対して、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量を小さくすることができるので、焦点位置を微小な間隔で移動させることが可能になり、高分解能を実現することができる。
【００８０】
なお、上記したように、本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態においては、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量と、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌという少ない数のパラメータによって規定されるので、上記「従来の技術」の項に記載した従来の第１の手法（図１参照）とは異なり、対象物１００に照射される光の光軸の移動量のパラメータによる影響が軽減されることになり、焦点位置の位置精度を向上させることができ、焦点位置を正確に移動させることができる。
【００８１】
こうした本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態においては、ビームスプリッターキューブ１６の第２反射面１６ｂによって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する移動量（図９（ｂ）（ｃ）に示す＋Ｗ，−Ｗ参照）が、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量（図９（ｂ）（ｃ）に示す＋θ，−θ参照）に正確に対応した移動量となり、一層高精度に焦点位置を移動させることができる。
【００８２】
また、本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態においては、ビームスプリッターキューブ１６の後段に２つの集光レンズ２４−１，２４−２を配設するようにしたので、収差による影響を低減することができ、焦点位置の位置精度が高くなる。
【００８３】
図１０には、本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態を示す概略構成説明図が示されている。なお、図３乃至図６に示した構成部材と同一の構成部材に関しては、それぞれ同一の符号を付して示すものとし、重複する説明は省略する。
【００８４】
この第３の実施の形態による光軸の平行移動機構は、光源たるレーザーダイオード２０と、レーザー光を分割するビームスプリッター２２と、リトロープリズム１８と、リトロープリズム１８を透過した光を集光する集光レンズ２４−１，２４−２とを有し、全体が共焦点の光学系となるようにして構成されている。
【００８５】
この図１０に示す本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態は、第１ミラー１０と第２ミラー１２とに代えて、リトロープリズム１８を設けた点において、上記した第１の実施の形態（図３参照）と異なる。
【００８６】
リトロープリズム１８は、斜面に所定の多層膜が形成されてなる半透過膜の第１反射面１８ａを有するとともに、第１反射面１８ａに対して角度３０°で傾斜して、全反射膜より形成される第２反射面１８ｂが形成されている。
【００８７】
つまり、リトロープリズム１８においては第１反射面１８ａと第２反射面１８ｂとが内角α＝３０°で位置しており、リトロープリズム１８の第１反射面１８ａが、上記した第１の実施の形態の第１ミラー１０の反射面１０ａと対応し、リトロープリズム１８の第１反射面１８ａが、上記した第１の実施の形態の第２ミラー１２の反射面１２ａと対応するものである。
【００８８】
このリトロープリズム１８としては、例えば、外気との界面からなる第１反射面１８ａにおいて、波長６５５ｎｍのレーザー光を全反射するとともに、アルミコートされた第２反射面１８ｂにおいて、波長６５５ｎｍのレーザー光の８５％を反射するリトロープリズム１８を用いることができる。
【００８９】
そして、リトロープリズム１８は、駆動手段たる回転モーター１４の駆動力によって回転自在となされている。こうした回転モーター１４によるリトロープリズム１８の回転の回転中心Ｃは、リトロープリズム１８の第１反射面１８ａの所定の位置、例えば、第１反射面１８ａの略中央部位となるように設定されている。
【００９０】
なお、ビームスプリッター２２は、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光が、入射面２２ａに垂直に入射するとともに、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が、リトロープリズム１８の第１反射面１８ａの回転中心Ｃの位置に入射するようにして配設されている。
【００９１】
つまり、リトロープリズム１８は、内角α＝３０°に対向する面たる入射面１８ｃが、ビームスプリッター２２の出射面２２ｂ側に位置するようにして配設されている。
【００９２】
以上の構成において、図１１を参照しながら、上記した光軸の平行移動機構の動作の説明を行うものとする。
【００９３】
まず、レーザーダイオード２０から出射されたレーザー光は、ビームスプリッター２２の入射面２２ａに垂直に入射し、ビームスプリッター２２によって分割される。そして、ビームスプリッター２２によって分割されてビームスプリッター２２を透過した光が出射面２２ｂから出射し、リトロープリズム１８の入射面１８ｃから、第１反射面１８ａの回転中心Ｃの位置に所定の入射角で入射する。
【００９４】
そして、リトロープリズム１８の第１反射面１８ａの回転中心Ｃの位置に入射した光は、第１反射面１８ａによって入射角と等しい反射角で反射され、第２反射面１８ｂに入射した光が、第２反射面１８ｂによって入射角と等しい反射角で反射されると、ＸＹＺ直交座標系（図１１に示す座標系参照）におけるＺ軸方向に沿って下方方向に直進する。
