(57)【要約】【課題】焦点調整を容易かつ適切に実施できる干渉計を提供する。【解決手段】干渉計は、光源部と、光源部からの光を参照光及び測定光に分離し、参照光と、測定面Ｗｓで反射された測定光とを合成する参照体１０４（分離部及び合成部）と、参照体１０４によって合成された合成光を結像させる結像（結像部）と、結像によって結像された合成光を撮像する撮像部と、測定光の光路上に配置されたレンズ１０７（光学素子）と、を備えている。レンズ１０７の焦点位置Ｐ１は、結像レンズの測定面Ｗｓ側の焦点位置Ｐ０と略一致する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、
前記光源部からの光を参照光及び測定光に分離する分離部と、
前記参照光と、測定面で反射された前記測定光とを合成する合成部と、
前記合成部によって合成された合成光を結像させる結像部と、
前記結像部によって結像された前記合成光を撮像する撮像部と、
前記測定光の光路上に配置された光学素子と、を備え、
前記光学素子の集光位置は、前記結像部の前記測定面側の焦点位置と一致する
ことを特徴とする干渉計。
【請求項２】
請求項１に記載の干渉計において、
前記光学素子を複数備えた
ことを特徴とする干渉計。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の干渉計において、
前記光学素子は、前記測定光の光路上に挿脱可能に配置された
ことを特徴とする干渉計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の干渉計において、
前記光学素子と前記測定面との距離を変更した際の、前記光学素子を透過した光と前記参照光との干渉縞の変化に基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得する取得部を備えた
ことを特徴とする干渉計。
【請求項５】
請求項４に記載の干渉計において、
前記取得部は、前記距離の変更に応じて変化する、前記撮像部に撮像された前記干渉縞のサイズに基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得する
ことを特徴とする干渉計。
【請求項６】
請求項４に記載の干渉計において、
前記取得部は、前記距離の変更に応じて変化する、前記撮像部に撮像された前記干渉縞の密度に基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得する
ことを特徴とする干渉計。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の干渉計において、
前記取得部による取得結果を出力する出力部を備えた
ことを特徴とする干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度平面を測定する方法として、光を用いた干渉計測が一般的に知られている。この干渉計測を用いる干渉計として、例えば、フィゾー型干渉計が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、レーザ光源からのレーザ光を、レンズ群によって平行光束にし、この平行光束を平面用参照レンズ（参照体）により２光束に分割する。そのうち透過成分を測定光束として、反射成分を参照光束として利用する。測定対象物の測定面で反射した測定光束は、平面用参照レンズで反射した参照光束と重なって干渉し、発生した干渉縞がフォーカスレンズ（結像レンズ）を介してカメラで撮像される。この干渉縞を解析することで対象物の形状を算出することができる。
【０００４】
上記のような干渉計において、測定面に干渉計の焦点を合わせることにより、測定面の面性状を正しく計測することができる。一般的な焦点調整方法として、測定面に焦点が合うように干渉計内部のレンズ、例えば、特許文献１におけるフォーカスレンズを調整する方法がある。フォーカスレンズは、複数のレンズと駆動機構により構成され、レンズの位置を機械的に移動させることで、測定面に焦点を合わせる。しかしながら、このような構成では、機構が複雑化し、装置が大型化するという課題がある。
【０００５】
これに対して、測定対象物と干渉計の本体部とを相対的に移動させて距離を変更する駆動機構により、測定対象物と本体部との距離を変更して、測定面に焦点を合わせる方法が知られている。この方法では、本体部を測定対象物に対して走査させる走査機構を用いることで容易に実現できる。
このように、測定対象物と本体部との距離を変更して焦点調整を行う場合における焦点位置の検出方法として、一般的に位相差検出方式と、コントラスト検出方式とが知られている。
