(57)【要約】【課題】起点干渉縞の画像から起点領域の形状と隣接領域の傾斜角度を求め、この傾斜角度分の被検面の傾き調整を行なって隣接領域に対応した隣接干渉縞を順次得ることによって、被検面の測定領域全域の形状測定を容易かつ安定して実施できるようにする。【解決手段】基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して最初の起点干渉縞を発生させた後に、起点干渉縞に基づき起点領域の形状を求める起点干渉縞解析手順と、起点領域の形状に基づき隣接領域の傾斜角度を算定する傾斜角度算定手順と、隣接領域の傾斜角度が略０度となるように被検面２７ａの傾き姿勢を調整して隣接干渉縞を発生させる隣接干渉縞発生手順とを、隣接領域を次の起点領域に置き換える度に繰り返し実施して被検面の領域別形状を順次求める。そして、開口合成法により各領域別形状を繋ぎ合わせて被検面２７ａの測定領域内における略全域の形状を求める。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面および被検面に測定光を照射して基準面から反射された参照光と被検面から反射された被検面光との干渉により生じる干渉縞の画像を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構とを備えた干渉計装置を用いて、迂曲した前記被検面の略全域の形状を求める迂曲面の光波干渉測定方法において、
前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、該被検面の全域測定の起点となる起点領域に対応した最初の起点干渉縞を発生させる起点干渉縞発生手順を実施した後に、
前記起点干渉縞に基づき前記起点領域の形状を求める起点干渉縞解析手順と、
前記起点領域の形状に基づき、該起点領域の周縁部を一部含む隣接領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手順と、
前記隣接領域の前記基準面に対する前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させる隣接干渉縞発生手順とを、
前記隣接領域を次の起点領域に前記隣接干渉縞を次の起点干渉縞に置き換えながら、置き換える度に繰り返し実施して前記被検面の領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求めることを特徴とする迂曲面の光波干渉測定方法。
【請求項２】
前記干渉計装置は、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系を備えたものであり、
前記起点干渉縞発生手順においては、
前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において前記被検面光の前記アライメント光像の分布範囲を求めるとともに、該分布範囲を複数の区域に分け該区域ごとに該アライメント光像が占める割合を算定し、該割合が最大となる区域内の該アライメント光像の重心を求め、該重心が前記参照光の前記アライメント光像と略重なるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記最初の起点干渉縞を発生させることを特徴とする請求項１記載の迂曲面の光波干渉測定方法。
【請求項３】
前記起点干渉縞および前記隣接干渉縞の画像に対して平滑化処理を施し、これら干渉縞の位置範囲を確定することを特徴とする請求項１または２記載の迂曲面の光波干渉測定方法。
【請求項４】
基準面および被検面に照明光を照射して基準面から反射された参照光と被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞の画像を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構とを備えた干渉計装置において、
前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、該被検面の全域測定の起点となる起点領域に対応した最初の起点干渉縞を発生させる起点干渉縞発生手段と、
前記起点干渉縞に基づき前記起点領域の形状を求める起点干渉縞解析手段と、
前記起点領域の形状に基づき、該起点領域の周縁部を一部含む隣接領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手段と、
