(57)【要約】【課題】干渉計を有する表面形状測定装置にてスリーブの内側面から内側面の中心軸までの距離を容易に取得する。【解決手段】測定装置１では点光源１１１からの光束がビームスプリッタ２２１により参照光と照明光とに分割され、照明光はスリーブ９内に配置されるミラー２２３にて内側面９１上の照射領域に垂直に照射される。照射領域からの反射光はミラー２２３にて反射してビームスプリッタ２２１において参照ミラー２２２にて反射した参照光と干渉し、干渉光はイメージセンサ１２１に受光されて干渉縞画像が取得される。演算部１５では、干渉縞画像から０次干渉縞の位置が特定され、これにより、内側面９１から中心軸までの距離が容易に求められる。【選択図】図２
2009115734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の内側面または外側面が有する円筒面または円錐面である回転面の表面形状を測定する表面形状測定方法であって、
ａ）光源からの光束を参照光と照明光とに分割し、前記照明光を前記回転面の中心軸におよそ平行に導いてミラーにて反射することにより前記回転面上の微小な照射領域に垂直に入射させる工程と、
ｂ）前記照射領域からの反射光を前記ミラーにて反射するとともに前記参照光と干渉させる工程と、
ｃ）２次元に受光素子が配列されたイメージセンサにて前記反射光と前記参照光との干渉光を受光して干渉縞画像を取得する工程と、
ｄ）前記干渉縞画像に基づいて、前記イメージセンサに含まれる少なくとも１つの受光素子に対応する前記照射領域中の少なくとも１つの位置と前記回転面の前記中心軸との間の距離の算出に利用される情報を取得する工程と、
を備えることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の表面形状測定方法であって、
前記ａ）および前記ｂ）工程が行われる間に、前記参照光の光路長と前記照明光の光路長との差を変更しつつ前記ｃ）工程において複数の干渉縞画像が取得され、
前記ｄ）工程において前記複数の干渉縞画像における０次干渉縞が特定され、前記０次干渉縞に基づいて、前記照射領域中の前記少なくとも１つの位置と前記中心軸との間の距離の算出に利用される前記情報が取得されることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項３】
請求項１に記載の表面形状測定方法であって、
前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、
前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、
前記ｃ）工程における前記干渉縞画像が、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせであることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の表面形状測定方法であって、
前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、
前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、
前記ｃ）工程における前記複数の干渉縞画像のそれぞれが、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせであることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、
前記ｄ）工程において、前記中心軸に対する前記照射領域の傾きがさらに求められることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、
前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にほぼ一致する光軸に沿って導かれるとともに前記光軸上に配置された前記ミラーにて反射され、
前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記光軸を中心として前記ミラーに対して相対的に１８０°回転して前記ａ）ないしｃ）工程を繰り返すことによりもう１つの干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、
前記ｄ）工程において、前記干渉縞画像および前記もう１つの干渉縞画像に基づいて、前記回転面の一の径方向における直径が求められることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、
前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にほぼ一致する光軸に沿って導かれるとともに前記光軸上に配置された前記ミラーにて反射され、
前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記光軸を中心として前記ミラーに対して相対的に回転しつつ前記ａ）ないしｃ）工程を複数回繰り返すことにより前記回転面の周方向に関する一連の干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、
前記ｄ）工程において、前記一連の干渉縞画像に基づいて、前記回転面の前記周方向の形状が求められることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、
前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にぼぼ一致する光軸に沿って導かれ、
前記ａ）工程において、前記ミラーと、前記光軸を含む面を対象面として前記ミラーと対称なもう１つのミラーとにより前記照明光が反射されて前記回転面上の２つの微小な照射領域へと入射し、
前記ｂ）工程において、前記２つの照射領域からの反射光が前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにて反射されて前記参照光と干渉し、
前記ｃ）工程にて取得される前記干渉縞画像の一部が前記ミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、他の一部が前記もう１つのミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、
前記ｄ）工程において、前記干渉縞画像に基づいて前記回転面の一の径方向における直径が求められることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、
前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記中心軸におよそ平行に前記ミラーに対して相対的に移動しつつ前記ａ）ないしｃ）工程を複数回繰り返すことにより前記回転面の中心軸に平行な方向に関する一連の干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、
前記ｄ）工程において、前記一連の干渉縞画像に基づいて、前記ミラーの相対移動方向における前記回転面の形状が求められることを特徴とする表面形状測定方法。
【請求項１０】
対象物の内側面または外側面が有する円筒面または円錐面である回転面の表面形状を測定する表面形状測定装置であって、
光源と、
前記光源からの光束を参照光と照明光とに分割し、前記照明光を前記円筒面の中心軸におよそ平行に導き、ミラーにより前記照明光を前記回転面上の微小な照射領域に垂直に入射させ、前記照射領域からの反射光と前記参照光とを干渉させる光学系と、
２次元に配列された受光素子により前記反射光と前記参照光との干渉光を受光して干渉縞画像を取得するイメージセンサと、
前記干渉縞画像に基づいて、前記イメージセンサに含まれる少なくとも１つの受光素子に対応する前記照射領域中の少なくとも１つの位置と前記回転面の前記中心軸との間の距離の算出に利用される情報を取得する演算部と、
を備えることを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表面形状測定装置であって、
前記参照光の光路長と前記照明光の光路長との差を変更する光路差変更部をさらに備え、
前記光路差変更部による光路長の差の変更に同期して前記イメージセンサが複数の干渉縞画像を取得し、
前記演算部が、前記複数の干渉縞画像における０次干渉縞を特定し、前記０次干渉縞に基づいて、前記照射領域中の前記少なくとも１つの位置と前記中心軸との間の距離の算出に利用される前記情報を取得することを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の表面形状測定装置であって、
前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、
前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、
前記イメージセンサにて取得される干渉縞画像が、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせであることを特徴とする表面形状測定装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれかに記載の表面形状測定装置であって、  
前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にぼぼ一致する光軸に沿って導かれ、
前記光学系が、前記光軸を含む面を対象面として前記ミラーと対称なもう１つのミラーをさらに備え、
前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにより前記照明光が反射されて前記回転面上の２つの微小な照射領域へと入射し、