【０００６】
これら検出方式のうち、位相差検出方式は、２つのレンズにより分離した像の間隔から焦点位置を検出する方式であり、像間隔を検出する検出器が別途必要となる。このため、装置の大型化や、高コスト化を招くという課題がある。
一方、コントラスト検出方式は、測定対象物の画像を取得し、そのコントラスト（明暗差）から焦点位置を検出する方式であり、装置の大型化や高コスト化を招くことなく、測定対象物の輪郭（外縁）や凹凸部の輪郭などに対応する干渉縞の明暗差を利用することで検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４０５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、コントラスト検出方式では、測定対象物が高精度な平面である場合等、凹凸部の輪郭を検出することが困難であり、焦点調整を適切に実施することができない場合がある。これに対して、コントラスト検出方式を用いる際に、凹凸部に代わるターゲットを測定面上に配置することが考えられる。
【０００９】
このターゲットとして、測定対象物を傷つけることを避けるために、紙片等の柔軟なものを用いることが好ましいが、柔軟なターゲットを用いると、ターゲットから塵埃が発生するおそれがある。また、ターゲットを配置することで、静電気等による塵埃の持ち込みを誘起するおそれがある。また、紙片等の柔軟なターゲットは、通常、成形精度が低く、変形し易いため、焦点位置の再現性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明は、焦点調整を容易かつ適切に実施できる干渉計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】
【００１１】
本発明の干渉計は、光源部と、前記光源部からの光を参照光及び測定光に分離する分離部と、前記参照光と、測定面で反射された前記測定光とを合成する合成部と、前記合成部によって合成された合成光を結像させる結像部と、前記結像部によって結像された前記合成光を撮像する撮像部と、前記測定光の光路上に配置された光学素子と、を備え、前記光学素子の集光位置は、前記結像部の前記測定面側の焦点位置と一致することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、測定光の光路上に光学素子が配置されており、この光学素子の集光位置は、前記結像部の前記測定面側の焦点位置と一致する。
このような構成では、測定光と参照光とによる第１の干渉縞以外に、測定光の光路上に配置された光学素子を透過した光と、参照光とによる第２の干渉縞が、結像部によって撮像部に結像される。この場合、被測定面と干渉計との相対位置を変化させることで、この第２の干渉縞の状態が変化するため、干渉縞を観察することで容易に焦点調整を実施できる。例えば、光学素子としてレンズを用いる場合、第２の干渉縞は、環状の干渉縞となり、光学素子の集光位置、すなわちレンズの焦点位置が、測定面に近づくにしたがって、サイズ（外径）が大きくなり、出現する縞の密度が減少し、干渉縞が中心に向かって移動する。したがって、第２の干渉縞のサイズが最大、かつ、縞の密度が最低となる位置に、被測定面と干渉計との相対位置を合わせることで容易に焦点合わせを行うことができる。
したがって、測定面が高い平面度を有する平面であっても、紙片等のターゲットを用いることなく、コントラスト検出方式によって焦点調整を適切に行うことができ、かつ、装置の複雑化、大型化、及び高コスト化を抑制できる。
【００１３】
本発明の干渉計において、前記光学素子を複数備えたことが好ましい。
本発明では、光学素子を複数備えることにより、測定面上の複数点について焦点調整を行うことができ、より適切な焦点調整を実施できる。例えば、光学素子が３つ以上の場合は、結像部の焦点位置に対する測定面の傾きを検出でき、検出結果に応じて、当該傾きを調整できる。
【００１４】
本発明の干渉計において、前記光学素子は、前記測定光の光路上に挿脱可能に配置されたことが好ましい。
本発明では、光学素子が、測定光の光路上に挿脱可能に配置されている。これにより、焦点調整を実施する場合に、測定光の光路上に光学素子を配置し、測定時等の焦点調整を実施しない場合に、光学素子を光路上から退避させることができる。したがって、測定時には第１の干渉縞のみを発生させることができ、測定領域の減少を抑制できる。
【００１５】
本発明の干渉計において、前記光学素子と前記測定面との距離を変更した際の、前記光学素子を透過した光と前記参照光との干渉縞の変化に基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得する取得部を備えたことが好ましい。