前記隣接領域の前記基準面に対する前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させる隣接干渉縞発生手段と、
前記隣接領域を次の起点領域に前記隣接干渉縞を次の起点干渉縞に置き換えながら、置き換える度に前記縞解析傾斜角度算定手段および前記隣接干渉縞発生手段による各処理を繰り返し実施させて前記被検面の領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法により前記領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める縞解析演算手段とを備えてなることを特徴とする迂曲面測定用の干渉計装置。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、迂曲した被検面の形状を略全域に亘って測定するための迂曲面の光波干渉測定方法および迂曲面測定用の干渉計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検面が干渉計装置の１回の測定可能範囲より大きい場合に用いられる技術として開口合成法が知られている。この方法は、隣接する部分が一部重なるような複数の小領域に被検面を分割してこの小領域ごとに測定を行ない、それぞれの測定結果をデータ処理した後、各測定結果を繋ぎ合せることによって被検面の全体形状を求める方法であり、対象となる被検面の形状やデータの処理方法の違いにより種々の開口合成法が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、基準面および被検面をアライメントするためのアライメント光学系を備えた干渉計装置が知られている。アライメント光学系は、基準面および被検面で反射される測定光の戻り光をそれぞれアライメント光像（どちらも点状となる）として結像させるように構成されており、２つのアライメント光像が互いに一致するように被検面の傾きを調整することによって基準面および被検面を容易にアライメントすることが可能となる。
【０００４】
従来、このようなアライメント光学系により得られた２つのアライメント光像を表示装置の画面上に表示すると共に、表示画面に対応した座標系上において２つのアライメント光像の位置を特定し、その位置情報に基づき基準面および被検面を自動アライメントする技術が知られている（下記特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１６２２１４号公報
【特許文献２】特開平８−２１９７３７号公報
【特許文献３】特開平１０−３３２３５０号公報
【特許文献４】米国特許５０５４９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、被検面の起伏が大きかったり波状にうねっていたりするような場合には、被検面全域に平均的に干渉縞が発生するように基準面および被検面をアライメントしても、基準面に対する傾きが被検面の一部領域で急峻となるため、その急峻な部分に関しては発生する干渉縞の密度が高くなりすぎて撮像手段で解像可能な干渉縞が得られないことがある。このような急峻なうねりを持った（以下「迂曲した」ということがある）被検面を略全域に亘って測定するためには、基準面に対する被検面の傾きを何回か変えて被検面を撮像手段で解像可能な干渉縞が得られる程度の領域別に測定し、得られた各測定結果を開口合成法により繋ぎ合せることが必要となる。
【０００７】
これまで、放物面や球面のように被検面全域の傾斜角度分布が予め分かるような場合には、傾斜角度分布に応じて被検面の傾きを順次変えていくことにより、被検面全域の形状測定を行なうことが可能であった。しかし、被検面全域の傾斜角度分布を事前に知ることができないような迂曲形状の場合には、被検面の傾き調整はオペレータの経験に基づく判断に頼らざるを得なかった。このため、安定した測定結果が得られない、オペレータに多くの負担を強いる、測定時間が長くなるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、迂曲した被検面を略全域に亘って容易に測定することができ、かつ安定した測定結果が得られる迂曲面の光波干渉測定方法および迂曲面測定用の干渉計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】
上記課題を解決するため本発明に係る迂曲面の光波干渉測定方法は、
