"試験対象物の幾何学的特性を測定する方法であって、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、第2座標系で、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を付与する工程と、前記干渉法によってプロファイルした第1及び第2表面、並びに第1基準面と第2基準面との間の空間的関係に基づいて、前記幾何学的特性を計算する工程とを備える方法。第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定する工程をさらに備える請求項1に記載の方法。第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定する工程が、第1基準面に対して基準対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第2座標系に対して基準対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、前記基準対象物について少なくとも1つの校正済寸法を提供する工程と、プロファイルした第1及び第2表面と、前記少なくとも1つの校正済寸法とに基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を計算する工程とを含む請求項2に記載の方法。試験対象物の幾何学的特性を測定する装置であって、動作中に、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルし、かつ第1基準面とは異なる第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってする干渉法によるプロファイリングシステムと、干渉法によるプロファイリングシステムに連結された電子プロセッサであって、動作中に、干渉法によってプロファイルした第1及び第2表面、及び第1基準面と第2基準面との間の空間的関係に基づいて、前記幾何学的特性を計算する電子プロセッサとを備える装置。干渉法によるプロファイリングシステムが、試験対象物を支持するためのマウントを備え、前記マウントが、試験対象物の第1表面を露出し、かつ基準面を定義する第1位置と、試験対象物の第2表面を露出し、かつ第2基準面を定義する第2位置との間で調節可能である請求項4に記載の装置。干渉法によるプロファイリングシステムが、試験対象物の第1表面を見るための第1ビューイングポートと、試験対象物の第2表面を見るための第2ビューイングポートとを有する干渉光学プロファイラを備える請求項4に記載の装置。干渉法によるプロファイリングシステムが、第1基準面を定義する第1位置から、第2基準面を定義する第2位置まで調節可能な可動ステージを備える請求項4に記載の装置。第1表面および第2表面を有するゲージオブジェクトをさらに備え、前記第1表面は、第1基準面に対して干渉法によるプロファイリングシステムによってプロファイルされるように配置され、第2表面は、第2基準面に対して干渉法によるプロファイリングシステムによってプロファイルされるように配置される請求項4に記載の装置。電子プロセッサが、第1光学プロファイラおよび第2光学プロファイラによって供給されるゲージオブジェクトの第1表面および第2表面の干渉法によるプロファイリング測定値に基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定する請求項8に記載の装置。ゲージオブジェクトが、少なくとも1つの校正済寸法を有し、電子プロセッサが、第1光学プロファイラおよび第2光学プロファイラによって供給されるゲージオブジェクトの第1表面および第2表面の干渉法によるプロファイリング測定値と、前記少なくとも1つの校正済寸法とに基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定する請求項8に記載の装置。ゲージオブジェクトが、試験対象物の干渉法によるプロファイリング中に、干渉法によるプロファイリングシステムの視野内に配置される請求項8に記載の装置。電子プロセッサが、干渉法によるプロファイリングシステムおよび試験対象物のPCOR分散を示す少なくとも1つの値を使用して、幾何学的特性を計算する請求項4に記載の装置。試験対象物の幾何学的特性を測定する方法であって、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、PCOR分散を考慮する、干渉法によってプロファイルした第1表面及び第2表面間の空間的関係を測定する工程と、干渉法によってプロファイルした表面および空間的関係に基づいて、幾何学的特性を計算する工程とを備える方法。広帯域源と、動作中に、部分反射性の第1表面および反射性の第2表面を備える基準経路に沿う方向に第1波面を指向させ、測定対象物に接触する測定経路に沿う方向に第2波面を指向させ、第2波面が測定対象物に接触した後、各波面を合成して光干渉パターンを生成する走査干渉計と、前記光干渉パターンに応答して干渉データを生成する検出器と、前記干渉データを解析するための、検出器に連結された電子プロセッサと、走査干渉計および電子プロセッサに連結された走査コントローラとを備え、該走査コントローラは、動作中に、走査干渉計に第1表面および第2表面の位置を調節する光プロファイリングシステム。走査干渉計の部分反射性の第1表面が第1基準面を定義し、反射性の第2表面が第2基準面を定義し、動作中に、電子プロセッサが、干渉データ、並びに第1基準面と第2基準面との間の関係に基づいて、試験対象物の幾何学的特性を計算する請求項14に記載の光プロファイリングシステム。本発明は、試験部品上の潜在的に分離した表面上の点の、共通基準フレームに対する絶対位置を測定する光学系および光学的方法を特徴とする。このようなシステムおよび方法により、例えば部品フィーチャの位置、相対的向き、および形状が仕様に適合することをユーザが検証することが可能となる。本発明は、異なる視点から試験部品を見るように適合された、1つまたは複数の光学プロファイラを有する光学系を含む。各プロファイラは、各プロファイラに局所的な座標系に対する、表面の点の3次元の絶対位置を測定することができる。