【００９５】
この第２反射面１８ｂによって反射されてＺ軸方向に沿って下降する光は、第１反射面１８ａを透過して集光レンズ２４−１に入射し、それから集光レンズ２４−２に入射して集光されて、対象物１００に照射される。この際、ステージ２８がＺ軸方向に移動して、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａに焦点位置を位置させる。
【００９６】
そして、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置からの反射光は、集光レンズ２４−２ならびに集光レンズ２４−１に順次入射し、リトロープリズム１８に入射して第１反射面１８ａを透過し、第２反射面１８ｂに所定の角度で入射する。こうして第２反射面１８ｂに入射した光は、第２反射面１８ｂによって入射角と等しい反射角で反射されて、第１反射面１８ａに所定の角度で入射する。
【００９７】
こうして第１反射面１８ａに入射した光は、ビームスプリッター２２に入射し分割されて、イメージセンサ２６に入射する。この際、ステージ２８に載置されている対象物１００の表面１００ａにおける焦点が、イメージセンサ２６の結像面においても焦点となる。
【００９８】
ここで、回転モーター１４の駆動力によって、リトロープリズム１８の回転中心Ｃを中心にして回転させた場合には、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は、リトロープリズム１８の回転角の変化量と、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌ（図示せず。）とによって規定される。
【００９９】
より詳細には、リトロープリズム１８が回転中心Ｃを中心に回転する回転角を変化させると、第１反射面１８ａによって反射された光がＺ軸方向に沿って下方方向に直進する状態を維持したままで、光軸が平行に移動されて、第１反射面１８ａと第２反射面１８ｂとによって反射された光が対象物１００の表面１００ａに照射される位置を変化することができる。この際、リトロープリズム１８の回転角の変化量に応じた移動量で、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する。
【０１００】
また、リトロープリズム１８の回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを小さくなるようにして設定すると、リトロープリズム１８の回転角の変化量が同じであっても、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は小さくなる。
【０１０１】
上記したように、本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態によれば、リトロープリズム１８の回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを小さくすることによって、回転角の単位変化量に対して、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量を小さくすることができるので、焦点位置を微小な間隔で移動させることが可能になり、高分解能を実現することができる。
【０１０２】
なお、上記したように、本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態においては、対象物１００の表面１００ａに照射される光の光軸が移動する移動量は、リトロープリズム１８の回転角の変化量と、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌという少ない数のパラメータによって規定されるので、上記「従来の技術」の項に記載した従来の第１の手法とは異なり、対象物１００に照射される光の光軸の移動量のパラメータによる影響が軽減されることになり、焦点位置の位置精度を向上させることができ、焦点位置を正確に移動させることができる。
【０１０３】
こうした本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態においては、リトロープリズム１８の第２反射面１８ｂによって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する移動量が、リトロープリズム１８の回転角の変化量に正確に対応した移動量となり、一層高精度に焦点位置を移動させることができる。
【０１０４】
また、本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態においては、リトロープリズム１８の後段に２つの集光レンズ２４−１，２４−２を配設するようにしたので、収差による影響を低減することができ、焦点位置の位置精度が高くなる。
【０１０５】
ここで、図１２乃至図１４には、本発明の光軸の平行移動機構による光軸の移動を算出した結果を表すグラフが示されている。なお、回転角の変化量±θに対する光軸の移動量±Ｗと焦点位置の高さ方向における変化量±Ｚとを算出するには、図１７乃至図２１に示した各種寸法ならびに数式を用いている。
【０１０６】
なお、図１６（ｄ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果が図１５に示されている。この図１６（ｄ）に示す条件は、例えば、上記「従来の技術」の項に記載した従来の第２の手法と対応するものである。
【０１０７】
図１５から明らかなように、従来の第２の手法においては、回転角の変化量±θに対する光軸の移動量±Ｗが対応せず、焦点位置も高さ方向において変化して一定とならない。しかも、光軸の移動量±Ｗの近似直線との差分は曲線を示しており、こうした曲線を示すような値を、実際の測定装置などにおいて補正するのは非常に煩雑である。