前記２つの照射領域からの反射光が前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにて反射されて前記参照光と干渉し、前記干渉縞画像の一部が前記ミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、他の一部が前記もう１つのミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、
前記演算部により、前記干渉縞画像に基づいて、前記回転面の一の径方向における直径が求められ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、対象物の内側面または外側面が有する円筒面または円錐面の表面形状を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対象物の表面形状を取得する方法として干渉計を利用するものがあり、例えば、特許文献１に開示されるマイケルソン型干渉計を備えた表面形状測定装置では、照明光源が赤、緑および青の単色光をそれぞれ出射するＬＥＤにより構成され、各単色光の干渉光による縞画像がカラーＣＣＤにより取得される。表面形状測定装置では、測定物の表面および参照ミラーにてそれぞれ反射される各照明光の光路差を一定の範囲で変化させ、カラーＣＣＤの各受光素子にて、光路差の変化に対する各単色光の干渉光の強度のピークが取得される。さらに、１つの単色光のピークと他の１つの単色光のピークとの間の位相差に基づいて縞次数が０となるピークが特定される。この操作が全ての受光素子について行われることにより各画素に対応する位置における測定物表面の高さが求められ、表面形状が高精度に測定される。
【０００３】
一方、特許文献２の筒状内径測定装置では、測定対象物保持器に保持されたスリーブ部材に対してレーザ変位計がスリーブ部材の開口に対向して配置され、反射面を有する反射面保持部がスリーブ部材内に配置されてスリーブ部材の筒状内周面の形状の測定が行われる。測定が行われる際には、レーザ変位計からのレーザ光が反射面保持部の反射面により反射されてスリーブ部材の筒状内周面に垂直に照射されるとともに、測定対象物を一定速度で上昇しつつ反射面保持部を一定の角速度で回転することにより、等ピッチの螺旋に沿って筒状内周面の変位が連続的に検出される。
【０００４】
また、特許文献３に開示される表面性状測定装置は、干渉計を備える固定部ユニット、固定部ユニットに対して回転する回転部ユニット、および、回転部ユニットに取り付けられた回転軸に垂直な軸を有するＲ軸ユニットを備え、Ｒ軸ユニットに取り付けられた集光レンズを介して干渉計の測定光が筒状の被測定物の内側表面に照射されるとともに、回転部ユニットおよびＲ軸ユニットが回転して被測定物の内側表面の真円度が測定される。
【特許文献１】特開２００５−１８９０６９号公報
【特許文献２】特開２００３−４２７２５号公報
【特許文献３】特開２００６−６４５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、対象物の円筒面の中心軸から円筒面までの距離を求める際に、特許文献２および３のようにレーザ変位計や１点のみを測定する干渉計が用いられる場合、円筒面上の１つの位置における距離しか測定されず、かつ、高い分解能にて表面形状を測定するには多大な時間が必要となる。なお、特許文献１では平面の表面形状測定が前提とされる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、対象物が有する円筒面または円錐面の照射領域中の位置と中心軸との間の距離の算出に利用される情報を容易に取得することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、対象物の内側面または外側面が有する円筒面または円錐面である回転面の表面形状を測定する表面形状測定方法であって、ａ）光源からの光束を参照光と照明光とに分割し、前記照明光を前記回転面の中心軸におよそ平行に導いてミラーにて反射することにより前記回転面上の微小な照射領域に垂直に入射させる工程と、ｂ）前記照射領域からの反射光を前記ミラーにて反射するとともに前記参照光と干渉させる工程と、ｃ）２次元に受光素子が配列されたイメージセンサにて前記反射光と前記参照光との干渉光を受光して干渉縞画像を取得する工程と、ｄ）前記干渉縞画像に基づいて、前記イメージセンサに含まれる少なくとも１つの受光素子に対応する前記照射領域中の少なくとも１つの位置と前記回転面の前記中心軸との間の距離の算出に利用される情報を取得する工程とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表面形状測定方法であって、前記ａ）および前記ｂ）工程が行われる間に、前記参照光の光路長と前記照明光の光路長との差を変更しつつ前記ｃ）工程において複数の干渉縞画像が取得され、前記ｄ）工程において前記複数の干渉縞画像における０次干渉縞が特定され、前記０次干渉縞に基づいて、前記照射領域中の前記少なくとも１つの位置と前記中心軸との間の距離の算出に利用される前記情報が取得される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の表面形状測定方法であって、前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、前記ｃ）工程における前記干渉縞画像が、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の表面形状測定方法であって、前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、前記ｃ）工程における前記複数の干渉縞画像のそれぞれが、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、前記ｄ）工程において、前記中心軸に対する前記照射領域の傾きがさらに求められる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にほぼ一致する光軸に沿って導かれるとともに前記光軸上に配置された前記ミラーにて反射され、前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記光軸を中心として前記ミラーに対して相対的に１８０°回転して前記ａ）ないしｃ）工程を繰り返すことによりもう１つの干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、前記ｄ）工程において、前記干渉縞画像および前記もう１つの干渉縞画像に基づいて、前記回転面の一の径方向における直径が求められる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にほぼ一致する光軸に沿って導かれるとともに前記光軸上に配置された前記ミラーにて反射され、前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記光軸を中心として前記ミラーに対して相対的に回転しつつ前記ａ）ないしｃ）工程を複数回繰り返すことにより前記回転面の周方向に関する一連の干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、前記ｄ）工程において、前記一連の干渉縞画像に基づいて、前記回転面の前記周方向の形状が求められる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にぼぼ一致する光軸に沿って導かれ、前記ａ）工程において、前記ミラーと、前記光軸を含む面を対象面として前記ミラーと対称なもう１つのミラーとにより前記照明光が反射されて前記回転面上の２つの微小な照射領域へと入射し、前記ｂ）工程において、前記２つの照射領域からの反射光が前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにて反射されて前記参照光と干渉し、前記ｃ）工程にて取得される前記干渉縞画像の一部が前記ミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、他の一部が前記もう１つのミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、前記ｄ）工程において、前記干渉縞画像に基づいて前記回転面の一の径方向における直径が求められる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の表面形状測定方法であって、前記ｄ）工程の前に、前記対象物を前記中心軸におよそ平行に前記ミラーに対して相対的に移動しつつ前記ａ）ないしｃ）工程を複数回繰り返すことにより前記回転面の中心軸に平行な方向に関する一連の干渉縞画像を取得する工程をさらに備え、前記ｄ）工程において、前記一連の干渉縞画像に基づいて、前記ミラーの相対移動方向における前記回転面の形状が求められる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、対象物の内側面または外側面が有する円筒面または円錐面である回転面の表面形状を測定する表面形状測定装置であって、光源と、前記光源からの光束を参照光と照明光とに分割し、前記照明光を前記円筒面の中心軸におよそ平行に導き、ミラーにより前記照明光を前記回転面上の微小な照射領域に垂直に入射させ、前記照射領域からの反射光と前記参照光とを干渉させる光学系と、２次元に配列された受光素子により前記反射光と前記参照光との干渉光を受光して干渉縞画像を取得するイメージセンサと、前記干渉縞画像に基づいて、前記イメージセンサに含まれる少なくとも１つの受光素子に対応する前記照射領域中の少なくとも１つの位置と前記回転面の前記中心軸との間の距離の算出に利用される情報を取得する演算部とを備える。