基準面および被検面に測定光を照射して基準面から反射された参照光と被検面から反射された被検面光との干渉により生じる干渉縞の画像を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構とを備えた干渉計装置を用いて、迂曲した前記被検面の略全域の形状を求める迂曲面の光波干渉測定方法において、
前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、該被検面の全域測定の起点となる起点領域に対応した最初の起点干渉縞を発生させる起点干渉縞発生手順を実施した後に、
前記起点干渉縞に基づき前記起点領域の形状を求める起点干渉縞解析手順と、
前記起点領域の形状に基づき、該起点領域の周縁部を一部含む隣接領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手順と、
前記隣接領域の前記基準面に対する前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させる隣接干渉縞発生手順とを、
前記隣接領域を次の起点領域に前記隣接干渉縞を次の起点干渉縞に置き換えながら、置き換える度に繰り返し実施して前記被検面の領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求めることを特徴とするものである。
【００１０】
前記干渉計装置が、前記参照光および前記被検面光の各アライメント光像を得るアライメント光学系を備えたものである場合には、前記起点干渉縞発生手順において、
前記アライメント光学系の撮像面に対応した座標系上において前記被検面光の前記アライメント光像の分布範囲を求めるとともに、該分布範囲を複数の区域に分け該区域ごとに該アライメント光像が占める割合を算定し、該割合が最大となる区域内の該アライメント光像の重心を求め、該重心が前記参照光の前記アライメント光像と略重なるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記最初の起点干渉縞を発生させるようにしてもよい。
【００１１】
また、前記起点干渉縞および前記隣接干渉縞の画像に対して平滑化処理を施し、これら干渉縞の位置範囲を確定することが好ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決するため本発明に係る迂曲面測定用の干渉計装置は、
基準面および被検面に照明光を照射して基準面から反射された参照光と被検面から反射された被検面光との光干渉により生じる干渉縞の画像を得る干渉光学系と、前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整するアライメント機構とを備えた干渉計装置において、
前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、該被検面の全域測定の起点となる起点領域に対応した最初の起点干渉縞を発生させる起点干渉縞発生手段と、
前記起点干渉縞に基づき前記起点領域の形状を求める起点干渉縞解析手段と、
前記起点領域の形状に基づき、該起点領域の周縁部を一部含む隣接領域の前記基準面に対する傾斜角度を算定する傾斜角度算定手段と、
前記隣接領域の前記基準面に対する前記傾斜角度が略０度となるように前記基準面に対する前記被検面の傾き姿勢を調整して、前記隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させる隣接干渉縞発生手段と、
前記隣接領域を次の起点領域に前記隣接干渉縞を次の起点干渉縞に置き換えながら、置き換える度に前記縞解析傾斜角度算定手段および前記隣接干渉縞発生手段による各処理を繰り返し実施させて前記被検面の領域別形状を順次求めるとともに、開口合成法により前記領域別形状を繋ぎ合わせて前記被検面の測定領域内における略全域の形状を求める縞解析演算手段とを備えてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る迂曲面の光波干渉測定方法によれば、上記手順を実施することにより、迂曲した被検面を略全域に亘って容易に測定することが可能となるとともに安定した測定結果を得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る迂曲面測定用の干渉計装置によれば、上記構成を備えていることにより、迂曲した被検面を略全域に亘って自動的に測定することが可能となるとともに安定した測定結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈迂曲面測定用の干渉計装置〉