本発明は、各プロファイラの座標系を他のプロファイラに関係付け、それによって、測定される各表面位置を他のすべてと関係付ける初期化手順および校正手順をさらに含む。このような手順では、例えば機械的標準アーチファクトまたは距離測定レーザ干渉計を利用して、2つの対応する光学プロファイラ座標系の分離および相対的向きに関する情報を提供することができる。適切な光学プロファイラには、三角測量システム、飛行時間システム、および光干渉計が含まれる。光干渉計は、表面に垂直な機械的スキャンまたは等価スキャンを利用して、各イメージピクセルについての局在化例えばコヒーレンス限定干渉パターンを得る高さ走査干渉計などである。以下により詳細に説明するように、比較的粗い表面を有する試験部品を扱うときは、赤外線源を利用する高さ走査干渉計が特に有利である。一般に、一態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定するための方法を特徴とする。この方法は、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、第2座標系で、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を付与する工程と、干渉法によってプロファイルした表面、並びに第1基準面と第2基準面との間の空間的関係に基づいて、幾何学的特性を計算する工程とを備える。この方法の諸実施形態は、以下の特徴のいずれも含み得る。第1表面の干渉法によるプロファイリングは、第1表面上の複数の各点までの、第1基準面上の対応する点からの距離を与えることができる。同様に、第2表面の干渉法によるプロファイリングは、第1表面上の複数の各点までの、第1基準面上の対応する点からの距離を与えることができる。前記基準面の一方または双方は、平面または曲面の一部でよく、あるいは構造を伴う面を有することができる。試験対象物の第1表面は、第2表面と離間され得る。第1表面および第2表面は、試験対象物の反対向きの各面に対応することができる。第1表面および第2表面は、試験対象物の隣接する各面に対応し得る。第1表面および第2表面は、段差の高さだけ分離した、隣接する各面であり得る。第1表面および第2表面は、第1表面の干渉法によるプロファイリング範囲より長く、かつ第2表面の干渉法によるプロファイリング範囲より長い距離だけ互いに変位することができる。第1表面の干渉法によるプロファイリングは、第1方向に沿って第1表面に電磁放射を指向させることと、第2表面の干渉法によるプロファイリングは、第1方向とは異なる第2方向に沿って第2表面に電磁放射を指向させることとを含み得る。第1表面の干渉法によるプロファイリングは、干渉計システムに対して試験対象物を位置決めすることと、第2表面の干渉法によるプロファイリングは、干渉計システムの少なくとも1つの構成部品に対して試験対象物を再配置することとを含む。例えば、干渉計システムに対して試験対象物を再配置することは、試験対象物を移動すること、または干渉計システムの少なくとも1つの構成部品を移動することを含み得る。後者の場合、この方法は、干渉計システムの少なくとも1つの構成部品の移動を測定し、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定することをさらに含む。第1基準面と第2基準面との間の関係は、第1基準面および第2基準面上の対応する基準点間の距離と、第1基準面および第2基準面の相対的向きを定義する2つの角度とによって定義することができる。この方法は、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定することをさらに含み得る。例えば、第1座標系と第2座標系との間の関係を測定することは、第1基準面に対して基準対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルすることと、第2座標系に対して基準対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルすることと、基準対象物についての少なくとも1つの校正済寸法を提供することと、プロファイルした表面と、少なくとも1つの校正済寸法とに基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を計算することとを含み得る。基準対象物は、試験対象物の概寸に従って選択することができる。この方法は、少なくとも1つの干渉変位測定に基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定することをさらに含み得る。例えば、この空間的関係は、少なくとも1つの干渉距離測定と、初期校正とに基づいて測定することができる。この方法は、第1基準面および第2基準面の少なくとも一方を調節して、試験対象物の第1表面および第2表面の干渉法によるプロファイリングに対処すること、第1基準面および第2基準面の少なくとも一方の調節を干渉法によって測定して、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定することをさらに含み得る。この空間的関係は、第1基準面に対して初期化アーチファクトの第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第2基準面に対して初期化アーチファクトの第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、少なくとも初期化アーチファクトのプロファイルした表面に基づいて、第1基準面と第2基準面との間の初期の空間的関係を計算する工程と、第1基準および第2基準面を調節して、試験対象物の第1表面および第2表面に適合させる工程と、第1基準面および第2基準面の調節に対応する少なくとも1つの変位を、干渉法によって測定する工程とによっても測定することができる。例えば、初期化アーチファクトの第1表面および第2表面は、共通界面の前面および背面とすることができる。さらに、この方法は、初期化アーチファクトについての少なくとも1つの校正済寸法を提供することができ、初期関係の計算は、初期化アーチファクトのプロファイルした表面と、少なくとも1つの校正済寸法とに基づくことができる。