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の表面形状測定装置であって、前記参照光の光路長と前記照明光の光路長との差を変更する光路差変更部をさらに備え、前記光路差変更部による光路長の差の変更に同期して前記イメージセンサが複数の干渉縞画像を取得し、前記演算部が、前記複数の干渉縞画像における０次干渉縞を特定し、前記０次干渉縞に基づいて、前記照射領域中の前記少なくとも１つの位置と前記中心軸との間の距離の算出に利用される前記情報を取得する。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の表面形状測定装置であって、前記イメージセンサがＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するカラーのイメージセンサであり、前記光源が前記複数の波長帯のうちの少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する単一の光源であり、前記イメージセンサにて取得される干渉縞画像が、前記少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせである。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の表面形状測定装置であって、前記回転面が前記対象物の内側面であり、前記照明光が前記中心軸にぼぼ一致する光軸に沿って導かれ、前記光学系が、前記光軸を含む面を対象面として前記ミラーと対称なもう１つのミラーをさらに備え、前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにより前記照明光が反射されて前記回転面上の２つの微小な照射領域へと入射し、前記２つの照射領域からの反射光が前記ミラーおよび前記もう１つのミラーにて反射されて前記参照光と干渉し、前記干渉縞画像の一部が前記ミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、他の一部が前記もう１つのミラーからの光と前記参照光との干渉を示し、前記演算部により、前記干渉縞画像に基づいて、前記回転面の一の径方向における直径が求められる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、イメージセンサを利用することにより、回転面上の照射領域中の位置と中心軸との間の距離の算出に利用される情報を容易に取得することができる。請求項２および１１の発明では、複数の干渉縞画像を取得して照射領域中の少なくとも１つの位置と中心軸との間の距離の算出に利用される情報を精度よく取得することができる。
【００２１】
請求項３，４および１２の発明では、カラーのイメージセンサを利用することにより、より情報量の多い干渉縞画像を容易に取得することができる。また、光源を１つとすることにより、照明光学系を簡素化することができる。請求項５の発明では、イメージセンサを利用することにより、照射領域の傾きを容易に取得することができる。
【００２２】
請求項６の発明では、回転面の直径を容易に求めることができる。請求項７の発明では、回転面の周方向の形状を容易に取得することができる。請求項８および１３の発明では、一の径方向における直径を速やかに取得することができる。また、対象物を回転させることなく回転面の直径を精度よく測定することができる。請求項９の発明では、内側面の中心軸に平行な方向における形状を容易に求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る表面形状測定装置１（以下、「測定装置１」という。）を示す図であり、測定装置１はマイケルソン干渉計を用いてスリーブの内側面の表面形状を測定する。
【００２４】
測定装置１は、光源部１１、カメラ１２、および、光源部１１からの光束をステージ８上に保持されたスリーブ９へと導いてスリーブ９からの反射光をカメラ１２へ導く光学系２を備える。光源部１１では、広帯域波長の光を出射するハロゲンランプである白色光源１１２、レンズ１１３、ピンホール板１１４等によりピンホール板１１４の開口に点光源１１１が形成され、点光源１１１からの光が光学系２に入射する。
【００２５】
カメラ１２の内部には、２次元に配列された複数の受光素子を有するイメージセンサが設けられ、イメージセンサはＲＧＢに対応する複数の波長帯の画像を取得するベイヤ型のカラーのＣＣＤイメージセンサとなっている。なお、ベイヤ型に代えて３板式のものが利用されてもよい。光学系２では、スリーブ９の内側面を照明する照明系の光軸とスリーブ９からの反射光を観察する観察系の光軸とがスリーブ９の内側面上において一致する同軸落射照明系が形成される。以下の説明では、カメラ１２とスリーブ９内のミラー２２３との間の光学系２の縦方向の光軸を「垂直光軸Ｊ１」と呼ぶ。
【００２６】
図２は、光学系２の内部構成を示す図であり、点光源１１１、イメージセンサ１２１、スリーブ９およびステージ８も示している。光学系２は、バンドパスフィルタ２１１、レンズ２１２、開口絞り２１３１、視野絞り２１３２およびレンズ２１４を点光源１１１から順に備え、さらに、レンズ２１４に隣接するビームスプリッタ２１５、スリーブ９に向かう光束が入射するレンズ２１６、レンズ２１６とスリーブ９との間に配置される干渉光学系２２、および、ビームスプリッタ２１５からイメージセンサ１２１に光を導くレンズ２３を備える。
【００２７】
バンドパスフィルタ２１１は、透過光のピークが５６０ｎｍ、半値幅（±）６０ｎｍのものが使用され、点光源１１１からの光はバンドパスフィルタ２１１を介してイメージセンサ１２１のＲおよびＧの波長帯を含む波長帯に制限された光とされる。スリーブ９に照射される照明光の明るさは開口絞り２１３１により調整され、視野絞り２１３２によりスリーブ９およびイメージセンサ１２１における照明範囲が調整される。レンズ２１４を通過した光束はビームスプリッタ２１５にてスリーブ９に向かって反射されるとともに、レンズ２１６により光束の主光線が光学系２の垂直光軸Ｊ１（図１参照）に対して平行とされる。
【００２８】
干渉光学系２２は、レンズ２１６を通過した光束を参照光と照明光とに分割するビームスプリッタ２２１、参照光を垂直に反射する参照ミラー２２２、および、照明光をスリーブ９の内側面９１に向けて反射するミラー２２３を備える。図１に示すように、参照ミラー２２２には、参照ミラー２２２を垂直光軸Ｊ１に垂直な方向に移動して参照ミラー２２２とビームスプリッタ２２１との間の距離を変更する位置変更機構１３１（例えば、ピエゾ）が取り付けられており、位置制御部１３により位置変更機構１３１が駆動されて参照光の光路長が変更される。
【００２９】
図３は、図２の干渉光学系２２近傍を拡大して示す図である。ミラー２２３は光学系２の垂直光軸Ｊ１上に配置されており、スリーブ９は内側面９１の中心軸が垂直光軸Ｊ１とほぼ一致するように配置される。なお、内側面９１は、実際には、歪みや凹凸を有するため、内側面９１の中心軸とは所定の方法にて定めることができる中心軸（例えば、周方向における複数の径の測定値から最小二乗法により求めることができる中心軸）、または、中心軸とみなすことができる軸（例えば垂直光軸Ｊ１）を指すものとする。本実施の形態では内側面９１の中心軸と垂直光軸Ｊ１とが一致するものとして説明する。垂直光軸Ｊ１に沿って導かれた照明光はミラー２２３により垂直光軸Ｊ１に対して直角に反射され、スリーブ９の内側面９１に垂直に入射する。
【００３０】
スリーブ９が載置されるステージ８には、垂直光軸Ｊ１を中心にステージ８を回転する回転機構１４１および垂直光軸Ｊ１に沿ってステージ８を昇降する昇降機構１４２が接続される。スリーブ９は、ステージ８上のチャック８１に把持されてステージ８との相対位置が固定されており、回転機構１４１および昇降機構１４２により、ステージ８およびスリーブ９が光学系２に対して昇降または回転することにより照明光による内側面９１上の照射領域の位置が変更される。
【００３１】
一方、スリーブ９の内側面９１の照射領域からの反射光と参照ミラー２２２にて反射された参照光とはビームスプリッタ２２１にて重畳されて干渉し、イメージセンサ１２１（図２参照）が干渉光を受光することにより照射領域に対応する干渉縞画像が取得される。本実施の形態では、ＲおよびＧに対応する受光素子により点光源１１１からの光のうちＲおよびＧに対応する２つの波長帯（ピーク波長５４０ｎｍおよび５８０ｎｍ）の光が受光され、取得される干渉縞画像は２つの波長帯の干渉縞画像（以下、「単色干渉縞画像」という。）を組み合わせた（合成した）ものとなっている。以上のように、測定装置１は、２つの単色光源からの単色光の干渉光をイメージセンサ１２１に同時に入射させる場合と同等の構成を有する。
【００３２】
図４は参照ミラー２２２（図２参照）がある位置に位置する際の干渉縞画像を例示する図であり、イメージセンサ１２１にて取得されるカラーの干渉縞画像をモノクロにて示したものである。図４中の上下方向がスリーブ９の内側面の中心軸に平行な方向に対応し、左右方向が内側面の周方向に対応する。図４に示すように、干渉縞は内側面の中心軸におよそ平行（図４中の上下方向）に伸びるように現れ、図４では符合７１を付す中心軸におよそ平行に伸びる２つの明るい領域において各色成分の０次干渉縞が重なって現れている。
【００３３】
また、図１に示す演算部１５は、後述するように、イメージセンサ１２１にて取得された干渉縞画像中の０次干渉縞の位置を特定するとともに、０次干渉縞の位置および位置制御部１３にて取得された参照ミラー２２２の位置に基づいて、図３に示す光学系２の垂直光軸Ｊ１から内側面９１の照射領域（または、照射領域中の複数の位置）までの距離が算出される。
【００３４】
次に、測定装置１によるスリーブ９の内側面９１の表面形状測定動作について説明する。図５および図６は測定装置１の動作の流れを示す図である。図２に示すように、スリーブ９がステージ８上に保持されると（ステップＳ１１）、点光源１１１から出射された光束（すなわち、光源部１１からの光束）はバンドパスフィルタ２１１、レンズ２１２、開口絞り２１３１、視野絞り２１３２およびレンズ２１４を経由してビームスプリッタ２１５にて反射され、さらにレンズ２１６を経由してビームスプリッタ２２１において参照光と照明光とに分割される。参照光は参照ミラー２２２に入射し、照明光は垂直光軸Ｊ１（図１参照）に沿って（すなわち、スリーブ９の内側面９１の中心軸に平行に）導かれてミラー２２３にて反射され、内側面９１の径方向に沿って内側面９１上の微小な照射領域に垂直に入射する（ステップＳ１２）。