【０１０８】
そして、本発明による光軸の平行移動機構により、図１６（ａ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果が図１２に示されている。この図１６（ａ）に示す条件としては、仮想的に屈折率ｎ＝１のビームスプリッターキューブ、即ち、第１ミラー１０と第２ミラー１２との内角α側に空間が形成されて空気が位置する本発明の光軸の平行移動機構の第１の実施の形態（図３参照）に相当するものを想定しているものである。
【０１０９】
図１２から明らかなように、焦点位置の高さ方向における変化量±Ｚが一定しており、本発明の光軸の平行移動機構の第１の実施の形態においては、第１ミラー１０と第２ミラー１２との回転に影響されずに回転中心Ｃから焦点位置までの距離が固定されて、焦点位置の高さが一定に維持できる。
【０１１０】
また、本発明による光軸の平行移動機構により、図１６（ｂ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果が図１３に示されており、図１６（ｃ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果が図１４に示されている。この図１６（ｂ）（ｃ）に示す条件としては、仮想的に材質の異なるビームスプリッターキューブ、即ち、異なる材料により形成されるがいずれも本発明の光軸の平行移動機構の第２の実施の形態（図７参照）に相当するものを想定しているものである。
【０１１１】
図１３ならびに図１４から明らかなように、光軸の移動量±Ｗの近似直線との差分は略直線となっており、本発明の光軸の平行移動機構の第２の実施の形態においては、ビームスプリッターキューブ１６の第２反射面１６ｂによって反射されて進行する光路の光軸が平行移動する移動量が、ビームスプリッターキューブ１６の回転角の変化量に正確に対応した移動量となっていて、実際の測定装置など採用したときに非常に制御し易い。
【０１１２】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に説明するように変形してもよい。
【０１１３】
（１）上記した第２ならびに第３の実施の形態においては、集光レンズ２４−１，２４−２を配設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、集光レンズ２４−１，２４−２に代えて単一の非球面レンズを配設しても、収差による影響を低減することができる。
【０１１４】
（２）上記した第１、第２ならびに第３の実施の形態においては、全体を共焦点の光学系として構成して、イメージセンサ２６の結像面に焦点が位置して測定可能となされており、共焦点方式の各種装置で用いることができる。例えば、共焦点方式の３次元スキャナーに、本発明による光軸の平行移動機構の第１、第２あるいは第３の実施の形態を備えるようにすると、対象物１００の表面１００ａにおける焦点位置を高分解能で正確に移動させることができるので、測定点を高分解能で正確に移動させて高精度の測定結果を得ることができる。
【０１１５】
また、本発明による光軸の平行移動機構の第１、第２ならびに第３の実施の形態は、共焦点の光学系とともに使用するのに限られるものではなく、共焦点の光学系とは異なる光学系において、直線光を微小区間で平行移動させる場合や、焦点位置を連続的に移動させる場合などに用いることができ、各種の精密な計測などにも適している。
【０１１６】
（３）上記した第１、第２ならびに第３の実施の形態においては、第１ミラー１０、第２ミラー１２、ビームスプリッターキューブ１６、リトロープリズム１８の材質や反射膜の種類などを例示したが、これに限られるものではないことは勿論であり、対象物１００の種類や装置の種類などに応じて材料などを適宜変更し、回転モーター１４に代わる駆動手段や各種光源を用いたり、ピンホールを配置するようにしてもよい。
【０１１７】
また、図１７に示すように、上記した第２の実施の形態のビームスプリッターキューブ１６の入射面１６ｃと対向する面を粗面に形成するようにしてもよい。このようにすると、第１反射面１６ａを透過した光が、この入射面１６ｃと対向する面によって反射されるのを防止できるので、干渉縞模様の発生を抑制できる。なお、第３の実施の形態のリトロープリズム１８にはこうした対策は必要ない。
【０１１８】
（４）上記した第１、第２ならびに第３の実施の形態において、さらに、回転中心Ｃの位置、即ち、回転中心Ｃと内角αを構成する頂点α’との間の距離Ｌを自動的に変更する手段を配設するようにしてもよい。こうした手段を配設することによって、第１ミラー１０ならびに第２ミラー１２、ビームスプリッターキューブ１６あるいはリトロープリズム１８のサイズを変更せずに、距離Ｌを自動的に短して分解能を向上させることができる。
【０１１９】
（５）上記した実施の形態ならびに上記（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、焦点位置を高分解能で正確に移動させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】測定対象物の表面形状を測定する従来の第１の手法を示す説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は、測定対象物の表面形状を測定する従来の第２の手法を示す説明図である。
【図３】本発明による光軸の平行移動機構の第１の実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図４】本発明による光軸の平行移動機構の第１の実施の形態の動作を模式的に示す説明図である。
