(57)【要約】      （修正有）【課題】測定対象物を測定する際の測定値の誤差を減少できるとともに、安価で分解能が低いレーザ変位計を用いた場合であっても測定の精度を向上させる測定台および表面形状測定装置を提供する。【解決手段】レーザ光によって測定対象物１００までの距離を測定可能なレーザ変位計４１を測定対象物の表面に対してレーザ光を照射しつつ相対的に走査させることによって、測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置における、測定対象物を載置する測定台３０であって、少なくともレーザ光が照射される測定対象物の測定位置に対応する位置の下方が、測定位置を含まない他の領域より凹んだ凹部３０ａ、または貫通した貫通口である。【選択図】図１
2017032297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を前記測定対象物の表面に対してレーザ光を照射しつつ相対的に走査させることによって、前記測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置における、前記測定対象物を載置する測定台であって、
少なくともレーザ光が照射される前記測定対象物の測定位置に対応する位置の下方が、前記測定位置を含まない他の領域より凹んだ凹部、または貫通した貫通口である
ことを特徴とする測定台。
【請求項２】
レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を前記測定対象物の表面に対してレーザ光を照射しつつ相対的に走査させることによって、前記測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置における、前記測定対象物を載置する測定台であって、
少なくともレーザ光が照射される前記測定対象物の測定データを取得する位置の下方が、前記測定データを取得する位置を含まない他の領域より凹んだ凹部、または貫通した貫通口である
ことを特徴とする測定台。
【請求項３】
前記凹部が、前記レーザ変位計と前記測定台との間の相対的な走査方向に沿った溝から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の測定台。
【請求項４】
前記凹部が、前記レーザ変位計と前記測定台との間の相対的な走査方向に沿った溝と、前記走査方向に対して直交する方向に沿った溝とから構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の測定台。
【請求項５】
前記凹部の底面が、前記レーザ変位計から照射されたレーザ光のうちの前記底面で反射された反射光が前記レーザ変位計に到達しない角度に傾斜していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の測定台。
【請求項６】
レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を前記測定対象物の表面に対して相対的に走査させることによって、前記測定対象物の表面形状を測定可能に構成された表面形状測定装置において、
前記測定対象物を測定する際に前記測定対象物を載置する測定台が、請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定台である
ことを特徴とする表面形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定台および表面形状測定装置に関し、特にレーザ光を透過する測定対象物を載置する測定台、および測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面形状測定装置においては、平面ステージ（ＸＹテーブル）上の測定対象物に対して、１つのレーザ変位計をｘ方向およびｙ方向の２次元状（平面状）に走査させることにより、測定対象物の形状を測定している。
【０００３】
特許文献１には、計測対象物が載置されかつ計測対象物をＸ、Ｙの２軸方向へ任意に移動可能なＸＹステージと、ＸＹステージをＸ、Ｙの２軸方向へ任意に移動させるためのＸ軸・Ｙ軸駆動用パルスモータと、計測対象物の任意箇所へＺ軸方向側からレーザビームを照射して反射光量を電圧変換するレーザ変位計とを備えた計測装置が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、光透過性を有する測定対象物の厚さを測定するために、光照射手段から測定光を測定対象物の表面に照射し、表面で反射した第１の反射光、測定対象物を透過して裏面で反射した第２の反射光、および測定対象物内を透過した透過光のうち下方にある反射面で反射された第３の反射光を含む反射干渉光を利用する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２７０２２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のレーザ変位計を用いた表面形状測定装置によって、反射干渉光を利用することなく測定対象物の高さを測定する場合、反射干渉光は測定誤差の原因になる。