【００３５】
内側面９１上の照射領域からの反射光はミラー２２３にて反射されて同一の経路を戻り、参照ミラー２２２にて反射された参照光とビームスプリッタ２２１において重畳されて干渉し（ステップＳ１３）、反射光と参照光との干渉光はレンズ２１６、ビームスプリッタ２１５およびレンズ２３を通過してイメージセンサ１２１により受光される。イメージセンサ１２１では干渉光の強度分布を示す干渉縞画像が取得され（ステップＳ１４）、演算部１５（図１参照）において干渉縞画像が保存されるとともに後述する手法にて干渉縞画像中の０次干渉縞の位置が特定される（ステップＳ１５）。
【００３６】
次に、図１に示す位置変更機構１３１は参照ミラー２２２の位置を変更し（ステップＳ２１，Ｓ２２）、参照光の光路長と照明光の光路長との差（以下、「光路差」という。）を変更する。すなわち、光学系２において位置変更機構１３１は光路差変更部となっている。本実施の形態では、参照ミラー２２２の一回の最小移動距離はイメージセンサ１２１にて取得される干渉縞画像の２つの波長帯の短波長側のピーク幅の半分の距離以下とされる。イメージセンサ１２１では干渉縞画像が再度取得され、光路差の変更により当該干渉縞画像における０次干渉縞の位置（領域）は、参照ミラー２２２の位置が変更される前の干渉縞画像における位置から変化している（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００３７】
その後、さらに参照ミラー２２２の位置を変更するか否かが確認され（ステップＳ２１）、次の位置に参照ミラー２２２を移動する場合、位置変更機構１３１により参照ミラー２２２の位置が変更されて光路差が変更され、イメージセンサ１２１にて干渉縞画像が取得される。測定装置１では光路差を変更しつつイメージセンサ１２１による干渉縞画像の取得が繰り返されて同一の照射領域に対して複数の干渉縞画像が取得され、その結果、照射領域中のほぼ全ての位置のそれぞれに対応する受光素子といずれかの干渉縞画像中の０次干渉縞とが重なることとなる（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２２）。
【００３８】
次に、内側面９１の照射領域中の１つの位置に注目し、当該位置にて光路差が０となるとき（すなわち、０次干渉縞が当該位置を含むとき）の参照ミラー２２２の位置を特定する手法について説明する。図７は、複数の干渉縞画像に基づいて照射領域中の１つの位置における２つの波長帯の干渉光の強度変化を並べて示す図であり、図７中の横軸は参照ミラー２２２の位置を示し、縦軸は干渉光の強度を示している。２つの波長帯のうちピークが長波長（５８０ｎｍ）側の波長帯の干渉光の強度を符合７２１を付す実線して示し、ピークが短波長（５４０ｎｍ）側の波長帯の干渉光の強度を符合７２２を付す破線にて示している。
【００３９】
ここで、仮に、理想的な２つの単色光（波長をそれぞれλ１，λ２とする。）を使用した場合、一方の単色光の干渉光の各縞次数に対応するピークと他方の単色光の干渉光の各縞次数に対応するピークとが重なるときの各干渉光の縞次数は数１の関係を満足する整数ｍ，ｎとして求められる。
【００４０】
【数１】
2009115734.tif 000003
【００４１】
したがって、ｍ，ｎが共に０、すなわち、２つの干渉光の光路差が共に０となる場合に２つの干渉光のピークが一致する。本実施の形態ではイメージセンサ１２１にて受光される光の２つの波長帯の幅はバンドパスフィルタ２１１を利用することにより小さくされていることから、単色光の干渉光の場合と同様に照明光と参照光との光路差が０となる場合に２つの干渉光のピークが一致する。なお、ｍ，ｎが共に０以外の整数であっても２つの干渉光のピークが一致する場合が存在するが、市販されている一般的なイメージセンサを使用する場合はイメージセンサの精度上、縞次数（の絶対値）が上がると曲線７２１，７２２の波形が崩れるためピークの重なりを求めることは困難となる。したがって、２つの干渉光のピークが一致する位置を光路差が０となる位置として捉えることができる。
【００４２】
以上のことから、照射領域中のある位置における干渉光の強度変化を取得することにより、２つの干渉光のピークが一致する位置（図７中にて符合７２１１，７２２１を付すピークに対応する位置）を光路差が０となる参照ミラー２２２の位置として特定することができ、その結果、０次干渉縞の位置を高精度に特定することができる。測定装置１では、１つの照射領域から取得された複数の干渉縞画像に基づいて当該照射領域中のほぼ全ての位置に対して上記処理を繰り返すことにより、各干渉縞画像の０次干渉縞の特定が可能となる。
【００４３】
次に、演算部１５において０次干渉縞に対応する内側面９１の照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離を求める処理について説明する。図８はスリーブ９の内側面９１の照射領域６１を垂直光軸Ｊ１に垂直な面にて切断した断面の一部を示す図であり、ミラー２２３も示している。以下、０次干渉縞に対応する照射領域中の位置（以下、「０次位置」という。）に符合６１１を付して説明する。なお、図示の都合上、内側面９１の曲率を誇張して示すとともに、ミラー２２３の位置を実際よりも照射領域６１側に近づけ、かつ、ミラー２２３の大きさを小さく描いている。実際には、照射領域は微小であるため平面に近い。
【００４４】
垂直光軸Ｊ１を含むとともに照射方向５１に平行な平面５２１から０次位置６１１までの距離をｘ、垂直光軸Ｊ１を通るとともに平面５２１に垂直な平面５２２から０次位置６１１までの距離をｋとすると、垂直光軸Ｊ１から０次位置６１１までの距離ｄは数２の関係を満たす。
【００４５】
【数２】
2009115734.tif 000004
【００４６】
距離ｘは平面５２１と照射領域６１とが交わる位置６１２および０次位置６１１にそれぞれ対応するイメージセンサ１２１（図２参照）上の受光素子の間の距離から求められ、距離ｋは図１に示す位置制御部１３を介して取得された参照ミラー２２２の位置に基づいて、ビームスプリッタ２２１から参照ミラー２２２までの距離とビームスプリッタ２２１からミラー２２３までの距離との差から求められる。これにより、距離ｘ，ｋおよび数２により距離ｄが求められる。
【００４７】
このように、演算部１５ではイメージセンサ１２１において０次干渉縞と重なる複数の受光素子に対応する照射領域中の複数の位置と垂直光軸Ｊ１（すなわち、内側面９１の中心軸）との間の距離の算出に利用される情報である距離ｘ，ｋが取得され、複数の干渉縞画像における０次干渉縞に基づいて上記処理を繰り返すことにより照射領域６１中のほぼ全ての位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出される。
【００４８】
図６に示すステップＳ２３では上記処理が行われ、その後、測定装置１では、図２に示すように回転機構１４１によりスリーブ９が回転され、内側面９１上の周方向における別の領域に照明光が照射（すなわち、照射領域が変更）される（ステップＳ２４，Ｓ２５）。新たな照射領域においても位置変更機構１３１（図１参照）により参照ミラー２２２の位置が変更されつつイメージセンサ１２１にて複数の干渉縞画像が取得され、各干渉縞画像中の０次干渉縞の位置を特定することにより当該照射領域中のほぼ全ての位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出される（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２３）。
【００４９】
さらに、照射領域の周方向の位置を変更するか否かが確認され（ステップＳ２４）、変更する場合にはスリーブ９が回転され（ステップＳ２５）、内側面９１上の周方向のさらに別の領域に照明光が照射され、当該照射領域中のほぼ全ての位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出される（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２３）。このように、スリーブ９を垂直光軸Ｊ１を中心として相対的に回転しつつステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２３を複数回繰り返すことにより、内側面９１の周方向のほぼ全ての位置において垂直光軸Ｊ１までの距離が求められる。その結果、中心軸方向の１つの位置（高さ）における内側面９１の周方向の形状が演算部１５にて求められる（ステップＳ２６）。
【００５０】
その後、図２に示す昇降機構１４２によりスリーブ９が上昇（または下降、以下同様）され（ステップＳ２７，Ｓ２８）、内側面９１の中心軸方向の他の位置においてステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２５が繰り返された後に内側面９１のもう１つの周方向に関する形状が求められる（ステップＳ２６）。さらに、ステージ８を上昇するか否かが確認され（ステップＳ２７）、他の測定領域が存在する場合には、ステージ８を上昇し（ステップＳ２８）、中心軸方向のさらに他の位置における内側面９１の周方向の形状が求められる。測定が必要な全ての領域において周方向に関する形状が求められると、演算部１５にて複数の周方向の形状が順次結合されて内側面９１の表面形状が高精度に取得され、測定装置１による測定が終了する。
【００５１】