幾何学的特性は、試験対象物の平面度、試験対象物の厚さ、試験対象物の平行度、段差の高さ、第2表面に対する第1表面の角度方向例えば、第1表面と第2表面との直角度、および試験対象物の真円度のいずれでもよい。しばしば、幾何学的特性は、第1表面上の複数の点と、第2表面上の複数の点の、共通座標系での位置によって定義される。第1表面および第2表面の少なくとも一方の干渉法によるプロファイリングは、走査白色光干渉法の実行、赤外線走査干渉法の実行、走査MESA干渉法の実行、走査斜入射干渉法の実行、多重波長干渉法の実行のいずれも含み得る。試験対象物は、部分透過性にすることもでき、幾何学的特性を、この部分透過性の試験対象物の反対側の点の位置に関係付けることができる。試験対象物の第1表面および第2表面は、同じ側から干渉法によってプロファイルすることができ、第1基準面および第2基準面は、干渉法によるプロファイリング工程に対して使用される干渉計システムのプロファイリング範囲ηよりも長い距離だけ互いに離間されることができる。さらに、干渉法によるプロファイリング工程に対して使用される干渉計システムは、部分反射性の第1表面と、反射性の第2表面とを有する基準対象物であって、第1表面が第1基準面を定義し、第2表面が第2基準面を定義する基準対象物を含み得る。空間的関係は、基準対象物の第1表面と第2表面との間の空間的離間距離によって定義することができる。一般に、別の態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定する装置を特徴とする。この装置は、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする手段と、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする手段と、干渉法によってプロファイルした表面、および第1基準面と第2基準面との間の空間的関係に基づいて、幾何学的特性を計算する手段とを含む。この装置は、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定する手段をさらに含む。一般に、別の態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定する装置を特徴とする。この方法は、動作中に、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルし、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする干渉法によるプロファイリングシステムと、干渉法によるプロファイリングシステムに連結された電子プロセッサであって、動作中に、干渉法によってプロファイルした表面、並びに第1基準面と第2基準面との間の空間的関係に基づいて、幾何学的特性を計算する電子プロセッサとを含む。この装置の実施形態は、前記方法に関係する前述の特徴のいずれも含むことができ、以下の特徴のいずれも含むことできる。この干渉法によるプロファイリングシステムは、試験対象物を支持するためのマウントを含み、このマウントは、試験対象物の第1表面を露出し、基準面を定義する第1位置と、試験対象物の第2表面を露出し、第2基準面を定義する第2位置との間で調節可能である。この干渉法によるプロファイリングシステムは、試験対象物の第1表面を見るための第1ビューイングポートと、試験対象物の第2表面を見るための第2ビューイングポートとを有する干渉計式光学プロファイラを含み得る。例えば、この光学プロファイラは、第1ビューイングポートについての視野を記録するように配置された第1カメラと、第2ビューイングポートについての視野を記録するように配置された第2カメラとを含み得る。あるいは、この光学プロファイラは、第1ビューイングポートおよび第2ビューイングポートについての分割視野を記録するように配置されたカメラを含むこともできる。この光学プロファイラは、少なくとも1つの電磁放射源を含み得る。この光学プロファイラは、電磁放射の第1部分を第1ビューイングポートに向け、電磁放射の第2部分を第2ビューイングポートに向けるように配置された第1光学部品をさらに含み得る。例えば、第1光学部品は、電磁放射の第1部分を第1ビューイングポートに向けて反射させ、電磁放射の第2部分を第2ビューイングポートに向けて反射させ、入射電磁放射の少なくとも1つの付加的な部分をビーム分割光学部品を通じて送るように配置されたビーム分割光学部品とすることができる。この光学プロファイラは、ビーム分割光学部品を通じて透過される入射電磁放射の少なくとも1つの付加的な部分を受け取るように配置された反射基準面をさらに含み得る。さらに、この光学プロファイラは、反射基準面の位置を走査するための、反射基準面に連結された変換器を含み得る。この光学プロファイラは、第1可動ステージによって支持される第1ビューイングポート光学部品をさらに含み得る。第1ビューイングポート光学部品は、電磁放射の第1部分の少なくとも一部を試験対象物の第1表面に向けるように配置され、第1可動ステージは、試験対象物の第1表面の干渉法によるプロファイリングに対処するように調節可能である。さらに、この光学プロファイラは、第2可動ステージによって支持される第2ビューイングポート光学部品を含み得る。第2ビューイングポート光学部品は、電磁放射の第2部分の少なくとも一部を試験対象物の第2表面に向けるように配置され、第2可動ステージは、試験対象物の第2表面の干渉法によるプロファイリングに対処するように調節可能である。例えば、第1反射光学部品はルーフミラーとすることができる。この光学プロファイラは、電磁放射の第1部分の少なくとも一部を試験対象物の第1表面にさらに向ける第1フォウルドミラーfoldmirrorをさらに含み得る。この装置は、第1可動ステージに対する調節と、第2可動ステージに対する調節の少なくとも一方によって引き起こされる、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係の変化を測定するように配置された変位測定干渉計も含み得る。この干渉法によるプロファイリングシステムは、試験対象物の第1表面を見るための第1干渉計式光学プロファイラと、試験対象物の第2表面を見るための第2干渉計式光学プロファイラとを含み得る。