まず図１および図２に基づいて、本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の概略構成図、図２は図１に示すコントローラの概略構成図である。なお、以下の説明では、図１における紙面内での水平方向をＸ方向と称するとともに、紙面内でＸ方向に垂直な方向をＺ方向、紙面に垂直な方向をＹ方向と称する。
【００１６】
図１に示す干渉計装置１０は、レーザー光源等の可干渉距離の長い光源１１を搭載したフィゾー型の干渉計装置であり、光源１１から射出された光の進む順に、拡大レンズ１３、ビームスプリッタ１５，１７、コリメータレンズ１９、および基準板２１を備えている。なお、図示されていないが基準板２１には、干渉計装置１０の光軸（不図示）に対する基準板２１の傾斜角度を調整するための基準板アライメント機構と、基準板２１を光軸方向に微動させるためのフリンジスキャンアダプタが設けられている。
【００１７】
被検体２７は迂曲した被検面２７ａを有しており、被検面２７ａが基準板２１の基準面２１ａと対向するように、また基準面２１ａと被検面２７ａとの間に所定の間隔が空くようにして、載置ステージ２９上に載置されている。
【００１８】
なお、本実施形態においては、「迂曲した被検面」を次のように規定する。すなわち、被検面の全域に平均的に干渉縞が発生するように基準面と被検面をアライメントした場合において、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）上に結像された被検面の干渉縞画像にその撮像素子で解像可能な干渉縞の領域と共に、解像できない程度に細かい干渉縞の領域が現れるような被検面を、迂曲した被検面と称する。なお、撮像素子で解像できない程度に細かい干渉縞の領域とは、撮像素子が一般的なＣＣＤである場合、およそ３画素中に縞が１本以上発生してサンプリング定理を満たすだけの標本点が得られないような領域を意味する。
【００１９】
上記載置ステージ２９は被検面２７ａのアライメント機構を構成する２段重ねのスイベルステージ３１，３３によって保持されており、２つのスイベルステージ３１，３３はＸＹステージ３５を介して設置盤３７上に配置されている。スイベルステージ３１はＸＺ平面（ＸおよびＺ方向に延びる平面）に沿って回動することにより、またスイベルステージ３３はＹＺ平面（ＹおよびＺ方向に延びる平面）に沿って回動することにより、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢をそれぞれ変更するように構成されている。また、ＸＹステージ３５はＸＹ平面（ＸおよびＹ方向に延びる平面）上において被検面２７ａを移動させるように構成されており、スイベルステージ３１，３３により傾き調整された際に生じる被検面２７ａの基準面２１ａに対するＸＹ平面内の位置ずれを微調整できるようになっている。
【００２０】
なお、スイベルステージ３１，３３は各アクチュエータ３２（一方のみ図示）によって、ＸＹステージ３５は各アクチュエータ３６（一方のみ図示）によってそれぞれ駆動されるように構成されており、アクチュエータ３２および３６はドライバ５３および５５からの出力信号に基づきそれぞれ駆動されるようになっている。また、スイベルステージ３１，３３の各回動中心は、被検面２７ａの略中央部において互いに略重なるように構成されている。
【００２１】
また、干渉計装置１０は、基準面２１ａから反射された参照光と被検面２７ａから反射された被検面光との干渉により生じる干渉縞の画像を得るための撮影レンズ４３および撮像カメラ４５と、参照光および被検面光の各アライメント光像を得るための結像レンズ３９および面センサ４１と、起点干渉縞発生手段，起点干渉縞解析手段，傾斜角度算定手段，隣接干渉縞発生手段および縞解析演算手段としての各種演算を実行するコンピュータを含むコントローラ５０とを備えている。なお、コンピュータ内のメモリに格納されたプログラムによって上記５つの手段が構成されている。
【００２２】
また、図２に示すように上記コントローラ５０は、後述する起点干渉縞発生手順，起点干渉縞解析手順，傾斜角度算定手順，隣接干渉縞発生手順をそれぞれ実施するための起点干渉縞発生指示部５２，起点干渉縞解析部５４，傾斜角度算定部５６，隣接干渉縞発生指示部５８と、縞解析演算手段としての演算を実施する縞解析演算部６０とを備えている。なお、起点干渉縞解析部５４，傾斜角度算定部５６，縞解析演算部６０は、起点干渉縞解析手段，傾斜角度算定手段，縞解析演算手段をそれぞれ構成しており、起点干渉縞発生指示部５２および隣接干渉縞発生指示部５８は、スイベルステージ３１，３３、アクチュエータ３２、ドライバ５３と共に、起点干渉縞発生手段および隣接干渉縞発生手段をそれぞれ構成している。