すなわち、レーザ変位計から測定対象物に向けて射出されたレーザ光の反射光をレーザ変位計が検出する際に、反射光が干渉して複数の波形や複数の波形の合成波形として検出されることがあった。この場合、表面形状測定装置による測定において測定誤差が生じるため、測定対象物の表面形状を正確に測定することが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、測定対象物を測定する際の測定誤差を低減して測定の精度を向上できる測定台および表面形状測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る測定台は、レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を測定対象物の表面に対してレーザ光を照射しつつ相対的に走査させることによって、測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置における、測定対象物を載置する測定台であって、少なくともレーザ光が照射される測定対象物の測定位置に対応する位置の下方が、測定位置を含まない他の領域より凹んだ凹部、または貫通した貫通口であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る測定台は、レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を測定対象物の表面に対してレーザ光を照射しつつ相対的に走査させることによって、測定対象物の表面形状を測定する表面形状測定装置における、測定対象物を載置する測定台であって、少なくともレーザ光が照射される測定対象物の測定データを取得する位置の下方が、測定データを取得する位置を含まない他の領域より凹んだ凹部、または貫通した貫通口であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る測定台は、上記の発明において、凹部が、レーザ変位計と測定台との間の相対的な走査方向に沿った溝から構成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る測定台は、上記の発明において、凹部が、レーザ変位計と測定台との間の相対的な走査方向に沿った溝と、走査方向に対して直交する方向に沿った溝とから構成されることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る測定台は、上記の発明において、凹部の底面が、レーザ変位計から照射されたレーザ光のうちの底面で反射された反射光がレーザ変位計に到達しない角度に傾斜していることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る表面形状測定装置は、レーザ光によって測定対象物までの距離を測定可能なレーザ変位計を測定対象物の表面に対して相対的に走査させることによって、測定対象物の表面形状を測定可能に構成された表面形状測定装置において、測定対象物を測定する際に測定対象物を載置する測定台が、上記の発明における測定台であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る測定台および表面形状測定装置によれば、測定対象物を測定する際の測定誤差を低減して測定の精度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明者による鋭意検討を説明するための、レーザ変位計、測定台および測定対象物を示す略線図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による測定台を用いて測定対象物を測定した場合の測定位置に沿ったレーザ反射強度を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による表面形状測定装置を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態による表面形状測定装置の測定台およびレーザ変位計を示す略線図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による測定台の第１変形例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による測定台の第２変形例を示す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による測定台の第３変形例を説明するための略線図である。