例えば、第1光学プロファイラは、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を調整するように、第2光学プロファイラに対して可動にすることができる。さらに、この装置は、第1光学プロファイラと第2光学プロファイラの相対移動によって引き起こされる、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係の変化を測定するように配置された変位測定干渉計を含み得る。この干渉法によるプロファイリングシステムは、第1基準面を定義する第1位置から、第2基準面を定義する第2位置まで調節可能な可動ステージも含み得る。この装置は、第1表面および第2表面を有するゲージオブジェクトをさらに含んでよく、前記第1表面は、第1基準面に対して干渉法によるプロファイリングシステムによってプロファイルされるように配置され、前記第2表面は、第2基準面に対して干渉法によるプロファイリングシステムによってプロファイルされるように配置される。このような実施形態では、電子プロセッサは、第1光学プロファイラおよび第2光学プロファイラによって供給されるゲージオブジェクトの第1表面および第2表面の干渉法によるプロファイリング測定と、必要であればゲージオブジェクトについての少なくとも1つの校正済寸法とに基づいて、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定することができる。さらに、ある実施形態では、ゲージオブジェクトは、試験対象物の干渉法によるプロファイリング中、干渉法によるプロファイリングシステムの視野内に配置することができる。この装置は、第1基準面と第2基準面との間の空間的関係を測定するように配置された変位測定干渉計をさらに含み得る。電子プロセッサは、干渉法によるプロファイリングシステムおよび試験対象物のPCOR分散を示す少なくとも1つの値を使用して、幾何学的特性を計算することができる。一般に、別の態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定するための装置を特徴とする。この装置は、動作中に、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルし、第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする干渉法によるプロファイリングシステムであって、第1基準面および第2基準面の位置を調節するための、少なくとも1つの可動ステージを含む干渉法によるプロファイリングシステムと、少なくとも1つの可動ステージに対する調節によって引き起こされた、第1基準面と第2基準面の相対位置の変化を測定するように配置された変位測定干渉計と、干渉法によるプロファイリングシステムおよび変位測定干渉計に連結された電子プロセッサであって、動作中に、干渉法によってプロファイルした表面、並びに第1基準面と第2基準面の相対位置に基づいて、幾何学的特性を計算する電子プロセッサとを含む。この態様の実施形態は、以下の特徴のいずれも含み得る。この干渉法によるプロファイリングシステムは、第2可動ステージを含むことができ、動作中、最初に述べた可動ステージが第1基準面の位置を調節し、第2可動ステージが第2基準面の位置を調節する。あるいは、この少なくとも1つの可動ステージは、第1基準面を定義する第1位置から、第2基準面を定義する第2位置まで調節可能な第1可動ステージを含むこともできる。この変位測定干渉計は、複数の測定軸例えば、2つまたは3つを提供することができる。この走査干渉法によるプロファイリングシステムは、赤外線波長または可視波長を使用することができる。一般に、別の態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定する方法を特徴とする。この方法は、第1座標系で試験対象物の第1表面をプロファイルする工程と、第1座標系とは異なる第2座標系で、試験対象物の第2表面をプロファイルする工程と、少なくとも1つの干渉距離測定に基づいて、第1座標系と第2座標系との間の空間的関係を測定する工程と、プロファイルした表面、並びに第1座標系と第2座標系との関係に基づいて、幾何学的特性を計算する工程とを含む。一般に、別の態様では、本発明は、試験対象物の幾何学的特性を測定する方法を特徴とする。この方法は、第1基準面に対して、試験対象物の第1表面を干渉法によってプロファイルする工程と、第1基準面とは異なる第2基準面に対して、試験対象物の第2表面を干渉法によってプロファイルする工程と、PCOR分散を考慮する、干渉法によってプロファイルした表面間の空間的関係を測定する工程と、干渉法によってプロファイルした表面および空間的関係に基づいて、幾何学的特性を計算する工程とを含む。一般に、別の態様では、本発明は、広帯域源と、動作中に、部分反射性の第1表面および反射性の第2表面を含む基準経路に沿う方向に第1波面を向け、測定対象物に接触する測定経路に沿う方向に第2波面を向け、第2波面が測定対象物に接触した後、各波面を合成して光干渉パターンを生成する走査干渉計と、前記光干渉パターンに応答して干渉データを生成する検出器と、前記干渉データを解析するための、前記検出器に連結された電子プロセッサと、前記走査干渉計および電子プロセッサに連結された走査コントローラであって、動作中に、走査干渉計に第1表面および第2表面の位置を調節させる走査コントローラとを含む光プロファイリングシステムを特徴とする。ある実施形態では、走査干渉計の部分反射性の第1表面が第1基準面を定義し、反射性の第2表面が第2基準面を定義し、動作中に、電子プロセッサが、干渉データ、並びに第1基準面と第2基準面との間の関係に基づいて、試験対象物の幾何学的特性を計算する。本発明の実施形態は多くの利点を含む。例えば、これらは共通xyz座標系に対する、高データ密度の、試験部品の2つ以上の表面の絶対表面トポグラフィマップを提供することができる。このようなトポグラフィマップを使用して、精密工業部品の幾何学的寸法が指定の公差に適合することを検証することができる。本発明の他の態様、利点、および特徴を以下に述べる。本発明は、共通基準フレームに対する、試験部品上の潜在的に分離した表面上の点の絶対位置を測定する光学系および光学的方法を特徴とする。