以上、第１の実施の形態に係る測定装置１の構造および動作ついて説明したが、測定装置１では、イメージセンサ１２１を利用することにより０次干渉縞に関する図８中の距離ｘを容易に取得することができ、内側面９１上の照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離を容易に算出することができる。また、イメージセンサ１２１の受光素子毎に干渉光の強度が取得されるため、１つの測定スポットの範囲を小さくして高い空間分解能にて測定を行うことができ、かつ、１つの干渉縞画像にて照射領域中の複数の位置に関する情報を同時に取得することができる。さらに、イメージセンサ１２１がカラーのイメージセンサであり、取得される複数の干渉縞画像のそれぞれがＲおよびＧの単色干渉縞画像の組み合わせであるため、情報量の多い干渉縞画像を容易に取得して内側面９１の表面形状を精度よく求めることができる。
【００５２】
測定装置１では、単一の光源を用いて複数の波長帯の光に対応する画像が取得されるため、照明光学系を簡素化しつつ安価に装置を製作することができる。また、光の干渉を利用してスリーブ９の内側面９１を非接触にて測定することから内側面９１を傷つけることがなく、測定者による測定値のばらつきも防止される。なお、測定装置１では、内側面９１の中心軸を演算により正確に定める場合には、例えば、取得された表面形状から内側面９１の中心軸が最小二乗法等を用いて求められ、この中心軸と内側面９１との間の距離が改めて算出されてもよい。この場合、図８の距離ｘに基づいて求められた垂直光軸Ｊ１と照射領域中の各位置との間の距離が、内側面９１の中心軸と照射領域中の各位置との間の距離を求めるために利用される情報と捉えることができる。
【００５３】
図９は、第１の実施の形態に係る測定装置１による０次干渉縞を特定する手法の他の例を説明するための図であり、スリーブ９の内側面９１の照射領域の１つの位置に注目し、参照ミラー２２２を移動させつつイメージセンサ１２１にて取得される１つの波長の光の干渉光の強度変化を例示する図である。測定装置１の構成は図１に示す白色光源１１２に代えてＬＥＤやレーザ等の単色光源が利用される点を除いて図１および図２に示すものと同様である。
【００５４】
参照ミラー２２２の位置が単色光源からの光の波長よりも非常に短い間隔で変更されるとともに受光素子が高精度に干渉光の強度を取得する場合には、図９に示すように取得される干渉光の強度変化の包絡線７３は、１つの位置にて最大になるとともに当該位置を中心として両側に漸次減少する形状として精度よく取得される。また、一般的に縞次数が０となる場合の干渉光の強度のピークは他の縞次数に対応する干渉光の強度のピークよりも高くなることから、包絡線７３の最大値に対応する参照ミラー２２２の位置を光路差が０となる位置として求めることができる。したがって、参照ミラー２２２を移動しつつ干渉縞画像を取得する動作を繰り返すことにより、干渉縞画像毎の０次干渉縞の位置を特定することができる。
【００５５】
図１０は、第１の実施の形態に係る測定装置１による０次干渉縞を特定する手法のさらに他の例を説明するための図である。図１０は内側面９１の照射領域の１つの位置に対応する２つの波長の光による干渉光の強度変化を例示する図であり、図９に対応する。図１０に示す手法が採用される場合、測定装置１では白色光源１１２に代えて２つの単色光源が利用され、２つの単色光源からの光はダイクロイックミラーにより１つの光軸上に重ね合わされて内側面９１上の同じ領域に照射される。測定装置１では、２つの波長の光を利用してそれぞれの干渉光の強度変化の包絡線７４，７５が最大値となる参照ミラー２２２の位置から光路差が０となる位置が求められ、これにより、より精度よく０次干渉縞の位置が特定される。
【００５６】
図１１は測定装置１において０次干渉縞を特定する手法のさらに他の例を示す図であり、図２に示す参照ミラー２２２を移動しつつイメージセンサ１２１にて取得される２つの波長の干渉光の強度変化の一部を示している。図１１に示す手法が採用される場合、測定装置１では、２つの単色光源を利用するとともに参照ミラー２２２を狭い範囲で移動させ、当該範囲内における一方の干渉光の強度のピークと他方の干渉光の強度のピークとの間の位相差（すなわち、ピーク間の距離であり、以下「ピーク間距離」という。）から、当該ピークに対応する干渉光の縞次数を求めて０次干渉縞の位置が特定される。
【００５７】
具体的には、まず、図１１中の距離Ｌの範囲にて参照ミラー２２２の位置が変更され、当該範囲内での２つの干渉光（実線および破線にて示す。）のそれぞれの強度ピークに対応する参照ミラー２２２の位置を求めてピーク間距離Ｄが求められる。次に、予め２つの単色光源の波長から理論的に求められる複数のピーク間距離の値からピーク間距離Ｄに等しい値を特定して対応する２つの干渉光のピークの縞次数が特定される。
【００５８】
そして、２つの干渉光のうち１つの干渉光に注目し、当該干渉光の特定された縞次数と波長との積を算出し、当該積が特定されたピークの位置から縞次数が０である位置（図１１中のピークが最大となる位置）までの距離として求められる。内側面９１の照射領域中のほぼ全ての位置に対して上記処理を繰り返すことにより、光路差が０となるときの参照ミラー２２２の位置が特定されて図８に示す距離ｋが求められ、距離ｋに基づいて垂直光軸Ｊ１から照射領域中の各位置までの距離ｄが求められる。
【００５９】
図１２は、第２の実施の形態に係る測定装置における測定の流れを示す図であり、測定装置では、スリーブの内側面の真円度の簡易な測定が行われる。第２の実施の形態に係る測定装置の構成は第１の実施の形態に係る測定装置１の構成と同様であり、測定装置の動作は、図６に示すステップＳ２１〜Ｓ２８に代えて図１２に示すステップＳ３１〜Ｓ３４が行われる。すなわち、測定装置では参照ミラー２２２の位置を変更する動作およびステージ８を昇降する動作が省略され、参照ミラー２２２の位置が固定された状態で照射領域が内側面９１の周方向に移動されることにより真円度が測定される。
【００６０】
また、ステップＳ１５において０次干渉縞の位置を特定する際に、第１の実施の形態に係る測定装置１の０次干渉縞の位置を特定する手法とは異なる手法が採用される。第２の実施の形態に係る測定装置の他の動作は第１の実施の形態に係る測定装置１の動作と同様である。もちろん、スリーブ９が昇降されて内側面９１の中心軸方向における複数の位置にて測定が行われてもよい。以下の説明では、同様の構成に図１ないし図３の測定装置１と同符号を付す。
【００６１】
測定装置１では、図２に示すようにスリーブ９がステージ８上に載置されると（図５：ステップＳ１１）、点光源１１１から出射された光束は既述の光学系を経由してビームスプリッタ２２１において参照光と照明光とに分割され、照明光は内側面９１の中心軸とみなす垂直光軸Ｊ１に沿って導かれてミラー２２３にて反射され、内側面９１の径方向に沿って内側面９１上の微小な照射領域に垂直に入射する（ステップＳ１２）。内側面９１上の照射領域からの反射光はミラー２２３にて反射されて参照光とビームスプリッタ２２１において干渉し、イメージセンサ１２１にて干渉光が受光され、２つの波長帯の単色干渉縞画像の組み合わせとして１つの干渉縞画像が取得される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００６２】
図１３は照射領域中の周方向に対応する方向における干渉縞画像の２つの色成分の画素値の分布を示し、図４にて破線にて示す複数の干渉縞を横断する方向における干渉光の強度分布を示している。既述のように、図４中に符合７１を付す中心軸におよそ平行に伸びる２つの領域において、複数の波長帯の光の０次干渉縞が重なっており、図１３中に符合７６１を付す２つの位置が０次干渉縞に対応する。また、縞次数が０次以外の場合、実線にて示す曲線７７１および破線にて示す曲線７７２のピークの位置が異なる。そこで、ステップＳ１５では、演算部１５により１つの干渉縞画像中にて２つの波長帯の干渉光の強度のピークが一致する位置が０次干渉縞の位置として特定される。
【００６３】
０次干渉縞の位置が求められると、図３に示す回転機構１４１によりスリーブ９が垂直光軸Ｊ１を中心としてミラー２２３に対して相対的におよそ１°回転し（図１２：ステップＳ３１，Ｓ３２）、内側面９１上の周方向における別の領域に照明光が照射される（すなわち、照射領域が変更される）。そして、新たな照射領域に対応する干渉縞画像がイメージセンサ１２１にて取得されると、演算部１５において０次干渉縞の位置が特定される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００６４】
その後、照射領域を変更するか否かが確認され（ステップＳ３１）、照射領域を変更する場合には、スリーブ９を回転して内側面９１上の周方向におけるさらに別の領域に照明光が照射され、ステップＳ１４，Ｓ１５が行われる。このように、測定装置１では、スリーブ９が１°回転する毎にステップＳ１４，Ｓ１５が繰り返され、内側面９１の周方向に関して一連の干渉縞画像（すなわち、複数の照射領域の干渉縞画像の集合）が取得される。
【００６５】
次のステップＳ３３では、図８を参照して説明したように、０次干渉縞に対応するの照射領域中の１つの位置から垂直光軸Ｊ１までの距離ｄが、照射方向５１に平行かつ垂直光軸Ｊ１を含む平面５２１から０次位置６１１までの距離ｘおよび平面５２１に垂直かつ垂直光軸Ｊ１を含む平面５２２から０次位置６１１までの距離ｋにより数２を用いて求められる。なお、参照ミラー２２２の位置は固定されるため、距離ｋは一定の値として予め取得されている。このように、第２の実施の形態では、０次干渉縞に対応する照射領域中の１つの位置から垂直光軸Ｊ１までの距離の算出に利用される情報が、イメージセンサ１２１にて取得される１つの干渉縞画像から取得される。上記処理が全ての干渉縞画像について行われることにより、周方向に関する一連の干渉縞画像の０次干渉縞に対応する照射領域中の位置から垂直光軸Ｊ１までの距離が求められる。
【００６６】
ここで、照射領域はスリーブ９の１°の回転による移動距離よりも小さい幅の領域であるため、照射領域を内側面９１上の１点とみなすと、０次干渉縞に対応する照射領域中の１つの位置から垂直光軸Ｊ１までの距離は照射領域から垂直光軸Ｊ１までの距離とみなされる。したがって、上記処理により内側面９１上の周方向における各位置から垂直光軸Ｊ１までの距離が取得されることとなる（ステップＳ３３）。