【図８】図８は、本発明者が見出した問題点を説明するための、レーザ変位計、測定台および測定対象物を示す略線図である。
【図９】図９は、従来の測定台を用いて測定対象物を測定した場合の測定位置に沿ったレーザ反射強度を示すグラフである。
【図１０】図１０は、従来の測定台を用いて測定対象物を測定した場合の測定位置に沿ったレーザ反射強度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
【００１７】
まず、上述した課題を解決するために、本発明者が行った鋭意検討について説明する。図８は、本発明者が検討を行った従来技術が有する問題を説明するための、従来の表面形状測定装置における、測定対象物１００が載置された測定台１１０、およびレーザ変位計１２０を示す略線図である。なお、測定対象物１００は、レーザ変位計１２０から照射されたレーザ光の少なくとも一部を透過する透明体であり、具体的には、例えばガラスやプラスチックなどの樹脂である。
【００１８】
図８に示すように、従来の表面形状の測定においてはまず、レーザ変位計１２０から測定台１１０上に載置された測定対象物１００にレーザ光を照射する。測定対象物１００によってレーザ光が反射されると、反射されたレーザ光がレーザ変位計１２０内の受光レンズ（図示せず）で集光されて受光素子１２０ａに結像される。この反射されたレーザ光を検出することによって、測定対象物１００のレーザ変位計１２０側の面（以下、表面）までの距離を測定できる。ところが、本発明者の知見によれば、測定対象物１００が透明体の場合、測定対象物１００の表面で反射する光（反射光）と、測定対象物１００を透過する光（透過光）とが存在する。反射光は、レーザ変位計１２０の受光素子１２０ａによって検出される。一方、透過光は、測定対象物１００の測定台１１０との境界面（以下、裏面）で反射した後、レーザ変位計１２０の受光素子１２０ａによって検出される。この場合、表面で反射した反射光と透過光が裏面で反射した反射光とは、光路差に基づいて受光位置がずれた状態で受光素子１２０ａに検出される。
【００１９】
このときに検出される波形の一例を図９に示す。図９は、従来技術による表面形状の測定において受光素子１２０ａにより検出された反射光強度（レーザ反射光強度）の波形の一例である。図９に示すように、受光素子１２０ａでの受光位置が異なった互いに同様の波形が複数検出されると、いずれの反射光が測定対象物１００の表面での反射光であるかが特定できない。そのため、測定対象物１００の高さを正確に確定することが困難になり、測定対象物１００の表面形状の測定誤差が大きくなる。
【００２０】
また、レーザ変位計１２０として、受光する波形の位置分解能（空間分解能）が低いレーザ変位計を用いると、図９に示す２つの波形が混在して１つの波形として検出されることもある。このときに検出される波形の一例を図１０に示す。図１０に示すように、受光位置に沿ったレーザ反射光強度の波形は、２つの波形が若干ずれた状態で重なった合成波形になっている。この場合、合成波形の重心や頂点があいまいになるため、レーザ変位計１２０から測定対象物１００の表面までの距離を測定したくても、測定値が裏面までの距離に近い値のデータになり測定のずれが生じて誤差が大きくなる。また、測定位置を正確に確定することも困難になるため、測定対象物１００の表面形状の測定誤差が大きくなる。
【００２１】
本発明者は、従来の表面形状測定装置における上述した問題点を見出し、問題点を解決するために鋭意検討を行った。すなわち、本発明者が測定誤差の発生原因、すなわち２つの波形が検出される原因を検討したところ、その原因は透明体である測定対象物１００の裏面からの反射光であることを想起した。そこで、本発明者はこの測定対象物１００の裏面での反射光を低減する方法について改めて検討を行った。そして本発明者は、測定対象物１００の裏面での反射光を低減するためには、測定台１１０における測定対象物１００を載置する載置領域の少なくともレーザ光を照射する測定対象物の測定位置の下方に、測定位置を含まない他の領域よりくぼんだ凹部や貫通口を設けるのが好ましいことを想起するに至った。以下に説明する本発明の一実施形態は、以上の本発明者の検討に基づいて案出されたものである。
【００２２】
（測定台）
次に、本発明の一実施形態による測定台について説明する。図１は、この一実施形態による測定台、レーザ変位計、および測定対象物を示す略線図である。
【００２３】