特に注目されるのは、反対向きの平面の平行面、直交する平面、分離した平面、円筒形表面、球形表面、並びにアセンブリの構成部品の表面である。以下では、まず、測定要件と、干渉計式プロファイラがこのような測定をどのように実行し、次いで、ゲージブロックまたはレーザを使用して校正を処理し、厚さおよび平行度の尺度を確定するかを説明する。次いで、サンプルシステムを説明し、それに続いて追加の実施形態を論じる。測定機械加工部品が、設計図に関する国内規格および国際規格に従ってGDT仕様に適合しているかを検証したいことがしばしばある。ASME文書Y14.5M-1994ASME規格は、米国でのGDT慣行を定義している。ASME標準に含まれる定義は、熟練した機械工が部品を製造し、検証し、組み上げる方法と密接に関係している。例えば反対向きの平面の平行面を有する部品の場合、当該の仕様には、平面度、厚さ、および平行度FTPFlatnessThicknessandParallelismが含まれる。以下、平面度、厚さ、および平行度をFTPという。例えば、平面度公差は通常、表面がその内側になければならない2つの平行な平面によって定義されるゾーンを特徴づける。データ点のすべてを包含する最小の離間距離を得るために、2つの平行な平面を反復的に合わせられる。平行度公差はしばしば、表面がその内側にある、基準面に対してどちらも平行な2つの平面によって定義されるゾーンを特徴づける。図1に、2つの反対向きの表面Σ2およびΣ1を有する例示的部品に関する平面度F:Flatnessおよび平行度PParallelismの概要を示す。基準面Qは、部品の下面、すなわち指定されたフィーチャ造作Σ1と接触する、理論的には完全な平面である。平行度は、部品の上面Σ2全体を含む、基準Qに平行な2つの平面の最小の離間距離である。明らかに、平行度公差は平面度公差以上である。GDTに適合する、いくつかの妥当な厚さの解釈が存在する。厚さ1=基準に対するプロファイル:1つの手法としては、図1の部品基準Qに対するプロファイルを許容することである。この基準-参照プロファイル公差は、表面Σ1から表面Σ2までの基本寸法を取り込む。部品を厚さに従って分類する目的のために、測定厚は、指定される表面Σ1に対する表面Σ2の平行度を検証するために使用される2つの平面の、基準Qからの平均距離とみなすことができる。厚さ2=局所実寸法:第2の可能性は、図2に示すような、フィーチャの任意の断面での個々の距離の値である局所実寸法、例えば局所寸法値T1,2...Nに厚さを関連付ける。局所実寸法は、基準に対する参照を使用しない。本発明者らは、最大局所実寸法と最小局所実寸法との平均を取り、これを測定厚と呼ぶことを提案する。この場合に限り、厚さ公差を平行度公差よりも小さくすることが可能となる。厚さ3=寸法:厚さの第3の解釈は、厚さを部品寸法に対する同義語とみなすことである。この場合も、部品寸法は、基準への参照を使用しない。むしろ、MMC最大材料条件およびLMC最小材料条件の定義により、部品寸法が制御される。MMCは、部品を完全に含む2つの平行な平面の、可能な最大の離間距離に相当する。したがってこれは、部品全体に適用される平面度に類似したものである。LMCは、反対向きの表面Σ1およびΣ2上の2つの点の、可能な最小の離間距離に対応する。LMCとMMCの平均が、厚さの第3の可能な定義である図3。表1に示すように、これらの潜在的GDT定義のすべてを光FTP測定システムに適応させるために、任意の一定オフセットを有し得る相対表面トポグラフィ測定と、このアンビギュイティを有さない絶対測定とを区別する。明らかに、厚さの定義3は、要件を決定する。部品寸法を計算するのに必要なデータのすべてを収集したとすれば、他のGDT特性のすべてに対して必要な情報のすべてを有する。FTPの任意の他の有意な定義を事実上満たすのに必要なデータのすべても有する。したがって、共通座標系に対する、試験部品の両側の高データ密度の絶対表面トポグラフィマップを提供する計測ツールを有することが有利である。同様に、他の応用例の場合には、共通座標系に対する、試験部品の分離した表面ΣAΣBの高データ密度の絶対表面トポグラフィマップを提供する計測ツールを有することが有利である。例えば図4に示すように、前記分離した表面は、段差の高さだけ互いに離間し得る。部品に関する注目中の測定値は、その分離した表面の平面度、平行度、および段差の高さFP-HFlatnessParallelismandstepHeightを含み得る。以下、平面度、平行度、および段差の高さをFP-HまたはFPHという。例えば表面のうちの1つ、例えば面ΣAを基準面を定義する平面に合わせて、この基準に対して、くぼんだ表面ΣB上の最高点と最低点の平均として段差の高さを定義することができる。以下にさらに説明するように、注目中の付加的な測定値には、異なる部品表面の直交性、またはより一般に、ある部品表面例えば、平面、曲面、または構造化面の、別の部品表面に対する幾何学的関係が含まれる。一般に、このような幾何学的特性は、第1表面上の複数の点と、第2表面上の複数の点の共通座標系中の測定位置によって測定することができる。光FTPシステム本発明の実施形態は、光学プロファイラを利用して、光学プロファイラ基準Hに対する、表面Σ上の任意の所与の点x,yについての限定された範囲η内の高さhHΣを測定する。例えば、このような高さの測定値は、走査高度測定干渉計、例えばザイゴコーポレーション社ZygoCorporation米国コネチカット州ミドルタウンMiddletown所在の製品NewView登録商標5000に特徴的なものである。この場合、ηはスキャン範囲100ミクロンである。NewView登録商標光学プロファイラ基準の位置および向きは、スキャンの開始点、並びにピーク縞コントラスト位置に影響を与えるすべての光構成部品の位置に関係する。2つの部品表面をプロファイルするためにこのような2つの光学プロファイラを使用し、そのプロファイリングに対してこの2つの対応する光学プロファイラ基準H1,H2を関係付けることにより、FTP、FPH、および他のこのような幾何学的部品特性に関する十分な情報が与えられる。図5に、独立した複数の光学プロファイラ、または2つの反対向きのビューイングポートを有する1つのプロファイラによって得られる2つの表面高さプロファイルに関係する全光FTP測定を示す。H1と符号を付けられた2つの平面はH1に平行である。