【図５】第１ミラーと第２ミラーとを回転中心Ｃを中心にして一体的に回転させた場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ａ）は初期状態の光路を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は回転角の変化量が＋θの場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ｃ）は回転角の変化量が−θの場合の光路を模式的に示す説明図である。
【図６】図５に比べて距離Ｌが小さくなるようにして設計された第１ミラーと第２ミラーとを、回転中心Ｃを中心にして一体的に回転させた場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ａ）は初期状態の光路を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は回転角の変化量が＋θの場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ｃ）は回転角の変化量が−θの場合の光路を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図８】本発明による光軸の平行移動機構の第２の実施の形態の動作を模式的に示す説明図である。
【図９】ビームスプリッターキューブを回転中心Ｃを中心にして回転させた場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ａ）は初期状態の光路を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は回転角の変化量が＋θの場合の光路を模式的に示す説明図であり、（ｃ）は回転角の変化量が−θの場合の光路を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態を示す概略構成説明図である。
【図１１】本発明による光軸の平行移動機構の第３の実施の形態の動作を模式的に示す説明図である。
【図１２】本発明による光軸の平行移動機構により、図１６（ａ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果を示すグラフである。
【図１３】本発明による光軸の平行移動機構により、図１６（ｂ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果を示すグラフである。
【図１４】本発明による光軸の平行移動機構により、図１６（ｃ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果を示すグラフである。
【図１５】従来の第２の手法により、図１６（ｄ）に示す条件で光軸の移動を算出した結果を示すグラフである。
【図１６】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、光軸の移動を算出する際の各種条件を示す説明図である。
【図１７】回転角の変化量に対する光軸の移動量と焦点位置の高さ方向における変化量とを算出するのに用いる各種寸法ならびに数式を示す説明図である。
【図１８】回転角の変化量に対する光軸の移動量と焦点位置の高さ方向における変化量とを算出するのに用いる各種寸法ならびに数式を示す説明図である。
【図１９】回転角の変化量に対する光軸の移動量と焦点位置の高さ方向における変化量とを算出するのに用いる各種寸法ならびに数式を示す説明図である。
【図２０】回転角の変化量に対する光軸の移動量と焦点位置の高さ方向における変化量とを算出するのに用いる各種寸法ならびに数式を示す説明図である。
【図２１】回転角の変化量に対する光軸の移動量と焦点位置の高さ方向における変化量とを算出するのに用いる各種寸法ならびに数式を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      第１ミラー
１０ａ    反射面
１２      第２ミラー
１２ａ    反射面
１４      回転モーター
１６      ビームスプリッターキューブ
１６ａ    第１反射面
１６ｂ    第２反射面
１６ｃ    入射面
１８      リトロープリズム
１８ａ    第１反射面
１８ｂ    第２反射面
１８ｃ    入射面
２０      レーザーダイオード
２２      ビームスプリッター
２２ａ    入射面
２２ｂ    出射面
２４，２４−１，２４−２    集光レンズ
２６      イメージセンサ
２８      ステージ
２８ａ    上面
１００      対象物
１００ａ    表面
【図１】
2004348070.tif 000003
【図２】
2004348070.tif 000004
【図３】
2004348070.tif 000005
【図４】
2004348070.tif 000006
【図５】
2004348070.tif 000007
【図６】
2004348070.tif 000008
【図７】
2004348070.tif 000009
【図８】
2004348070.tif 000010
【図９】
2004348070.tif 000011
【図１０】
2004348070.tif 000012
【図１１】
2004348070.tif 000013
【図１２】
2004348070.tif 000014
【図１３】
2004348070.tif 000015
【図１４】
2004348070.tif 000016
【図１５】
2004348070.tif 000017
【図１６】
2004348070.tif 000018
【図１７】
2004348070.tif 000019
【図１８】
2004348070.tif 000020
【図１９】
2004348070.tif 000021
【図２０】
2004348070.tif 000022
【図２１】
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