【００６７】
図１４は、以上の処理にて求められた内側面９１上の周方向の各位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の測定結果を示す図であり、距離の変化を強調して示している。図１４に示すように、取得された複数の距離を所定の中心位置から等角度間隔にて描画することにより内側面９１の周方向の形状が求められ、当該形状から内側面９１の真円度が算出される（ステップＳ３４）。
【００６８】
以上のように、イメージセンサ１２１を利用することにより、スリーブ９の内側面９１上の周方向の各位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の算出に利用される情報（例えば、距離ｘ）を一連の干渉縞画像に基づいて容易に取得して内側面９１と垂直光軸Ｊ１との間の距離が容易に求められ、内側面９１の真円度を短時間にて測定することが実現される。なお、参照ミラー２２２を動かす手法が採用される第１の実施の形態に係る測定装置１においても、内側面９１の周方向に並ぶ複数の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の測定結果から内側面９１の真円度が算出されてもよい。
【００６９】
図１５は、第２の実施の形態に係る測定装置１の他の動作例を示す図である。図１５ではスリーブ９の内側面９１の直径の測定が行われ、図１２のステップＳ３１〜Ｓ３４に代えて図１５のステップＳ４１〜Ｓ４５が行われる。
【００７０】
測定装置１では、図５のステップＳ１１〜Ｓ１５が行われて演算部１５にて干渉縞画像における０次干渉縞の位置が特定されると、回転機構１４１がスリーブ９を垂直光軸Ｊ１を中心としてミラー２２３に対して相対的に１８０°回転する（ステップＳ４１）。そして、最初の照射領域とされる内側面９１上の位置とは垂直光軸Ｊ１を挟んで反対側の位置が次の照射領域とされ、当該照射領域にてステップＳ１４，Ｓ１５が繰り返されてもう１つの干渉縞画像が取得されるとともに０次干渉縞の位置が特定される（ステップＳ４２，Ｓ４３）。演算部１５では、２つの干渉縞画像のそれぞれの０次干渉縞に対応する照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が取得され（ステップＳ４４）、照射領域を１つの点とみなして２つの距離の和がスリーブ９の内側面９１の一の径方向における直径として求められられる（ステップＳ４５）。このように、測定装置１を用いることによりスリーブ９の内側面９１の直径を容易に求めることができる。
【００７１】
図１６は、第３の実施の形態に係る測定装置の測定の流れを示す図であり、第３の実施の形態に係る測定装置では、垂直光軸Ｊ１に平行な方向（すなわち、中心軸に平行な方向）における内側面９１の形状の簡易な測定が行われる。第３の実施の形態に係る測定装置の構成は測定装置１の構成と同様であり、以下、同様の構成に図１ないし図３の測定装置１と同符号を付して説明する。また、測定装置の動作としては第２の実施の形態に係る測定装置の図１２に示すステップＳ３１〜Ｓ３４に代えて図１６に示すステップＳ５１〜Ｓ５４が行われる。
【００７２】
測定装置１では、まず、図５のステップＳ１１〜Ｓ１４が行われ、演算部１５では、取得された１つの干渉縞画像から図１３に示す手法と同様に、２つの干渉光の強度のピークが一致する位置が０次干渉縞の位置として特定される（ステップＳ１５）。次に、スリーブ９は昇降機構１４２により垂直光軸Ｊ１に沿って移動し、内側面９１上の中心軸方向において近接する領域に照明光が照射される（図２参照、ステップＳ５１，Ｓ５２）。新たな照射領域に対応する干渉縞画像がイメージセンサ１２１にて取得されると、演算部１５にて０次干渉縞の位置が特定される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。その後、スリーブ９を移動するか否かが確認され（ステップＳ５１）、照射領域を変更する場合にはスリーブ９を移動して内側面９１上の中心軸方向におけるさらに別の領域に照明光が照射されてステップＳ１４，Ｓ１５が行われる。このように、測定装置１では、スリーブ９が垂直光軸Ｊ１に平行にミラー２２３に対して相対的に移動しつつステップＳ１４，Ｓ１５が複数回繰り返されることにより内側面９１の中心軸に平行な方向に関する一連の干渉縞画像が取得される。
【００７３】
測定装置１では、一連の干渉縞画像において０次干渉縞に対応する照射領域中の位置から垂直光軸Ｊ１までの距離が第２の実施の形態と同様に取得され（ステップＳ５３）、１つの照射領域を内側面９１上の１点として捉えて当該距離が内側面９１上の１点から垂直光軸Ｊ１までの距離とみなされる。また、全ての照射領域は中心軸に平行に並ぶ点の集合であるため、取得される複数の距離から垂直光軸Ｊ１に平行な方向（すなわち、ミラー２２３の相対移動方向）における内側面９１の形状が求められる（ステップＳ５４）。
【００７４】
以上のように、測定装置１では、イメージセンサ１２１を用いることにより、一連の干渉縞画像に基づいてスリーブ９の内側面９１上の中心軸方向の各位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の算出に利用される情報が容易に取得され、内側面９１の中心軸方向における形状が容易に求められる。なお、参照ミラー２２２を動かす手法が採用される第１の実施の形態に係る測定装置１においても、内側面９１にて中心軸に平行な方向に並ぶ位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離から内側面９１の上下方向における形状が求められてもよい。
【００７５】
また、第３の実施の形態に係る測定装置１では、１つの干渉縞画像から照射領域の傾きが求められてもよい。この場合、照射領域を内側面９１上の１点とみなすのではなく、０次干渉縞と重なる各受光素子に対応する照射領域中の位置が、内側面９１上の中心軸に平行な方向における１点とみなされる。そして、図１７に示すように、イメージセンサ１２１にて取得される１つの干渉縞画像中の０次干渉縞の領域上の２つの位置７８１，７８２に注目し、位置７８１，７８２に対応する照射領域中の２つの位置から垂直光軸Ｊ１までの２つの距離が求められ、これらの差（以下、「径の変化量」という。）が取得される。また、照射領域中の当該２つの位置の間の中心軸に平行な方向における距離を干渉縞画像中の位置７８１，７８２の間の図１７中の上下方向における距離に基づいて求め、当該距離にて径の変化量を割った値が内側面９１の傾きとして求められる。
【００７６】
さらに、測定装置１では、１つの照射領域中の０次干渉縞と重なる多数の点と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出されて、照射領域における中心軸に平行な方向の形状が詳細に求められてもよい。加えて、照射領域を上下方向に移動して一連の干渉縞画像を取得して複数の照射領域中の多数の点と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出されて中心軸に平行な方向における内側面９１の形状が詳細に求められてもよい。
【００７７】
図１８は、第４の実施の形態に係る測定装置１ａの干渉光学系２２を拡大して示す図であり、図３に対応する。測定装置１ａでは、干渉光学系２２のミラー２２３の上側エッジが垂直光軸Ｊ１上に位置するように配置されるとともに、干渉光学系２２は垂直光軸Ｊ１を含む面を対象面としてミラー２２３と対称な（すなわち、垂直光軸Ｊ１を中心としてミラー２２３とは反対側に配置された）もう１つのミラー２２４をさらに備える。その他の構成は測定装置１とほぼ同様であり、同様の構成には同符号を付している。
【００７８】
図１９は、測定装置１ａによるスリーブ９の内側面９１の直径を取得する流れの一部を示す図である。測定装置１ａでは、参照ミラー２２２の位置を変更することなく内側面９１の一の径方向における直径の簡易な測定が行われ、第２の実施の形態に係る測定装置の測定動作のステップＳ１５，Ｓ３１〜Ｓ３４（図１２参照）に代えてステップＳ６１〜Ｓ６３が行われる。
【００７９】
図１８に示すように、測定装置１ａでは、スリーブ９の内側面９１に照射される照明光は、垂直光軸Ｊ１に平行に導かれてミラー２２３，２２４により一の径方向に沿う互いに反対の方向へと直角に反射されて内側面９１上の２つの微小な照射領域に入射する（図５：ステップＳ１１，Ｓ１２）。２つの照射領域からの反射光はミラー２２３，２２４にて反射されて参照光とビームスプリッタ２２１にて干渉し、干渉光はイメージセンサ１２１（図２参照）により受光されて干渉縞画像が取得される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。干渉縞画像はミラー２２３，２２４に対応する照射領域に関して取得される２つの画像を組み合わせた画像となる。換言すれば、干渉縞画像の一部がミラー２２３からの光と参照光との干渉を示し、他の一部がミラー２２４からの光と参照光との干渉を示す。
【００８０】
演算部１５（図１参照）では図１３に示す手法により、すなわち、１つの干渉縞画像における２つの波長帯の干渉光の強度のピークが一致する位置を０次干渉縞の位置として特定する手法により、干渉縞画像中の２つの照射領域に対応する部分画像における０次干渉縞の位置が特定される（ステップＳ６１）。
【００８１】
図２０は、スリーブ９を中心軸に垂直な平面にて切断した断面図であり、ミラー２２３，２２４も示している。以下、ミラー２２３，２２４を介して照明光によりそれぞれ照射される照射領域６２，６３中の０次干渉縞に対応する領域上の位置（以下、「０次位置」という。）に符合６２１，６３１を付して説明する。なお、図示の都合上、照射領域６２，６３の大きさを大幅に拡大して０次位置が実際よりもミラー２２３，２２４側に位置するように示している（図２１において同様）。
【００８２】