図１に示すように、この一実施形態による測定台３０は、上面の平坦度を確保しやすい例えば金属や樹脂などから構成される。また、測定台３０は、少なくとも測定位置、具体的には少なくともレーザ変位計４１から出射されたレーザ光が照射される測定対象物１００の下方に、凹部３０ａが形成されている。換言すると、この一実施形態による測定台３０は、測定対象物１００の載置面において、レーザ変位計４１からレーザ光が照射される少なくとも測定位置に対応する部分は、測定対象物１００の裏面と測定台３０との接触面が存在しないように構成される。この構成によって、レーザ変位計４１から測定対象物１００に正反射となる角度に傾けて照射されるレーザ光のうち、透過光は測定台３０の凹部３０ａに入射されて、測定対象物１００の裏面での反射が低減される。そして、レーザ変位計４１は主に、測定対象物１００の表面からの反射光を受光することになる。レーザ変位計４１が受光する反射光は、受光素子４１ａに照射されて検出される。なお、以下の説明において、レーザ変位計４１によるレーザ光の検出は、受光素子４１ａによる検出である。
【００２４】
このときに検出された波形の一例を図２に示す。図２は、一実施形態による表面形状の測定においてレーザ変位計４１の受光素子４１ａにより検出された測定位置に沿ったレーザ反射光強度の波形の一例である。図２から、レーザ変位計４１が検出する反射光において、複数のピークが生じているが、ピークの大きい波形と小さい波形とが明確に分かれていることが分かる。すなわち、レーザ変位計４１は、測定対象物１００の表面での反射光の強度を、裏面での反射光の強度より強く受光していると考えられる。したがって、反射光強度が大きい波形が、測定対象物１００の表面からの反射光の波形であると識別できるので、レーザ変位計４１と測定対象物１００の表面との距離を正確に測定可能になる。
【００２５】
また、凹部３０ａを深く形成することによって、凹部３０ａの底面で反射された反射光と、測定対象物１００の表面で反射された反射光とにおいて、レーザ変位計４１の受光素子４１ａに達する際の受光位置が大きくずれる。これにより、測定対象物１００の表面からの反射光の波形と、凹部３０ａの底面で反射された反射光の波形とを分離できる。具体的には、凹部３０ａの底面までの深さを、レーザ変位計４１による測定可能な範囲より大きくするのが好ましい。この場合、凹部３０ａの底面での反射光はレーザ変位計４１によって測定されないため、レーザ変位計４１が検出する反射光は測定対象物１００の表面からの反射光のみになる。これにより、レーザ変位計４１と測定対象物１００の表面との距離をより一層正確に測定可能になる。
【００２６】
また、凹部３０ａの径または幅は、レーザ変位計４１から測定対象物１００にレーザ光を照射する際の照射位置の誤差を考慮した大きさにすることが好ましい。これにより、測定対象物１００の裏面と測定台３０における凹部３０ａの形成領域以外の領域の上面との界面に、測定対象物１００を透過したレーザ光が照射される可能性を低減でき、測定対象物１００の裏面での反射光を低減できる。従って、レーザ変位計４１と測定対象物１００の表面との距離をより一層正確に測定可能になる。
【００２７】
（表面形状測定装置）
次に、本発明の一実施形態による測定台を用いた表面形状測定装置について説明する。図３は、この一実施形態による表面形状測定装置を示すブロック図である。
【００２８】
図３に示すように、この一実施形態による表面形状測定装置１は、ＣＰＵ１０、駆動制御部２０、測定台３０、およびレーザ変位測定部４０を主に備えて構成されている。表面形状測定装置１のＣＰＵ１０は、表示手段としてのモニタ５２を接続したＰＣ端末５１とシリアル通信可能に構成されている。
【００２９】
制御手段としてのＣＰＵ１０は、操作手段としての操作パネル１１および測定手段としてのレーザ変位測定部４０に接続されている。この一実施形態において、レーザ変位測定部４０は、例えば三角測距の測定原理に基づいて、レーザ変位測定部４０と測定対象物１００の表面との距離の変化を測定する。レーザ変位測定部４０は複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎ（ｎ：２以上の自然数）から構成される。なお、レーザ変位測定部４０を単一のレーザ変位計から構成しても良い。また、単体のレーザ変位計をレーザ変位計４１と表記することがある。
【００３０】
これらのレーザ変位測定部４０により測定された測定データは、ＣＰＵ１０に供給される。また、作業者により操作パネル１１が操作されて入力された、例えば測定の開始の信号やキャリブレーションなどの操作情報は、ＣＰＵ１０に入力される。
【００３１】