事前の校正によって2つの光学プロファイラ基準面H1,H2の間の関係を知ることにより、双方の表面プロファイルを共通平面、例えばH1に関係付けることができる。上式中、は、x=0、y=0でのH1からH2までの距離であり、は、この2つの平面間のチップ角およびチルト角である。すべてのx,yに対して、およびが分かれば、表1のFTP測定の要求を満たすのに十分である。FTP測定のために両側から部品を観察することに対する代替方法は、定盤図6などの機械的基準シミュレータを使用して一方の側からのみ部品を観察することである図6。これは、定盤との接触が反復可能であり、かつ信頼できることを条件として、表1に略述した平面度、平行度、および厚さ1の要件を満たす。固定は直接的となり、対象物は、平面度に関して両側を測定するために上下反対にされることになる。さらに、単一光学プロファイラを使用して、部品に対して光学プロファイラを並進させ、分離した表面を順次観察することによってFPH測定を行うことができる。さらに、諸実施形態としては、2つ以上の表面をプロファイラで順次観察することができるように、光学プロファイラに対して部品の校正された再配置を提供する調節可能なマウントによって部品が支持される、単一光学プロファイラシステムがあり得る。さらに、諸実施形態には、光学プロファイラが異なる部品表面を同時に観察するための分割視野を提供する、単一光学プロファイラシステムがあり得る。一般に、光学プロファイラシステムは、i共通電子制御および共通コンピュータ制御を共用してもよいし、共用しなくてもよい複数の例えば2つ以上光学プロファイラと、iiそれぞれが効率的に独立な光学プロファイラとして作用する複数のビューイングポートまたは複合ビューイングポートを有する単一光学プロファイラと、iii部品または部品を支持するマウントに関して、プロファイラの異なる表面に順次調節可能に位置決めされる単一光学プロファイラとを含み得る。複数のビューイングポートを有する光プロファイリングシステムは、1つまたは複数の共通光学系、分割視野を有する共通カメラ、および/または別々のカメラを含み得る。単一光学プロファイラシステムは、光学プロファイラまたはその構成部品を移動することによって、あるいは部品を支持する部品または調節可能マウントを移動することによって作動させることができる。ゲージブロックを使用する校正光プロファイリングシステムは、2つの部品表面測定に対応する基準H1,H2の間の相対的な向きおよび距離を測定するために校正される。このような校正は、例えば変動する部品の厚さに適応するために部品をプロファイリング範囲η内に移動させることによって基準位置が調節される場合に必要となることがある。校正の1タイプでは、保証されたゲージブロックなどの標準アーチファクトが使用される。校正の目的は、2つの光学プロファイラ基準面H1,H2を関係付ける距離および配向角を確立することである。図7に示すように、校正のために機械的標準アーチファクトを使用するとき、最初の工程は、プロファイラを使用して下面および上面G1,G2を測定することである。次の工程は、平面G1’,G2’をプロファイラデータにrms二乗平均平方根フィットさせ、この情報を距離と、配向角に変形することである。あらかじめどのようにG1’をG2’に関連付けるかが分かるとすなわち、NIST追跡可能証明により、が計算される。これを実施した後、部品の測定は、式1に従って続行する。図7に示すように、並進ステージ例えばzステージを使用して、光学プロファイラのプロファイリング範囲η内に平面G1’,G2’を位置決めすることができる。機械的標準アーチファクトを使用する前述の校正は、測定システムの全体的な機械的および熱的安定性の特性を示している期間中は、依然として有効である。多くの工業部品の場合、厚さに関する計測公差は厳しく6σ<1μm、非常に頻繁に校正することが必要であることが分かる。代替方法は、図8に示すように、試験部品の隣にアーチファクトを配置して、1回の測定で、校正および部品の特徴付けを同時に行なうことである。言い換えれば、このプロファイリングシステムは、ゲージブロックを直接的に試験部品と比較する。好都合なデータ分析手順は、各々の側のゲージブロックと試験部品との間の段差の高さを測定し、を得ることである。平行度はこの角度から得られ、厚さは、値の差と、既知または仮定のアーチファクトの特性との和である。機械的標準アーチファクトによる校正は、同じタイプの部品を反復して測定するために、FTPおよび他の測定を実行する経済的な方法であり得る。この計器は、認定されたアーチファクトの厚さの周囲における、限定された厚さの範囲内で測定する。通例の機械的標準アーチファクトが各部品タイプに対して提供され、部品を基準面で完全に囲むことによって精度および繰返し精度を最大にするように設計される。波長スケールを使用する校正上記で指摘したように、変化する部品厚に対して光プロファイリングシステムを調節することは、基準H1,H2の一方または双方を調節して、対象物表面を測定値η内にもってくることを含む。この調節の後、校正により、基準H1,H2の新しい相対位置および相対向きが測定される。機械的標準アーチファクトを使用して、あらゆる厚さに対して再校正することに対する代替方法は、任意のzステージ変位を監視し、結果として生じるチップおよびチルトにおける任意の変化に対して補償することである。例えば、レーザベースの変位測定干渉計DMIを使用して、ステージ移動、並びに校正に関係する任意の他のパラメータを測定することができる。この波長スケールは、複数のアーチファクトを維持する必要性を排除し、より柔軟となる。DMI測定は、初期化されて、DMI測定とプロファイラとの間の関係が確立される。初期化は、薄く、完全に特徴付けられた、熱的に安定であることが好ましい初期化アーチファクトを、光学プロファイラの経路中に一時的に挿入することを含む。その名前が意味するように、初期化アーチファクトの機能の一部は、すべての厚さ測定に関する原点を確立することである。図9に、初期化aに関係する全校正シーケンスを示す。初期化aでは、光学プロファイラが、2つの表面Z1,Z2の間に既知の関係を有する薄いブロックとして図示される初期化アーチファクトを測定し得る位置に移動させる。初期ゼロ設定シーケンスの結果は、光学プロファイラ基準H10、H20に対する高さデータに対する、rms平面フィットZ1’、Z2’から得られる4つの角度と、2つの高さである。