本発明では、取得部は、光学素子と測定面との距離（以下、測定面間距離とも称する）を変更した際の、第２の干渉縞の変化に基づいて、光学素子の集光位置と測定面との関係、例えば光学素子の集光位置までの距離（以下、集光距離とも称する）と、測定面間距離との大小等を取得する。
このような構成では、例えば、光学素子としてレンズを用いた場合では、第２の干渉縞のサイズが増大したり、縞の密度が減少したり、干渉縞が中心に向かって移動する場合に、光学素子の集光位置と測定面とが近づいているとの判定結果を取得できる。また、第２の干渉縞のサイズが最大となり、縞の密度が最小となる位置で、光学素子の集光位置と測定面とが一致しているとの判定結果を取得できる。
また、測定面間距離を変化させた際の第２の干渉縞の変化を観察することで、焦点が合う方向に干渉計と測定面との相対位置が変化しているのか否かを判定できる。例えば、測定面間距離が減少している（干渉計が測定面に近づいている）にも関わらず、第２の干渉縞の変化が、集光位置と測定面とが遠ざかっていることを示す変化の場合、集光距離よりも測定面間距離の方が小さく、測定面が近すぎるとの判定結果を取得することができる。当該判定結果を参照することにより、測定面に干渉計が衝突する不都合を回避できる。逆に、測定面が遠すぎるとの判定結果を取得することもでき、これら判定結果に基づいて容易に焦点調整を実施できる。
このように、本発明では、取得部による取得結果に基づいて焦点調整を実施できる。したがって、例えば、使用者が手動で焦点調整を実施する場合でも、判定結果を参照でき、より確実かつ容易に焦点調整を実施できる。また、判定結果に基づいて、焦点調整を自動で実施することもできる。
【００１６】
本発明の干渉計において、前記取得部は、前記距離の変更に応じて変化する、前記撮像部に撮像された前記干渉縞のサイズに基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得することが好ましい。
本発明では、撮像部で撮像された第２の干渉縞のサイズの変化に基づいて、例えば、光学素子としてレンズを用いる場合に生じる環状の第２の干渉縞の外径の変化に基づいて、上記判定結果を取得する。このような構成では、第２の干渉縞の外縁を検出することで、当該第２の干渉縞のサイズ変化を検出できる。したがって、第２の干渉縞の変化を容易に検出でき、処理負荷を抑制できる。
【００１７】
本発明の干渉計において、前記取得部は、前記距離の変更に応じて変化する、前記撮像部に撮像された前記干渉縞の密度に基づいて、前記光学素子の集光位置と前記測定面との関係を取得することが好ましい。
本発明では、撮像部で撮像された第２の干渉縞の密度の変化に基づいて、上記判定結果を取得する。このような構成では、測定面間距離の変化に応じて、粗密が大きく変化する第２の干渉縞を発生させることができる。したがって、第２の干渉縞の粗密に基づいて第２の干渉縞の変化を容易に検出できる。
【００１８】
本発明の干渉計において、前記取得部による取得結果を出力する出力部を備えたことが好ましい。
本発明では、取得部による取得結果を出力部によって出力することにより、取得結果を報知できる。これにより、使用者は、取得結果に基づいて、焦点調整をより容易かつ適切に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第一実施形態の干渉計の概略構成を示す図。
【図２】第一実施形態の測定光束及び測定光束の光路、及び当該光路上に配置されたレンズを模式的に示す図。
【図３】レンズの焦点距離及び当該レンズから測定面までの距離と、レンズを透過した部分光束に係る干渉縞との関係を示す図。
【図４】本発明に係る第二実施形態の干渉計における、測定光束の光路、及び当該光路上に配置されたレンズを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第一実施形態］
［干渉計の構成］
以下、本発明に係る第一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る干渉計の概略構成を示す図である。
本実施形態の干渉計１は、フィゾー型干渉計であり、本体部１０と、載置部２０と、駆動機構３０と、表示部４０と、制御部５０と、を備えている。
本体部１０は、光源部１０１と、コリメータ１０２と、プリズム１０３と、参照体１０４と、本発明の結像部に相当する結像レンズ１０５と、光検出素子１０６Ａを有する撮像部１０６と、本発明の光学素子に相当するレンズ１０７と、移動機構１０８と、を備えている。
【００２１】
光源部１０１は、レーザ光源であり、可干渉光を出射する。