駆動制御手段としての駆動制御部２０は、シーケンサ２０ａおよびドライバ２０ｂとを有して構成される。駆動制御部２０において、ドライバ２０ｂがステッピングモータ２１，２２に接続されているとともに、シーケンサ２０ａが位置センサ２３に接続されている。なお、ステッピングモータ２１，２２の代わりにサーボモータを用いても良い。
【００３２】
シーケンサ２０ａがドライバ２０ｂを制御し、ドライバ２０ｂがステッピングモータ２１，２２を制御することによって、測定台３０が移動される。ここで、制御はオープンループ方式であるが、距離センサ等を用いたクローズドループ方式でも良い。また、サーボモータを用いる場合には、同様なクローズドループ方式としても良い。
【００３３】
位置センサ２３は測定台３０の位置を把握するためのセンサであり、例えば光センサやメカスイッチから構成される。位置センサ２３は測定台３０の原点位置、測定開始位置、および可動範囲限界を検出して、駆動制御部２０のシーケンサ２０ａに供給する。すなわち、駆動制御部２０は、位置センサ２３から供給された位置情報データに基づいて、測定台３０の位置情報を取得できる。ＣＰＵ１０から出力される読み取り完了のタイミング信号や読み取りエラーなどのエラー信号などの種々の信号は、駆動制御部２０のシーケンサ２０ａに供給される。シーケンサ２０ａは、ＣＰＵ１０から供給された信号に基づいてドライバ２０ｂを制御して、測定台３０の位置を所定範囲内で移動させたり、所定位置で静止させたりする。
【００３４】
表面形状測定装置１の外部に設けられたＰＣ端末５１には、レーザ変位測定部４０からＣＰＵ１０に入力され、ＣＰＵ１０が出力した測定データが供給される。ＰＣ端末５１は、所定のソフトウェアプログラムに従って、供給された測定データに対して補正処理や画像処理などのデータ処理を行う。データ処理が施された測定データは、例えばモニタ５２に出力されて表示される。ＰＣ端末５１においては、所定の記憶部に、測定対象物１００の種類やモデルによって区別された測定データや、測定対象物１００の材料や材質によって区別された測定データなどの種々のデータを保存できる。また、ＰＣ端末５１は、測定に関する各種設定を選んだり、取り込んだデータを画像化してモニタ５２に表示したりできる。
【００３５】
図４は、表面形状測定装置における、測定対象物を載置可能なＸＹテーブルである測定台、およびレーザ変位計を示す略線図である。なお、図４は、測定台３０として、凹部３０ａを溝３１ａとした測定台３１を用いた例を示す。
【００３６】
図４に示すように、測定台３１は、レーザ変位計４１−１〜４１−ｎの走査方向であるｘ方向に沿って直線状に形成された溝３１ａを複数有して構成されている。測定台３１は、ｘ方向に沿ったレール２４上、およびｘ方向に対して直交する方向であるｙ方向に沿ったレール２５上に設置されている。測定台３１は、ステッピングモータ２１により駆動されてレール２４に沿ってｘ方向に移動する。同様に、測定台３１は、ステッピングモータ２２により駆動されてレール２５に沿ってｙ方向に移動する。これらのｘ方向およびｙ方向の移動の組み合わせによって、測定台３１は、ＸＹ平面に沿った平面状で移動可能に構成されている。
【００３７】
また、複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎなどからなるレーザ変位測定部４０は、測定対象物１００を載置可能に構成された測定台３１の上部に取り付けられている。複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎは、測定台３１の上方において、表面形状測定装置１に対して固定された状態で、例えばｙ方向に沿って並べて設置されている。この構成により、複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎは、測定台３１の表面に対して相対的に、平面状で移動可能に構成されている。すなわち、レーザ変位計４１−１〜４１−ｎ、と測定台３１とのいずれを移動可能にしてもよい。
【００３８】
（表面形状測定方法）
次に、以上のように構成された表面形状測定装置を用いた表面形状測定方法について説明する。すなわち、図４に示すように、測定台３１上に測定対象物１００を載置する。この一実施形態において測定対象物１００は、例えばガラス板である。
【００３９】
次に、複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎから測定対象物１００に対してレーザ光を照射しつつ、測定台３１を例えば、複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎの配列方向（ｙ方向）に対して直角方向（ｘ方向）に相対的に移動させる。これにより、レーザ変位計４１−１〜４１−ｎはそれぞれ、互いに略同時に測定対象物１００の表面に沿って、測定台３１の溝３１ａが形成された領域の上部にレーザ光を照射しつつ走査を行う。それぞれのレーザ変位計４１−１〜４１−ｎは、それぞれの位置から測定対象物１００までの距離を測定する。レーザ変位計４１−１〜４１−ｎが測定した測定データは逐次、ＣＰＵ１０に供給される。なお、これらのレーザ変位計４１−１〜４１−ｎによる測定は、連続的に行ったり離散的に行ったりすることが可能である。