【００２３】
干渉計装置１０においては、光源１１から射出された光が拡大レンズ１３により発散されてビームスプリッタ１５，１７を透過する。ビームスプリッタ１７を透過した発散光はコリメータレンズ１９に入射され、コリメータレンズ１９により平行光に変換されて射出される。コリメータレンズ１９から射出された平行光は、基準板２１の基準面２１ａでその一部が参照光として再帰反射されるとともに、基準板２１を通過した残りが被検体２７の被検面２７ａに照射される。迂曲した被検面２７ａで反射された光は広範囲に広がるが、その反射光のうち被検面２７ａの一部の領域から反射された光は被検面光として基準板２１を透過し、基準面２１ａから反射された参照光と共に入射光路を逆行し、コリメータレンズ１９を透過して集光されビームスプリッタ１７に入射される。
【００２４】
ビームスプリッタ１７に入射された参照光および被検面光は、その一部がハーフミラー面１７ａで直角に反射され、撮影レンズ４３により撮像カメラ４５の撮像素子（ＣＣＤ）上に被検面２７ａの干渉縞画像として結像される。一方、ビームスプリッタ１７に入射された参照光および被検面光の残りはハーフミラー面１７ａを透過してビームスプリッタ１５に達し、その一部がハーフミラー面１５ａで直角に反射され、結像レンズ３９により面センサ４１の撮像素子（ＣＣＤ）上に参照光および被検面光の各アライメント光像を形成する。このように干渉計装置１０では、ビームスプリッタ１７、コリメータレンズ１９、基準板２１、撮影レンズ４３、撮像カメラ４５等により干渉光学系が構成され、ビームスプリッタ１５、コリメータレンズ１９、基準板２１、結像レンズ３９、面センサ４１等によりアライメント光学系が構成されている。
【００２５】
被検面２７ａが略平面である場合には、撮像カメラ４５の撮像素子上に結像された被検面２７ａの像中において、解像可能な干渉縞が被検面２７ａの略全域に亘って観察される。しかし、被検面２７ａが迂曲している場合には、被検面２７ａの一部の領域については基準面２１ａに対する傾きが大きくなるために解像できないような細かい干渉縞が現れてしまう。このため、被検面２７ａの略全域の形状を求めるためには、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾斜姿勢を順次変えることによって被検面２７ａの各領域に対応した解像可能な干渉縞を逐次得る必要がある。
【００２６】
また、被検面２７ａが略平面である場合には、面センサ４１の撮像素子上に形成される被検面光のアライメント光像は所定の径を有する点像となる。しかし、被検面２７ａが迂曲している場合には、被検面光は被検面２７ａの形状によって種々の方向に反射するため、この被検面光を結像レンズ３９により集光しても、そのアライメント光像は被検面２７ａの領域ごとの傾斜角度分布に対応した拡がりを持ち、点状には結像されない。なお、基準面２１ａは高精度に平面であるため、参照光のアライメント光像は所定の径を有する点像となる。
【００２７】
詳しくは後述するように干渉計装置１０では、被検面２７ａの傾斜姿勢を順次変えることによって被検面２７ａの各領域に対応した解像可能な干渉縞が得られるようになっている。得られた被検面２７ａの領域別干渉縞はコントローラ５０において縞解析されるとともに、隣接して互いに重なり合う部分に関しては開口合成法を用いて繋ぎ合わされ、これにより被検面２７ａの略全域の形状が求められる。また、得られた干渉縞の画像や各アライメント光像の画像、被検面２７ａの形状解析結果等は画像表示装置５７の画面上に表示されるとともに、測定範囲の指定や表示画像の選択などの指示をキーボード、マウス等の入力装置５９を介してオペレータが行なえるようになっている。
【００２８】
〈迂曲面の光波干渉測定方法〉
次に、本発明の一実施形態に係る迂曲面の光波干渉測定方法（以下「本実施形態方法」と称することがある）について説明する。本実施形態方法の要部は、以下に説明する起点干渉縞発生手順，起点干渉縞解析手順，傾斜角度算定手順および隣接干渉縞発生手順により構成される。
【００２９】
図３は本実施形態方法の起点干渉縞発生手順を同図（ａ）〜（ｄ）の順に例示する図、図４は最初の起点干渉縞画像の一例を示す図、図５は本実施形態方法の起点干渉縞解析手順を同図（ａ）〜（ｄ）の順に例示する図、図６は本実施形態方法の傾斜角度算定手順を例示する図である。なお、本実施形態方法は上述した干渉計装置１０により実行されるもので、被検体２７はディスク状の被検面２７ａを有するものとする。