光源部１０１からの出射光は、コリメータ１０２により所定幅の平行光束にされる。この平行光束は、プリズム１０３を透過した後、参照体１０４に入射する。参照体１０４に入射した、平行光束は、参照体１０４を透過する測定光束と、参照体１０４で反射された参照光束との２光束に分割される。参照体１０４を透過した測定光束は、載置部２０に載置された測定対象物Ｗの表面（すなわち測定面）Ｗｓに入射する。この測定面Ｗｓで反射した測定光束は、参照体１０４において参照光束と合成される。合成された合成光は、プリズム１０３によって反射され、結像レンズ１０５に入射し、結像レンズ１０５によって光検出素子１０６Ａの撮像面に結像される。光検出素子１０６Ａは、結像された、合成光すなわち干渉縞を撮像する。なお、参照体１０４は、本発明の分離部及び合成部として機能する。
【００２２】
図２は、レンズ１０７の配置を模式的に示す図である。なお、図２は、レンズ１０７から測定面Ｗｓまでの距離が、レンズ１０７の焦点距離よりも大きい場合を図示している。
本実施形態において、レンズ１０７は、測定光束の光路上に配置されている。レンズ１０７の焦点位置Ｐ１（本発明の光学素子の集光位置に相当）は、本体部１０の焦点位置Ｐ０、つまり、結像レンズ１０５の測定面Ｗｓ側の焦点位置Ｐ０に略一致している。
ここで、本実施形態において、レンズ１０７の焦点位置Ｐ１が、本体部１０の焦点位置Ｐ０と略一致しているとは、測定光の光軸方向（Ｚ方向）において、各焦点位置Ｐ０，Ｐ１が完全に一致している状態を含み、レンズ１０７の焦点位置Ｐ１が、焦点位置Ｐ０を中心とする所定の許容範囲に含まれる状態である。この所定の許容範囲とは、例えば、結像レンズ１０５の被写界深度の範囲である。
【００２３】
移動機構１０８は、測定光束の光路上と光路外との間で、レンズ１０７を移動させる。この移動機構１０８により、レンズ１０７が測定光の光路上に挿脱可能に配置される。移動機構１０８は、例えば、測定光束の光路に対して交差する方向にレンズ１０７を移動させるスライダ機構や回転機構等を備える。
【００２４】
参照体１０４を透過した測定光束の一部である部分光束は、レンズ１０７に入射した後、測定対象物Ｗの測定面に入射する。そして、測定面で反射した部分光束は、測定光束と同様に、参照体１０４で参照光束と合成される。この部分光束の合成光も、プリズム１０３及び結像レンズ１０５によって導光され、光検出素子１０６Ａに結像される。部分光束の合成光による干渉縞については後に詳述する。
【００２５】
駆動機構３０は、本体部１０と載置部２０との位置を相対的に変更させる。駆動機構３０によって、例えば、図２に示すレンズ１０７の焦点距離ｆが、レンズ１０７から測定面Ｗｓまでの距離Ｌ（以下、測定面間距離Ｌとも称する）と一致するように、測定面間距離Ｌを変更することができる。この駆動機構３０は、例えば、本体部１０を載置部２０に対して、測定光束の光路に直交するＸ方向に移動させるＸスライダと、測定光束の光路及びＸ方向に直交するＹ方向に移動させるＹスライダと、測定光束の光路に平行なＺ方向に移動させせるＺスライダと、を備え構成される。
表示部４０は、本発明の出力部に相当し、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、及び有機ＥＬディスプレイ等の各種表示装置である。この表示部４０は、撮像部１０６によって取得された干渉縞の画像等を表示させる。
【００２６】
制御部５０は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成され、メモリ等により構成された記憶部（図示略）と、ＣＰＵ等により構成された演算部（図示略）とを備えている。演算部は、記憶部からプログラムを読み出し実行することで、図１に示すように、画像取得部５０１、判定部５０２、及び出力制御部５０３等として機能する。
【００２７】
画像取得部５０１は、光検出素子１０６Ａで撮像された撮像画像を取得する。
判定部５０２は、駆動機構３０によって測定面間距離Ｌを変更した際の、レンズ１０７を透過した部分光束に係る合成光の干渉縞の変化に基づいて、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとの大小の関係や、焦点距離ｆ及び測定面間距離Ｌが一致したか否かを判定する。例えば、本体部１０を載置部２０に対して相対的に移動させて測定面間距離Ｌを変更する際の移動方向が、焦点距離ｆ及び測定面間距離Ｌの差の絶対値を小さくする方向（すなわち、焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとが一致する方向）か否かを判定する。このように、判定部５０２は、本発明の取得部に相当し、レンズ１０７の焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとの関係として上記判定結果を取得する。