照射領域６２において、垂直光軸Ｊ１を通るとともに照明光の照射方向５３，５４に平行な平面５５１から０次位置６２１までの距離をｘ１、垂直光軸Ｊ１を通るとともに平面５５１に垂直な平面５５２から０次位置６２１までの距離をｋとすると、垂直光軸Ｊ１から０次位置６２１までの距離ｄ１は数１に準じた演算により求められる。この場合、第１の実施の形態と同様に、距離ｘ１は平面５５１と照射領域６２とが交わる位置６２２および０次位置６２１にそれぞれ対応するイメージセンサ１２１上の受光素子の間の距離から求められ、距離ｋは参照ミラー２２２の位置に基づいて求められる。
【００８３】
照射領域６２における平面５５２から０次位置６２１までの距離は、平面５５２から０次位置６３１までの距離ｋと等しく、照射領域６３においても照射領域６２と同様に、垂直光軸Ｊ１から０次位置６３１までの距離ｄ２は、平面５５１から０次位置６３１までの距離ｘ２、および、平面５５２から０次位置６３１までの距離ｋにより数１に準じて求められる（ステップＳ６２）。
【００８４】
２つの照射領域は共に微小であり、照射領域６２，６３を内側面９１上の１点とみなすと、距離ｄ１，ｄ２は垂直光軸Ｊ１を挟んで互いに反対側の内側面９１上の２点における半径となり、距離ｄ１，ｄ２の合計から内側面９１の一の径方向における内側面９１の直径が取得される（ステップＳ６３）。このように、測定装置１ａでは、イメージセンサ１２１にて取得された１つの干渉縞画像中のミラー２２３，２２４に対応する２つの部分画像を利用し、２つの照射領域中の０次位置６２１，６３１と中心軸との間の距離の算出に利用される情報（例えば、図１８中の距離ｘ１，ｘ２）を容易に取得して一の径方向における直径を速やかに取得することができる。また、測定装置１ａは測定装置１にミラー２２４を設けるのみで安価に製作することができる。
【００８５】
次に、垂直光軸Ｊ１と内側面９１の中心軸との間の僅かなずれが、取得される直径の測定誤差に与える影響について説明する。図２１は、ミラー２２３，２２４が内側面９１の中心軸（中心軸とみなすことができる軸であり、以下、符合Ｊ２を付す。）から照射領域６３に向かって照射方向５４に平行に僅かにずれて配置された場合を例示する図である。図２１は図２０に対応しており、同様の構成には同符号を付している。なお、ミラー２２３，２２４の平面５５２に平行な方向へのずれは干渉縞画像に基づく距離ｄ１，ｄ２の測定の誤差には影響しない。
【００８６】
垂直光軸Ｊ１と中心軸Ｊ２との間のずれ量（垂直光軸Ｊ１と中心軸Ｊ２との間の距離）をｙとし、スリーブ９の中心軸Ｊ２から内側面９１までの距離（以下、「半径」という。）をｒとすると、距離ｘ１，ｘ２は数３および数４にて表される。
【００８７】
【数３】
2009115734.tif 000005
【００８８】
【数４】
2009115734.tif 000006
【００８９】
また、垂直光軸Ｊ１から０次位置６２１，６３１までの距離ｄ１，ｄ２は、数３および数４をそれぞれ数２に代入して数５および数６にて求められる。
【００９０】
【数５】
2009115734.tif 000007
【００９１】
【数６】
2009115734.tif 000008
【００９２】
ここで、ずれ量ｙが微小なΔｙである場合の距離ｄ１，ｄ２の半径ｒに対する誤差は、数７および数８にて表される。
【００９３】
【数７】
2009115734.tif 000009
【００９４】
【数８】
2009115734.tif 000010
【００９５】
したがって、距離ｄ１と距離ｄ２とを足した値の直径２ｒに対する誤差は、数７および数８の分母をｒと近似して数９にて示される。
【００９６】
【数９】
2009115734.tif 000011
【００９７】
一方、１つのミラーのみを有する測定装置により、１つの照射領域上の０次干渉縞に対応する位置から垂直光軸Ｊ１までの距離が求められ、さらに、スリーブ９を１８０°回転して照射領域の０次干渉縞に対応する位置から垂直光軸Ｊ１までの距離が求められ、２つの距離の和が直径として求められる場合、直径は１つの照射領域中の０次干渉縞に対応する位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離を２倍した値に相当する。したがって、内側面９１の直径２ｒに対する誤差は数７にて示す誤差を２倍したものとなり、数７の分母をｒに近似して数１０にて示される。
【００９８】
【数１０】
2009115734.tif 000012
【００９９】
ｋはΔｙに対して十分に大きいことから、数９および数１０に示すように、測定装置１ａではミラーを１つのみ有する測定装置よりも直径２ｒに対する誤差が大幅に減少する。このように、ミラー２２３，２２４の位置がずれてしまう場合、内側面９１の照射領域６２，６３の距離ｄ１，ｄ２が変化しても距離ｄ１，ｄ２の和は影響を受けないため、内側面９１の直径が精度よく測定される。さらに、２つの照射領域６２，６３に対応する１つの干渉縞画像のみから直径が求められるため、内側面９１を回転させることなく短い測定時間にて測定を行うことができる。また、測定装置１ａでは、干渉縞画像の２つの部分画像の０次干渉縞の位置のずれを観察することにより、ミラー２２３，２２４が内側面９１の中心軸に対してずれて配置されているか否かを確認することができるため、ミラー２２３，２２４の位置の補正が容易となる。
【０１００】
２つのミラー２２３，２２４を有する測定装置１ａでは１つの干渉縞画像に基づいて照射領域における内側面９１の傾きが求められてもよい。図２２は、測定装置１ａにより取得される干渉縞画像を例示する図であり、カラーの画像をモノクロにて示したものである。図２２中の符合７９１を付す一点鎖線にて分割される上下の２つの部分画像は、２つの照射領域６２，６３（図２０参照）に関して取得される干渉縞画像に対応する。図２２では、上側の部分画像の一点鎖線７９１に向かう下向きの方向、および、下側の部分画像の一点鎖線７９１に向かう上向きの方向が、それぞれ内側面９１の下方から上方に向かう方向に対応し、２つの部分画像の図２２中の左右方向が内側面９１の周方向に対応する。また、２つの細かい破線７９２１は内側面９１の中心軸方向のある位置に対応する（部分画像中の）位置を示し、２つの粗い破線７９２２は内側面９１の高さ方向の別の位置に対応する位置を示している。
【０１０１】
２つの部分画像では、破線７９２１上に位置する０次干渉縞の位置および破線７９２２上に位置する０次干渉縞の位置が特定され、図１７を参照して説明した手法と同様に、各部分画像において破線７９２１，７９２２に対応する０次干渉縞の２つの位置の間の距離と、当該２つの位置に対応する照射領域上の２つの位置と垂直光軸Ｊ１までの２つの距離の差とを取得することにより、２つの照射領域における内側面９１の傾きが求められる。測定装置１ａでは、一方の照射領域中の２つの位置が他方の照射領域中の２つの位置と内側面９１の高さ方向において同じ高さに位置するため、２つの照射領域における内側面９１の相対的な傾きが容易に求められる。もちろん、２つの照射領域では、互いに異なる位置で内側面９１の傾きが測定されてもよい。
【０１０２】
測定装置１ａでは、第１の実施の形態にて説明したように参照ミラー２２２の位置が変更されることにより照射領域中の複数の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が算出されて照射領域中の表面形状が詳細に測定されてもよい。また、スリーブ９が回転または昇降されることにより照射領域が変更されてスリーブ９の内側面９１の周方向または中心軸方向における複数の位置にて測定が行われてもよく、これにより、第２および第３の実施の形態における様々な測定と同様に、内側面９１の真円度の測定、周方向および中心軸方向の内側面９１の形状測定等を行うことが実現される。
【０１０３】
以上、第１ないし第４の実施の形態について説明したが、測定装置１，１ａでは、スリーブ９の内側面９１の表面形状に関して詳細な測定が行われる場合には、１つの照射領域中の複数の位置と垂直光軸Ｊ１との間の複数の距離が算出され、簡易な測定が行われる場合には、照射領域中の１つの位置から垂直光軸Ｊ１までの距離のみが算出される。いずれの場合においても、イメージセンサを用いることにより、少なくとも１つの受光素子に対応する照射領域中の少なくとも１つの位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が容易に算出されることにより、効率よく内側面９１の形状測定を行うことが実現される。
【０１０４】
また、第２および第３の実施の形態にて説明したように、参照ミラー２２２（図２参照）の位置が固定された状態で内側面９１の形状測定が行われる際には、干渉縞画像中の中央から０次干渉縞の位置までの距離のみを取得することにより、照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が容易に求められる。
【０１０５】
図２３は第５の実施の形態に係る測定装置１ｂの干渉光学系２２を拡大して示す図であり、内側面９２として径が下端から上端に向かって漸次広がる円錐面を有するスリーブ９ａに対して内側面９２の表面形状が測定される。干渉光学系２２では、ミラー２２５が図１のミラー２２３に代えて垂直光軸Ｊ１に沿って配置され、ミラー２２５はビームスプリッタ２２１からの照明光を内側面９２に対して垂直に入射させるように傾斜している。これにより、照射領域からの反射光はミラー２２５に入射してビームスプリッタ２２１に戻され、イメージセンサ１２１にて干渉縞画像が取得される。測定装置１ｂにおいても、第１の実施の形態に係る測定装置１と同様に、イメージセンサ１２１を利用して内側面９１上の照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の算出に利用される情報が容易に取得される。
【０１０６】