【００３０】
（起点干渉縞発生手順）
この起点干渉縞発生手順は、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、被検面２７ａの全域測定の起点となる起点領域に対応した最初の起点干渉縞７１（図４参照）を発生させるものであり、本実施形態方法では図３に例示した以下の手順により被検面２７ａの傾き姿勢を調整する。
【００３１】
すなわち図３に示すように、面センサ４１の撮像面に対応した座標系上において、所定の閾値を超える光強度を測定した画素領域をアライメント光領域として、同図（ａ）に示すように被検面光のアライメント光像６１および参照光のアライメント光像６３の分布範囲を求め、同図（ｂ）に示すようにこれらに外接する範囲確定用矩形６５を設定する。
【００３２】
次に、範囲確定用矩形６５内を複数の矩形状の区域に分けこれらの区域ごとにアライメント光像６１が占める割合を算定し、この割合が最大となる区域内のアライメント光像６１の重心６７を求める（同図（ｃ））。そして、この重心６７と参照光のアライメント光像６３との位置関係に基づき、重心６７が参照光のアライメント光像６３と略重なるようにするために必要な、基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾斜角度調整量を算定する。なお、これらの演算は、上記干渉計装置１０では起点干渉縞発生指示部５２においてなされる。
【００３３】
次いで、算定された傾斜角度調整量に基づき、アライメント光像６１の重心６７が参照光のアライメント光像６３と略重なるように基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、図４に示すように最初の起点干渉縞７１を発生させる。この傾き調整は、上記干渉計装置１０においては、起点干渉縞発生指示部５２からの指令によりドライバ５３から駆動信号が出力されてアクチュエータ３２が駆動され、このアクチュエータ３２によりスイベルステージ３１，３３が駆動されることにより実行される。また、傾き調整がなされる際、コントローラ５０からの指令によりドライバ５５から駆動信号が出力されてアクチュエータ３６が駆動され、このアクチュエータ３６によりＸＹステージ３５が駆動されることにより、傾き調整によって生じる被検面２７ａの基準面２１ａに対するＸＹ平面内の位置ずれが微調整される。
【００３４】
（起点干渉縞解析手順）
この起点干渉縞解析手順は、上記起点干渉縞７１に基づき、この起点干渉縞７１に対応した起点領域の形状を求めるものであり、本実施形態方法では図５に例示した以下の手順により起点領域の形状を求める。なお、最初の起点干渉縞７１が被検面２７ａのどの部分領域（起点領域）に対応しているのかについては、最初の起点干渉縞７１が撮像された段階で判明する。すなわち、最初の起点干渉縞７１が撮像された段階で起点領域の位置情報が得られるとともに、この起点領域の基準面２１ａに対する傾斜角度情報が上記傾斜角度調整量によって得られる。
【００３５】
最初に上記起点領域の位置範囲を確定する。本実施形態方法では、起点干渉縞７１の撮像倍率を２段階に変化させ、撮像倍率を小さくした段階では起点領域の重心位置を求め、撮像倍率を大きくした段階においてその位置範囲を確定する。なお、撮像倍率が小さい状態（例えば１倍）の標準画面領域７３（図５参照）と撮像倍率を大きくした状態（例えば６倍）の拡大画面領域７５（図５参照）との対応関係は予め求めておく。
【００３６】
まず撮像倍率が小さい状態においてフリンジスキャン測定を実施し、これにより得られた起点干渉縞７１の画像に対して平滑化処理（例えば平均化フィルタ処理）を施す。そして、平滑化処理を施した画像においてモジュレーションを求め、所定のモジュレーション閾値を超える高モジュレーション領域７７についてその重心７９を求める（図５（ａ））。
【００３７】
次に、拡大画面領域７５の中心８１に対応する標準画面領域７３の座標位置に、上記重心７９が略重なるように被検面２７ａの位置を調整する。この位置調整は、上記干渉計装置１０においては、起点干渉縞発生指示部５２からの指令によりドライバ５５から駆動信号が出力されてアクチュエータ３６が駆動され、このアクチュエータ３６によりＸＹステージ３５が駆動されることにより実行される。
【００３８】