出力制御部５０３は、画像取得部５０１によって取得された干渉縞の撮像画像や、判定部５０２による判定結果等を表示させる。
【００２８】
［焦点調整］
図３は、焦点距離ｆ及び測定面間距離Ｌと干渉縞Ｓ２との関係を示す図である。
レンズ１０７を測定光束の光路上に配置すると、図３の（２）〜（４）の欄に示すように、光検出素子１０６Ａにより得られる干渉縞の撮像画像には測定面の形状を表す干渉縞Ｓ１の内部に、レンズ１０７を透過した部分光束に係る、同心円状の干渉縞Ｓ２が現れる。この干渉縞Ｓ２は測定面間距離Ｌ（図３参照）に応じて変化するものであり、当該変化に基づいて、測定対象物の光軸方向（図１のＺ方向）における、レンズ１０７の焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとの関係を取得できる。
【００２９】
具体的には、干渉縞Ｓ２は、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとが一致する方向に駆動機構３０が駆動される場合（すなわち図３の矢印で示すように、（３）の状態に向かうように駆動される場合）、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとの差の絶対値が小さくなるほど、干渉縞Ｓ１の寸法が大きくなり、かつ、縞密度が密の状態から粗の状態に変化する。また、この場合、干渉縞Ｓ２の各縞が、同心円の中心方向に移動するように、干渉縞Ｓ２が変化する。
そして、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとが一致すると、干渉縞Ｓ２のサイズが最大になり、かつ縞密度が最も粗くなる。
【００３０】
判定部５０２は、駆動機構３０によって測定面間距離Ｌが変更されている状態で、取得された複数の撮像画像から、干渉縞Ｓ２の変化を解析し、焦点が合っているか否かを判定する。具体的に、判定部５０２は、現在の本体部１０の移動方向、及び干渉縞Ｓ２の変化から、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとの大小を判定する。
例えば、判定部５０２は、測定面間距離Ｌを大きくする方向（本体部１０と載置部２０とが離れる方向）に本体部１０を相対的に移動させている場合で、かつ、干渉縞Ｓ２の寸法が大きくなる場合や、縞密度が粗くなる場合や、干渉縞Ｓ２が中心に向かって移動する場合では、ｆ＞Ｌと判定する。
逆に、判定部５０２は、測定面間距離Ｌを大きくする方向に本体部１０を相対的に移動させている場合で、かつ、干渉縞Ｓ２の寸法が小さくなる場合や、縞密度が密になる場合や、干渉縞Ｓ２が中心から外側に向かって移動する場合では、ｆ＜Ｌと判定する。
なお、測定面間距離Ｌを小さくする方向に本体部１０を相対的に移動させている場合では、干渉縞Ｓ２の変化に対する判定結果が逆の関係となる。
そして、図３の（３）の状態となった場合に、判定部５０２は、焦点が合っている（ｆ＝Ｌ）と判定する。
【００３１】
［第一実施形態の作用効果］
本実施形態では、測定光の光路上にレンズ１０７が配置されており、このレンズ１０７の焦点位置Ｐ１は、結像レンズ１０５による測定面Ｗｓ側の焦点位置Ｐ０と略一致する。
このような構成では、測定面間距離Ｌを変更すると、部分光束に係る干渉縞Ｓ２が、変化する。例えば、焦点位置Ｐ１が測定面Ｗｓに近づくにしたがって、干渉縞Ｓ１のサイズが大きくなり、縞の密度が減少し、かつ、干渉縞Ｓ１の各縞が中心に向かって移動する。
したがって、測定面間距離Ｌを変更した際に撮像された干渉縞Ｓ２の変化を観察することにより、焦点位置Ｐ１が、測定面Ｗｓに近づいているのか否か、焦点位置Ｐ１が、測定面Ｗｓに一致したか否かを検知できる。したがって、測定面Ｗｓが高い平面度を有する平面であっても、紙片等のターゲットを用いることなく焦点調整を適切に行うことができる。
【００３２】
また、紙片等によるターゲットを用いる必要がないため、測定面Ｗｓ上への塵埃の付着を抑制することができる。
また、紙片等の柔軟なターゲットを用いると、成形精度が低いことにより、焦点位置の再現性が低下するおそれがあり、使用者がターゲットの配置を手動で行う場合では、再現性が低下する等の課題もあり、焦点調整を自動化することが困難である。
これに対して、本実施形態によれば、ターゲットの配置が不要であり、焦点調整の再現性の低下を抑制でき、かつ自動化も容易である。
【００３３】