この情報に基づいて、かつあらかじめZ1’とZ2’の間の関係を知ることにより、2つの光学プロファイラ基準H10、H20の間の関係は、によって与えられる。同時に、DMIにより、DMI内部参照基準W0に対する、プロファイラ2に取り付けられたDMIミラーM0の初期相対位置および向きの測定から得られる角度および高さが与えられる。これにより初期化プロセスが完了する。今や光学プロファイラを任意の他の位置に並進させ、DMIによって、どれほど移動したかを正確に知ることができる図9、工程bを参照。以下の式によって、新しい位置に対して計器が校正される。上式で、αWM、βWM、DWMは、新しいステージ位置に対して測定されるDMIの角度および高さである。この計算の基礎をなす仮定は、DMI内部参照基準Wおよび光学プロファイラ基準H1との間の関係が常に同じであるということである。さらに、DMIミラーMと光学プロファイラ基準H2との間の関係も一定であると仮定する。機械的ドリフトおよび熱ドリフトは、時間の経過につれてこの仮定を損ない、それによって再初期化を余儀なくされることがある。これらの計算は、DMIと光学プロファイラについての座標系が同じであること、具体的には、距離測定Dのすべての基準となるx,y=0,0横方向の原点が同じであることを仮定している。したがって、アッベオフセット誤差を最小化することは、角度αWM、βWMがDWMの計算に影響を及ぼす可能性が最も小さくなるような、DMIビームの位置決めを伴うことになる。波長スケール初期化に関していくつかの実施形態が存在する。例えば、初期化アーチファクトを透過性にし、一面を部分反射性にすることができる。この場合、2つの表面Z1,Z2は、同じ表面の両側の面となり、角度および距離は、0に非常に近くなる。部分透過性のゼロ枠アーチファクトは、常に視野内に留まって、システム中に恒久的に固定され得ると考えられる。付加的な校正作業は、平面度度量衡を低下させる可能性のある波面システムエラーwavefrontsystemerrorを差し引くことを含み得る。例えば、非常に高品質の基準平面を計器内に挿入し、波面システムエラーを決定し、その波面システムエラーを格納して、後続の測定での誤差を補正するために使用することができる。例えばこの基準平面が初期化アーチファクトと同一である場合、前記システムエラーの測定は、初期化と同時に行うことができる。いくつかのタイプのレーザ干渉計は、波長スケール校正に必要なDMIに対する最小要件を満たす。例えば、通常は距離および向きに対して3つのDMIビームまたは軸が必要であるが、他のある機構では、角度を制御するために2つの軸、さらには1つの軸で十分である。他方では、DMIは数千の距離測定値を提供するレーザフィゾー干渉計でよい。この場合、DMIを光学プロファイラ内に直接的に一体化し、同じ結像システムを共用することができる。一実施形態では、3.5~5.0μmで動作するIR走査システム内に組み込まれた3.39μmJodonHeNeなどの、光学プロファイラと平行して動作するレーザベースの干渉計を使用することができる。IR中のHeNeレーザは、必然的に安定な波長で、かつモード安定であり、光学系のすべては、波長スケールおよび光学プロファイラによって共用される。この波長帯で動作するIRカメラは、低MTBFスターリングサイクル冷却器を必要とし得る。これに代わって、市販のマイクロボロメータの信頼性が高いので、IR走査システムで8~12μmの範囲の光源を使用することもできる。このような光源としては、10.6μmCO2レーザがある。これに代わって、複数波長のCO2レーザ干渉計を波長スケールとして使用してもよい。このような計器は、部品厚の予想される範囲全体例えば0~75mmを潜在的に含む、ずっと広い範囲ηにわたって絶対高さを測定することになる。別の適切な波長スケールは、ザイゴコーポレーション社ZygoCorporation米国コネチカット州ミドルタウンMiddletown所在の製品ZMI510などの、市販の0.63μmHeNeヘテロダインDMIである。複雑なフィーチャおよび構造化基準ある部品タイプは、2つの反対向きの表面よりも若干、より複雑なフィーチャを有する。例えば、図10に、3つの平行な表面、すなわち1つの上面と、2つのオフセットした下面を有する部品を示す。したがって、反対向きの表面に関係する厚さ測定に加えて、段差の高さの測定がある。段差の高さが光学プロファイラの測定範囲ηを超過すると、これにより問題が生じる。前述のように、これにより、2つのオフセット下面がそれぞれの座標系でプロファイルされ、座標系が互いに関係付けられて段差の高さが測定されるFPHタイプの測定に対する動機づけが与えられる。これに代わって、光学プロファイラに対して構造化光学プロファイラ基準を提供することができる。例えば、これは、干渉光学プロファイラにおいて、光学プロファイラの基準アーム内に構造化横方向プロファイルを有する対象物を位置決めすることによって実施され得る。例えば、前記プロファイラは、構造化基準ミラーを有し得る。図10に示すケースでは、構造化光学プロファイラ基準は、段差の高さの公称オフセットと等しい公称オフセットを有する2つの平行な平面を有する。構造化プロファイラ基準内の平行な平面間のオフセットは、前述と同様の手順によって校正されてもよいし、または光学プロファイラの安定な、既知の内部特性であってもよい。この種の光学プロファイラは、片側からの平面度、段差の高さ、および平行度の測定と、両側からの平面度、段差の高さ、厚さ、および平行度の測定が可能である。構造化プロファイラ基準の別の潜在的な使用法は、校正を単純化することである。図11に、構造化プロファイラ基準が既知のオフセットを有すると仮定して、小さいゲージブロックを使用して、より大きい試験部品を測定するためにシステムをどのように校正するかを示す。このタイプの校正は、本質的に、校正の負担を光学プロファイラ自体に移行する。これは、例えば、光学プロファイラが前述の付加的な校正工程を必要とすることなく、様々な校正済み構造化プロファイラ基準を提供するように構成される場合に有利であり得る。別の例は、構造化基準により、FTP測定の基礎となる概念が、非平面、例えば、球形または円筒形の対象物の形、直径、真円度、および/または直線性に対してどのように拡張されるかを示す。