【００４０】
ＣＰＵ１０は、供給された測定データをＰＣ端末５１に送信する。ＰＣ端末５１に供給された測定データに対して、ＰＣ端末５１は所定のデータ処理を施す。また、ＰＣ端末５１は、例えば三角測量方式や同軸共焦点方式などによって、測定対象物１００の連続的または離散的な複数の測定点におけるそれぞれの高さを算出する。
【００４１】
次に、レーザ変位計４１−１〜４１−ｎがそれぞれ、測定対象物１００を、測定範囲（測定領域）の一端部から他端部まで走査したら、ＣＰＵ１０および駆動制御部２０は、測定台３１をｘ方向に沿って移動前の位置まで復帰させる。そして、必要に応じて測定台３１をｙ方向に若干ずらした後、上述と同様にしてレーザ変位計４１−１〜４１−ｎをｘ方向に沿って走査させる。所望とする測定点において測定が終了した段階で、ＣＰＵ１０は測定台３１の停止信号をシーケンサ２０ａに供給して、測定台３１を停止させる。以上により、レーザ変位測定部４０により、測定対象物１００の表面の必要な測定領域が走査され、ＣＰＵ１０は必要な測定データを取得する。
【００４２】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、測定台３０に凹部３０ａが形成されていることにより、凹部３０ａの形成領域において、レーザ変位計４１から出射したレーザ光が測定対象物１００を透過して凹部３０ａ内の下方に向かうため、測定対象物１００の裏面での反射成分を低減できる。すなわち、凹部３０ａ内に進行したレーザ光は、たとえ凹部３０ａの底面や内側面によって反射されても、レーザ光が進行した合計の光路長がレーザ変位計４１における測定可能な光路長より大きくなる部分が多くなる。そのため、レーザ変位計４１が測定する合成波形に、凹部３０ａ内に進入したレーザ光の反射光が混入しにくくなる。したがって、測定に用いるレーザ反射光において、測定された波形が合成された波形であっても測定対象物１００の表面で反射したレーザ光の波形を見分けることが可能になる。これにより、測定対象物１００の高さ測定における測定値の誤差が減少するとともに、低コスト化のために分解能が低く安価なレーザ変位計４１を用いても、測定精度を向上できる。
【００４３】
また、この一実施形態によれば、測定台３１が複数の溝３１ａを有することにより、複数の溝３１ａの上方において測定対象物１００にレーザ光を照射可能な複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎを配置して、測定対象物１００の表面を同時に走査できる。したがって、測定対象物１００の２次元の高さデータを短時間で測定できる。
【００４４】
（第１変形例）
次に、上述した一実施形態の第１変形例について説明する。図５は、第１変形例による測定台を示す斜視図である。図５に示すように、第１変形例による測定台３２は、部分的に複数の開口部３２ａが形成されている。これらの開口部３２ａは、測定対象物１００の測定位置に対応した領域に形成されている。すなわち、表面形状測定装置１におけるレーザ変位計４１から測定対象物１００にレーザ光を照射する位置に対応した測定台３１の上面の位置にそれぞれ、開口部３２ａが設けられている。なお、開口部３２ａは貫通孔としても良い。その他の構成は上述した一実施形態と同様である。
【００４５】
（第２変形例）
次に、上述した一実施形態の第２変形例について説明する。図６は、第２変形例による測定台を示す斜視図である。図６に示すように、この第２変形例においては、測定台３３において、格子状に溝３３ａが形成されている。この測定台３３上に測定対象物１００を載置してレーザ変位計４１を横方向（ｘ方向）および縦方向（ｙ方向）に移動させることにより、２次元（面状）で連続的に測定対象物１００の高さを測定できる。
【００４６】
なお、２次元のデータを測定する場合、複数の溝３３ａの上方において、測定対象物１００をステップ状に測定して格子状のデータを作成しても良い。この際、測定時間を短縮するために、上述した一実施形態と同様にして複数のレーザ変位計４１−１〜４１−ｎを用いることにより、縦方向に沿ったレーザ変位計４１の移動時間を短縮することが可能になる。その他の構成は上述した一実施形態と同様である。
【００４７】
（第３変形例）