被検面２７ａの位置調整完了後、撮像倍率を大きくしてフリンジスキャン測定を実施し、これにより得られた起点干渉縞７１の画像（図５（ｃ））に対して平滑化処理を施す。そして、平滑化処理を施した画像においてモジュレーションを求め、所定のモジュレーション閾値を超える領域を起点領域に対応した起点画像領域８３（図５（ｄ））として、この起点画像領域８３に対して平滑化処理前の画像から起点領域の形状を求める。このようにモジュレーションの値によって起点画像領域８３を確定することにより、起点干渉縞７１の画像信号中に混在する高周波ノイズを低減することができる。なお、上記干渉計装置１０では、これらの演算は起点干渉縞解析部５４においてなされる。
【００３９】
（傾斜角度算定手順）
この傾斜角度算定手順は、求められた起点領域の形状に基づき、この起点領域の周縁部を一部含む隣接領域の基準面２１ａに対する傾斜角度を算定するものであり、本実施形態方法では以下の手順により隣接領域の傾斜角度を求める。
【００４０】
すなわち図６に示すように、まず上記起点画像領域８３が上記拡大画面領域７５に占める割合を計算し、その割合に応じた分割数の矩形状の区域に拡大画面領域７５を分割する（例えば、割合が８０％以上であれば４分割、５０％〜８０％であれば９分割、１０％〜５０％であれば１６分割する。図６は９分割した場合を例示している）。
【００４１】
次に、分割された区域ごとに、各区域に占める起点画像領域８３の割合を求め、この割合が最大となる区域を隣接領域に対応した対応区域として指定する。ただし、予め指定しておいた割合（例えば１０％）を全ての区域において満たさない場合は、対応区域の指定は行なわず、最初の拡大画面領域７５内における測定は終了する。
【００４２】
次いで、対応区域内に含まれる起点領域の形状に対してフィッティングする平面を最小２乗法により求め、この平面（以下「最小２乗平面」と称する）の傾き角度を計算し、この傾き角度を隣接領域の基準面２１ａに対する傾斜角度とする。なお、上記干渉計装置１０では、これらの演算は傾斜角度算定部５６においてなされる。
【００４３】
（隣接干渉縞発生手順）
この隣接干渉縞発生手順は、求められた隣接領域の基準面２１ａに対する傾斜角度が略０度となるように基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させるものである。本実施形態方法では、上記最小２乗平面の傾き角度が略０度となるように基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整して、隣接領域に対応した隣接干渉縞を発生させる。
【００４４】
なお、この傾き調整は、上記干渉計装置１０においては、隣接干渉縞発生指示部５８からの指令によりドライバ５３から駆動信号が出力されてアクチュエータ３２が駆動され、このアクチュエータ３２によりスイベルステージ３１，３３が駆動されることにより実行される。また、傾き調整がなされる際、コントローラ５０からの指令によりドライバ５５から駆動信号が出力されてアクチュエータ３６が駆動され、このアクチュエータ３６によりＸＹステージ３５が駆動されることにより、傾き調整によって生じる被検面２７ａの基準面２１ａに対するＸＹ平面内の位置ずれが微調整される。
【００４５】
以下、上記隣接領域を次の起点領域に上記隣接干渉縞を次の起点干渉縞に置き換えながら、置き換える度に上記の起点干渉縞解析手順，傾斜角度算定手順および隣接干渉縞発生手順を繰り返し実施して被検面２７ａの上記拡大画面領域７５内における領域別形状を順次求める。そして、開口合成法によりこれら各領域別形状を繋ぎ合わせて被検面２７ａの拡大画面領域７５（これを最初の測定領域とする）内における略全域の形状を求める。
【００４６】
なお、本実施形態方法では、求められた領域別形状を順次繋ぎ合わせていき、繋ぎ合わされた領域の大きさが予め指定された、上記拡大画面領域７５の大きさに対する割合（例えば９５％）を超えた時点で拡大画面領域７５内の測定を終了する。また、求められた領域別形状を順次繋ぎ合わせていく際に、繋ぎ合わされる領域間の基準面２１ａに対する相対的な傾斜角度の違いによる傾き補正を行なう。また、上記干渉計装置１０では、開口合成に関する演算は縞解析演算部６０においてなされる。
【００４７】
次に、測定領域を移動する。本実施形態方法では、測定領域の移動は図７に例示する以下の手順で行なわれる。図７は測定領域の移動方法を例示する図である。
【００４８】
まず図７に示すように、上記標準画面領域７３内において、最初の測定領域となる上記拡大画面領域７５の位置範囲を求め、この拡大画面領域７５の中心８１の位置（図５（ａ）に示す高モジュレーション領域７７の重心７９に一致する）を求める。また、標準画面領域７３内において、被検面２７ａの測定対象全域の範囲を指定する。ここでは、図７に示す円形の外側境界線８５および内側境界線８７で囲まれた範囲が測定対象全域として指定されている。