また、コントラスト検出方式によって焦点調整を行うことができ、位相差検出方式を用いる場合と比べて、構成を簡略化することができ、干渉計１の大型化や高コスト化を抑制できる。
また、結像レンズ１０５に対して駆動機構を新たに設け、機械的に焦点を調整可能に構成する必要がなく、干渉計１の大型化や高コスト化を抑制できる。
【００３４】
本実施形態では、測定光の光路上と光路外とでレンズ１０７を移動させる移動機構１０８を備えることにより、焦点調整を実施する場合に、測定光の光路上にレンズ１０７を配置し、測定時等の焦点調整を実施しない場合に、レンズ１０７を光路上から退避させることができる。これにより、測定時等に干渉縞Ｓ１のみが発生している画像を取得することができ、測定領域の減少を抑制することができる。
【００３５】
本実施形態では、判定部５０２は、測定面間距離Ｌを変更した際の、干渉縞Ｓ２の変化に基づいて、レンズ１０７の焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとの関係を取得する。
このような構成では、例えば、干渉縞Ｓ２のサイズが増大したり、縞の密度が減少したり、干渉縞が中心に向かって移動する場合に、焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとが近づいているとの判定結果を取得できる、判定結果に基づいて焦点調整を実施できる。
したがって、例えば、使用者が手動で焦点調整を実施する場合でも、判定結果を参照することができ、より確実かつ容易に焦点調整を実施することができる。また、上述のように、焦点調整の自動化も可能である。
【００３６】
また、測定面間距離Ｌを変化させた際の干渉縞Ｓ２の変化を観察することで、焦点が合う方向に本体部１０と測定面との相対位置が変化しているのか否かを判定できる。例えば、本体部１０を測定面Ｗｓに近づけており、測定面間距離Ｌが減少しているにも関わらず、干渉縞Ｓ２の変化が、焦点位置Ｐ１と測定面Ｗｓとが遠ざかっていることを示す変化の場合、焦点距離ｆよりも測定面間距離Ｌの方が小さく、測定面Ｗｓが近すぎるとの判定結果を取得することができる。当該判定結果を参照することにより、測定面Ｗｓに本体部１０が衝突する不都合を回避できる。逆に、測定面Ｗｓが遠すぎるとの判定結果を取得することもでき、これら判定結果に基づいて容易に焦点調整を実施できる。
【００３７】
本実施形態では、干渉縞Ｓ２の寸法の変化に基づいて、上記判定結果を取得することができる。この場合、干渉縞Ｓ２の外縁の位置を検出し、当該外縁の寸法変化を検出する。したがって、干渉縞Ｓ２の各縞の密度や、縞の移動方向を検出する場合と比べて、変化を検出するための制御部５０の処理負荷を抑制することができる。
また、本実施形態では、測定面間距離Ｌの変化に応じて、粗密が大きく変化する干渉縞Ｓ２を発生させることができる。したがって、干渉縞Ｓ２の密度の変化に基づいて、上記判定結果を取得することにより、第２の干渉縞の変化を容易に検出できる。
【００３８】
本実施形態では、判定部５０２による判定結果や干渉縞Ｓ２を表示部４０に出力させることにより、使用者に当該判定結果を報知したり、干渉縞Ｓ２を参照させることができる。これにより、使用者は、判定結果や干渉縞Ｓ２の変化を把握することができ、焦点調整を適切に実施することができる。
【００３９】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る第二実施形態について、図面に基づいて説明する。
上記第一実施形態では、測定光束の光路上に１つのレンズを挿入することで出現する干渉縞Ｓ２の変化に基づいて、当該光路における焦点調整を可能とした。しかしながら、測定面が傾斜している場合に、傾きを調整することができない。これに対して、第二実施形態では、複数のレンズを挿入することで、傾きを調整することができるようにする点で、上記第一実施形態とは相違する。
【００４０】
図４は、第二実施形態の干渉計のレンズの配置を模式的に示す図である。なお、以降の説明にあたり、既に説明した構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
図４に示すように、干渉計１Ａは、３つのレンズ１０７Ａが、測定光束の光路上に配置されている。３つのレンズ１０７Ａの焦点位置Ｐ１は、本体部１０の焦点位置Ｐ０と略一致している。なお、これら３つのレンズ１０７Ａは、第一実施形態と同様に、移動機構１０８によって、上記光路上に挿脱可能に配置されている。
このように構成された干渉計１Ａでは、干渉縞Ｓ１の内部に、３つのレンズ１０７Ａのそれぞれに対応する干渉縞Ｓ２が３つ出現する。
【００４１】
［第二実施形態の作用効果］