次に、上述した一実施形態の第３変形例について説明する。図７は、第３変形例による測定台の断面およびレーザ変位計４１を示す略線図である。図７に示すように、第３変形例による測定台３０（３１，３２，３３）においては、凹部３０ｂとしての溝３１ｂ，３３ｂまたは開口部３２ｂの底面が、レーザ光の入射方向に対して直角から所定の傾斜角度をなして形成されている。これにより、溝３１ｂ，３３ｂや開口部３２ｂに入射したレーザ光は、溝３１ｂ，３３ｂまたは開口部３２ｂの底面によってレーザ変位計４１に向かう方向とは異なる方向に反射される。したがって、レーザ変位計４１には、開口部３２ｂの底面からの反射光が到達せずに、主として測定対象物１００の表面からの反射光を受光することになる。したがって、測定対象物１００の表面の形状測定における精度をより一層向上できる。その他の構成は上述した一実施形態と同様である。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態および変形例について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた材料や数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる材料や数値を用いても良い。
【００４９】
上述の一実施形態および第１〜第３変形例における、凹部３０ａ，３０ｂ、溝３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ、または開口部３２ａ，３２ｂの底面および内側壁の少なくとも一部を、レーザ光の反射を低減する例えば黒色などに着色することも可能であり、レーザ光を吸収する吸収材から構成することも可能である。これにより、凹部３０ａ，３０ｂ、溝３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ、または開口部３２ａ，３２ｂの底面および内側壁でのレーザ光の反射光を低減できるので、レーザ変位計４１による反射光の検出において測定誤差の発生を抑制できる。
【００５０】
例えば、上述の一実施形態においては、測定対象物１００を透明なガラス板としているが、測定対象物１００は必ずしも透明なガラス板に限定されるものではなく、半透明もしくは透明の、ガラス、プラスチック、または樹脂など、表面の形状を測定可能なものであれば、種々の材料を採用できる。
【００５１】
また上述の一実施形態においては、レーザ変位計４１−１〜４１−ｎの走査を、ｘ方向に沿った一方の向きで行っているが、走査を往復で行うことも可能である。また、走査を往復して行う場合に、凹部３０ａの上方においてｘ方向とｙ方向に同時に走査させて斜め方向に走査させても良い。この場合、ｘ方向にのみ直線的に移動させる場合に比して移動時間を短縮できるので、走査に要する時間を短縮できる。
【００５２】
例えば上述の一実施形態においては、測定台３０（３１，３２，３３）を平面状に移動可能に構成するとともに、レーザ変位測定部４０（レーザ変位計４１，４１−１〜４１−ｎ）を表面形状測定装置１に対して固定しているが、必ずしもこの形態に限定されるものではない。すなわち、測定台３０を固定させて、レーザ変位測定部４０を平面状に移動可能に構成することも可能であり、測定台３０およびレーザ変位測定部４０をともに平面状で移動可能に構成することも可能である。
【００５３】
また、上述の一実施形態においては、表面形状測定装置１のＣＰＵ１０とＰＣ端末５１とを別体に構成しているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、ＰＣ端末５１を表面形状測定装置１の制御部として用いることも可能である。
【００５４】
また、上述した一実施形態においては、レーザ変位測定部４０は、三角測距の測定原理に基づいた測定を行っているが、レーザ変位測定部４０における測定原理は必ずしも三角測距に限定されるものではなく、その他の測定原理を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  表面形状測定装置
１０  ＣＰＵ
１１  操作パネル
２０  駆動制御部
２０ａ  シーケンサ
２０ｂ  ドライバ
２１，２２  ステッピングモータ
２３  位置センサ
２４，２５  レール
３０，３１，３２，３３  測定台
３０ａ，３０ｂ  凹部
３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂ  溝
３２ａ，３２ｂ  開口部
４０  レーザ変位測定部
４１，４１−１〜４１−ｎ  レーザ変位計
４１ａ  受光素子
５１  ＰＣ端末
５２  モニタ
１００  測定対象物
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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