測定装置１ｂでは、スリーブ９ａが垂直光軸Ｊ１を中心に回転されて内側面９１上の別の位置において表面形状が測定されてもよく、スリーブ９ａが垂直光軸Ｊ１に平行に昇降されてもよいスリーブ９ａが昇降される場合は、スリーブ９ａの昇降に合わせて参照ミラー２２２の位置が変更される。なお、測定装置１ｂにおいても、第１の実施の形態に係る測定装置１と同様に参照ミラー２２２を移動しつつ干渉縞画像を取得することにより照射領域中の位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離が求められてもよく、さらに、第２および第３の実施の形態に係る測定装置と同様に１つの干渉縞画像から当該距離が求めつつこれらの実施の形態と同様の動作が行われてもよい。
【０１０７】
図２４は第６の実施の形態に係る測定装置１ｃの干渉光学系２２を拡大して示す図であり、図３に対応する。第６の実施の形態に係る測定装置１ｃの干渉光学系２２の構成は第１の実施の形態に係る測定装置１と同様であるが、回転機構１４１の回転軸と垂直光軸Ｊ１とが一致せず、測定装置１ｃではスリーブ９の外側面９３の表面形状の測定が行われる。垂直光軸Ｊ１はスリーブ９の外側に位置し、外側面９３の中心軸Ｊ３（所定の方法にて定めることができる中心軸または回転機構１４１の回転軸）とほぼ平行とされ、ミラー２２３はスリーブ９の外側面９３に隣接して配置される。測定装置１ｃの動作は第１ないし第３の実施の形態と同様であり、図６のステップＳ２３にて垂直光軸Ｊ１から外側面９３上の照射領域中の１以上の位置までの距離が求められ、取得された距離に基づいて外側面９３の周方向や中心軸方向の形状が求められるとともにこれらの情報を利用して中心軸Ｊ３から外側面の各位置までの距離が算出される。測定装置１ｃでは、外側面が円錐面とされる場合であっても図２３に示す第５の実施の形態と同様にミラー２２３の傾斜を変更することにより測定が可能となる。
【０１０８】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【０１０９】
例えば、上記第１の実施の形態に係る測定装置１の動作では、参照ミラー２２２の位置を変更して複数の干渉縞画像が取得された後に（ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ１４）、複数の干渉縞画像中の複数の０次干渉縞の位置を特定する工程（ステップＳ１５）が行われてもよく、さらに、０次干渉縞の位置を特定する工程（ステップＳ１５）の一部として当該０次干渉縞の領域上の位置と垂直光軸Ｊ１との距離を求める工程（ステップＳ２３）が行われてもよい。また、照射領域を変更する際には、測定装置１がスリーブ９に対して回転または昇降されてもよい。
【０１１０】
上記実施の形態では、実質的に内側面９１の照射領域中の位置と中心軸との間の距離を示すのであれば、他のものが測定値として取得されてもよい。例えば、上記第２の実施の形態において図８中の距離ｋを基準として内側面９１の周方向の各位置における距離ｋに対する変位が測定されてもよい。また、ミラー２２３が内側面の中心軸からずれて配置される場合に、垂直光軸Ｊ１から内側面９１の周方向の各位置における複数の距離が求められ、当該複数の距離から内側面９１の中心軸を特定し中心軸から内側面９１までの距離が求められてもよい。
【０１１１】
なお、上記第１ないし第４の実施の形態では、照射領域中の０次干渉縞に対応する０次位置と垂直光軸Ｊ１との間の距離の算出に利用される情報として、図８に示す距離ｘ（およびｋ）を例示したが、干渉縞画像から求められる情報は他のものであってもよく、例えば、周方向における０次位置間の距離（すなわち、距離ｘの２倍）であってもよい。また、１つの単色干渉縞画像に注目した場合、０次以外の干渉縞の位置と垂直光軸（内側面９１の中心軸）との間の距離も求めることが可能となる。ただし、測定の容易さという観点からは０次干渉縞に基づいて、照射領域中の少なくとも１つの位置と中心軸との間の距離の算出に利用される情報が求められることが好ましい。
【０１１２】
また、測定装置において取得される情報は、照射領域中の少なくとも１つの位置と中心軸との間の距離の算出に利用されるのであれば様々に加工された情報であってもよく、例えば、既述のように、垂直光軸Ｊ１が内側面９１の中心軸と異なる場合の垂直光軸Ｊ１と照射領域中の位置との間の距離は、最終的には、照射領域中の位置と中心軸との間の距離を求めるために利用される情報となる。
【０１１３】
上記実施の形態では、Ｒ，Ｇの干渉縞画像を適切に取得するためにＲ，Ｇの波長帯に光を制限するバンドパスフィルタ２１１が用いられるが、バンドパスフィルタとしてＧ，Ｂの波長帯に制限するものが使用されてＧ，Ｂの干渉縞画像が取得されてもよい。さらに、バンドパスフィルタ２１１を省略してＲ，Ｇ，Ｂに対応する干渉縞画像が取得されてもよい。すなわち、イメージセンサ１２１では、少なくとも２つの波長帯の干渉縞画像の組み合わせとして干渉縞画像が取得される。
【０１１４】
また、光源としては取得される干渉縞画像に対応する少なくとも２つの波長帯を含む光を出射する光源であれば様々なものが利用されてよく、好ましくは、単一の光源とされることにより光源の取り扱いが容易とされる。なお、白色光源に代えて互いに異なる波長の光を出射する複数のＬＥＤが採用されてもよい。また、上記実施の形態では、ＣＣＤイメージセンサ１２１に代えてＣＭＯＳイメージセンサが採用されてもよい。
【０１１５】
上記第４の実施の形態では、ミラーの数は２に限定されず３以上のミラーが垂直光軸Ｊ１を中心に周方向に等間隔に配置されて測定が行なわれてもよく、ミラーに代えてプリズムが利用されてもよい。また、複数の反射面を有するミラーやプリズムが利用されてもよい。
【０１１６】
上記実施の形態では、内側面または外側面の円筒面または円錐面である回転面は内側面または外側面の一部であってもよい。さらに、測定装置１，１ａはスリーブ以外の対象物の内側面または外側面の表面形状測定に利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１の実施の形態に係る測定装置を示す図である。
【図２】光学系の内部構成を示す図である。
【図３】干渉光学系を拡大して示す図である。
【図４】干渉縞画像を例示する図である。
【図５】第１の実施の形態に係る測定装置の動作の流れを示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る測定装置の動作の流れを示す図である。
【図７】干渉光の強度変化を示す図である。
【図８】スリーブの断面の一部を拡大して示す図である。
【図９】０次干渉縞を特定する他の手法を説明するための図である。
【図１０】０次干渉縞を特定するさらに他の手法を説明するための図である。
【図１１】０次干渉縞を特定するさらに他の手法を説明するための図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る測定装置の動作の流れの一部を示す図である。
【図１３】干渉光の強度分布を示す図である。
【図１４】円筒面上の各位置から垂直光軸までの距離の測定結果を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る測定装置の他の動作の流れの一部を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態に係る測定装置の動作の流れの一部を示す図である。
【図１７】干渉縞画像を例示する図である。
【図１８】第４の実施の形態に係る測定装置の干渉光学系を拡大して示す図である。
【図１９】第４の実施の形態に係る測定装置の動作の流れの一部を示す図である。
【図２０】スリーブの断面の一部を拡大して示す図である。
【図２１】スリーブの断面の一部を拡大して示す図である。
【図２２】干渉縞画像を例示する図である。
【図２３】第５の実施の形態に係る測定装置の干渉光学系を拡大して示す図である。
【図２４】第６の実施の形態に係る測定装置の干渉光学系を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１ａ〜１ｃ    表面形状測定装置
２    光学系
９，９ａ    対象物
１１    光源
１５    演算部
６１〜６３    照射領域
９１，９２    （スリーブの）内側面
９３    （スリーブの）外側面
１１１    点光源
１２１    イメージセンサ
１３１    位置変更機構
２２３〜２２５    ミラー
Ｊ１    垂直光軸
Ｊ２，Ｊ３    （スリーブの）中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ２１〜Ｓ２８，Ｓ３１〜Ｓ３４，Ｓ４１〜Ｓ４５，Ｓ５１〜Ｓ５４，Ｓ６１〜Ｓ６３    ステップ
【図１】
2009115734.tif 000013
【図２】
2009115734.tif 000014
【図３】
2009115734.tif 000015
【図４】
2009115734.tif 000016
【図５】
2009115734.tif 000017
【図６】
2009115734.tif 000018
【図７】
2009115734.tif 000019
【図８】
2009115734.tif 000020
【図９】
2009115734.tif 000021
【図１０】
2009115734.tif 000022
【図１１】
2009115734.tif 000023
【図１２】
2009115734.tif 000024
【図１３】
2009115734.tif 000025
【図１４】
2009115734.tif 000026
【図１５】
2009115734.tif 000027
【図１６】
2009115734.tif 000028
【図１７】
2009115734.tif 000029
【図１８】
2009115734.tif 000030
【図１９】
2009115734.tif 000031
【図２０】
2009115734.tif 000032
【図２１】
2009115734.tif 000033
【図２２】
2009115734.tif 000034
【図２３】
2009115734.tif 000035
【図２４】
2009115734.tif 000036