本実施形態では、レンズ１０７Ａを複数備えることにより、測定面Ｗｓ上の複数点について焦点調整を行うことができ、焦点調整をより適切に実施できる。
また、測定面Ｗｓが高精度の平坦性を有する場合、これら３つの干渉縞Ｓ２のそれぞれについて、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌが一致した状態となるように、測定面の位置及び傾きを調整することで、焦点調整及び傾き調整をすることができる。例えば、測定面間距離Ｌが大きくなる方向（又は小さくなる方向）に一方向に、本体部１０及び載置部２０を相対的に移動させた際、制御部５０は、３つの干渉縞Ｓ２について、焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとが一致した際のＺ位置を、それぞれ取得する。そして、制御部５０は、取得したＺ位置と、３つのレンズ１０７Ａの焦点位置（ＸＹ位置）とから、測定面の傾きを算出し、算出した傾きに基づいて、測定面の傾きを調整する。
なお、各レンズ１０７Ａの焦点距離ｆと測定面間距離Ｌとが一致するように、各レンズ１０７Ａの干渉縞Ｓ２を順次参照し、焦点調整を行ってもよい。
【００４２】
［変形例］
なお、本発明は前述の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ものである。
例えば、上記各実施形態では、光学素子としてレンズ１０７のような平凸レンズの単レンズを例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明の光学素子としては、所定の焦点位置を有し、入射した光を１点に集光する光学素子であればよく、複数のレンズによって構成された組レンズや、レンズアレイを用いてもよい。また、回折や反射を利用した光学素子、例えば、回折光学素子等を用いてもよい。
【００４３】
上記各実施形態では、レンズ１０７，１０７Ａを上記光路上に挿脱可能に配置する構成として移動機構１０８によって例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本体部１０にレンズ１０７，１０７Ａを着脱可能に取り付ける取付機構を設け、使用者が手動で着脱可能に構成してもよい。なお、レンズ１０７，１０７Ａを上記光路上に固定してもよい。
【００４４】
上記各実施形態では、出力部として画面表示させる表示部４０を例示したが、音声出力する構成でもよい。また、干渉計１が、判定部５０２の判定結果に基づいて、自動で焦点調整を実施するように構成した場合、必ずしも、判定結果を出力したり、干渉縞を表示させたりしなくてもよく、出力部を設けなくてもよい。
【００４５】
上記第二実施形態では、光学素子としてのレンズ１０７Ａを３つ備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、２つ又は４つ以上の光学素子を備える構成でもよい。
第二実施形態で、各レンズ１０７Ａの焦点距離が等しい構成としたが、本発明はこれに限定されず、焦点位置が異なる光学素子を含む構成としてもよい。
例えば、レンズ１０７，１０７Ａよりも焦点距離が小さい光学素子を備える構成としてもよい。これにより、本体部１０と測定対象物Ｗとが測定時の位置よりも接近し過ぎていることを示す干渉縞を発生させることができ、光学素子と本体部とが接触することを抑制できる。
また、例えば、レンズ１０７，１０７Ａよりも焦点距離が大きい光学素子を備える構成としてもよい。これにより、本体部１０と測定対象物Ｗとが測定時の位置よりも離れすぎていることを示す干渉縞を発生させることができ、本体部１０と測定対象物Ｗとを近づける必要があることを容易に検出することができる。
【００４６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、光源からの光を参照光及び測定光に分離し、測定対象から反射された測定光と参照光とを干渉させることで測定面の形状を観察する干渉計に利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
１，１Ａ…干渉計、４０…表示部（出力部）、１０１…光源部、１０４…参照体（分離部及び合成部）、１０５…結像レンズ（結像部）、１０６…撮像部、１０７，１０７Ａ…レンズ（光学素子）、５０２…判定部（取得部）、ｆ…焦点距離、Ｌ…測定面間距離、Ｐ０…（結像レンズの）焦点位置、Ｐ１…（光学素子の）焦点位置（集光位置）、Ｓ２…干渉縞、Ｗｓ…測定面。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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