【００４９】
次に、図７に示す標準画面領域７３内において、最初の測定領域となる拡大画面領域７５と隣接する部分に、この拡大画面領域７５と等しい大きさの矩形枠８９を移動させた場合に、この矩形枠８９の一部が拡大画面領域７５と重なるようにするために必要な移動距離を求める。そして、標準画面領域７３内において、この移動距離に等しい間隔の格子９１，９３（付番一部省略）を上記中心８１の位置を起点として縦横に設定し、これらの格子９１，９３の交点９５（付番一部省略）を各測定領域の中心とする。
【００５０】
次いで、被検体２７を移動させることにより最初の測定領域から隣接する測定領域に順次移動し、移動する度に上述の起点干渉縞解析手順，傾斜角度算定手順および隣接干渉縞発生手順を繰り返し実施して被検面２７ａの各測定領域内における形状を順次求める。そして、開口合成法によりこれら各形状を繋ぎ合わせて被検面２７ａの測定対象全域における形状を求める。
【００５１】
なお、測定領域を移動した際、その測定領域における最初の干渉縞は以下の手順によって得る。すなわち、移動する前の測定領域において、移動後の測定領域と重なる部分を特定し、この部分の形状に対してフィッティングする最小２乗平面の傾き角度を計算する。そして、この傾き角度が略０度となるように基準面２１ａに対する被検面２７ａの傾き姿勢を調整することにより、移動後の測定領域における最初の干渉縞を発生させる。
【００５２】
なお、以上説明した態様においては、被検面２７ａの測定対象全域の大きさが干渉計装置１０の１回の測定可能範囲（拡大画面領域７５の大きさ）より大きいことを前提としている。測定対象全域の大きさが１回の測定可能範囲より小さい場合には、上述した測定範囲を移動させる手順は不要となる。
【００５３】
また、上述の干渉計装置１０はフィゾー型であるが、本発明はマイケルソン型等の等光路長型の干渉計装置にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る迂曲面測定用の干渉計装置の概略構成図
【図２】図１に示すコントローラの概略構成図
【図３】本発明方法の一実施形態に係る起点干渉縞発生手順を示す図
【図４】本発明方法の一実施形態に係る最初の起点干渉縞画像を例示する図
【図５】本発明方法の一実施形態に係る起点干渉縞解析手順を示す図
【図６】本発明方法の一実施形態に係る傾斜角度算定手順を示す図
【図７】本発明方法の一実施形態に係る測定領域の移動方法を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１０      干渉計装置
１１      光源
１３      拡大レンズ
１５，１７      ビームスプリッタ
１５ａ，１７ａ      ハーフミラー面
１９      コリメータレンズ
２１      基準板
２１ａ    基準面
２７      被検体
２７ａ    被検面
２９      載置ステージ
３１，３３      スイベルステージ
３２，３６      アクチュエータ
３５      ＸＹステージ
３７      設置盤
３９      結像レンズ
４１      面センサ
４３      撮影レンズ
４５      撮像カメラ
５０      コントローラ
５２      起点干渉縞発生指示部
５３，５５      ドライバ
５４      起点干渉縞解析部
５６      傾斜角度算定部
５７      画像表示装置
５８      隣接干渉縞発生指示部
５９      入力装置
６０      縞解析演算部
６１      被検面光のアライメント光像
６３      参照光のアライメント光像
６５      範囲確定用矩形
６７      被検面光のアライメント光像の重心
７１      最初の起点干渉縞
７３      標準画面領域
７５      拡大画面領域
７７      高モジュレーション領域
７９      高モジュレーション領域の重心
８１      拡大画面領域の中心
８３      起点画像領域
８５      外側境界線
８７      内側境界線
８９      矩形枠
９１，９３      格子
９５      格子の交点
【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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