図12に、湾曲した光学プロファイラ基準からの測定がどのように円筒の直線性、直径、および真円度を与えるかを概念的に示す。この場合、表面全体にわたって測定を完了するように、回転盤が部品を回転させ、さらに場合によっては並進させることが好ましい。FPH光プロファイリングシステム図13は、段差の高さを直接測定することに関する概略図である。このシステムは、DMIを波長スケールとして利用する片面段差の高さ測定ツール例えばFPHツールである。IR走査光学プロファイラ以下でさらに詳細に論じるは、光学プロファイラ基準Hに対する、表面Σ上の任意の所与の点x,yについての高さhHΣを測定する。段差の高さが範囲ηを超過している場合、光学プロファイラの並進すなわちzステージの並進により、表面ΣA,ΣBの双方を捕捉するための拡張スキャンが提供される。それにより、光学プロファイラ基準の向きおよび位置は2つの位置Aと位置Bとの間で変化する。2つの対応する光学プロファイラ基準HA,HBの間の関係がわかっている場合、段差の高さを測定する手段を有する。したがって上記製品ZMIの役割は、HBをHAに関係付けることである。2つの位置Aおよび位置Bについての光学プロファイラ基準面HA,HBの間の関係が分かれば、双方の表面プロファイルを共通平面、例えばHAに関係付けることができる。上式で、はx=0、y=0でのHAからHBまでの距離であり、は、この2つの平面間のチップ角およびチルト角である。すべてのx,yに対しておよびが分かれば、FP-H測定のために必要なすべての情報が得られる。図10のシステムでは、試験部品は、直接的に、または機械的固定によってDMIミラーMに取り付けられ、それによって部品とミラーとの間の固定された関係が維持される。したがってこの実施形態では、DMIは部品に対する光学プロファイラの位置を直接的に監視する。ビームaおよびビームbについてのDMIデータは、以下の式により、距離Dおよび角度α,βに縮約される。上式で、waWM、wbWMは、図13に示す2つのビームa,bによって測定される距離を指し、Lは、これらのビームの横方向の離間距離である。2つのDMIビームだけしかないので、βすなわちチップ角は一定であると仮定し、追跡されないことに留意されたい。次いで、2つの光学的基準面位置Aおよび位置Bに関する相対的向きおよび離間距離は、下記の通りである。実際には、およびの双方を標準的手順として0に設定することは道理にかなっており、この場合、かつとなり、式8がさらに簡略化される。図14は、FTP測定およびFPH測定のどちらも行うことができる光プロファイリングシステムの概略図である。この実施形態では、DMIミラーは、システム内のIR走査プロファイラ2に取り付けられたいくつかのフォウルドミラーからの反射によって得られる仮想的構成であり、フォウルドミラーのいずれも、実際には部品または部品取付具に取り付けられていない。したがって、この実施形態でのDMI読取り値は、厚さ測定に必要な、2つの光学プロファイラの間の見掛け離間距離または実効離間距離だけに感応し、実際の部品位置は報告しない。図14のシステムは図13のシステムとは異なる幾何形状を有するが、それでもなお、代替拡張スキャン手順に従って段差の高さを測定することが可能である。この場合、システムは2つの連続するFTP測定を、その2つの間で移動するzステージで実行する。図14に示す、この場合の部品は、表面領域Σ1A,Σ1Bに名目上平行な背面Σ2、または代替背面として働くミラーを有する取付具を有する。段差の高さ測定は以下のように行われる。まず、FTP関数を使用して、背面Σ2へのrms平面フィットΣ2’に対する、表面領域Σ1Aの高さプロファイルを得る。次いで、Σ2’に対するΣ1Bについてこの手順を繰り返す。次に、段差の高さ解析のために必要となるため、2つの表面領域Σ1A,Σ1Bを、共通基準面Σ2’に関係付ける。傾斜した表面FTP光計測の概念は、名目上平行ではない表面を含む、表面間の他のタイプの関係測定に容易に変換される。図15に、2つの表面の平面度および直角度の測定を示す。このタイプの測定の場合、厚さは、問題とされるパラメータではない。しかし、校正手順は、上記で論じた手順と同様である。図16に、どちらも校正のために使用することのできる標準アーチファクトおよびDMI監視システムによる校正を示す。さらに、アーチファクトは部分透過性の要素であってよく、その場合、該要素は恒久的に視野内にあってよい。付加的な実施形態は、FTP測定と角度測定、例えば平面度、厚さ、平行度、および直交性FTPOFlatnessThicknessParallelismandOrthogonalityを組み合わせることができる。以下、平面度、厚さ、平行度、および直交性をFTPOという。例えば、図17に、矩形の断面を有する対象物の、1~4と符号をつけた4つの表面を同時に測定するための潜在的な幾何学的配置を示す。基本FTP計器は、AおよびBと符号をつけた2つの方向から対象物を照射する。この目的は、すべての表面の平面度と、表面3に対する1の厚さおよび平行度と、表面4に対する2の厚さおよび平行度と、すべての隣接する表面の直交性とを測定することである。図17では、2つのミラー直交性試験ミラーが平行平面であるように固定されており、かつ既知の離間距離を有している。したがって、この測定の幾何学的配置により、全90度反射が180度反転に変換される。この変換は、角度測定のすべてを単純な平行度チェックに変換する。したがって、表面1が表面4に直交する場合、計器では平行であるように見えることになる。このことは、対象物または直交性試験ミラー対が、図17に対して直交する軸の周りに回転する場合であっても当てはまる。図18に、図17のシステムを撮像するカメラから見た部品の外観を示す。記号、は、対象物の対向側面上の対応する表面点を示す。例えば、表面1と表面3の間の最小厚のLMC計算は、これらの各表面上の×で示した点からの距離を使用することになる。さらに、原点すなわち厚さゼロ位置は、2つの直交性試験ミラーの離間距離の大きさに等しい量Lだけ負方向にシフトされる。さらに、入射角45°の角度で複光路反射するために、任意の2つの表面間の厚さDは、幾何学的構造において√2だけ拡大される。隣接する表面の直交性を試験する別の配置を図19に示す。この配置は、初期化位置を参照するための、付加的な直交性アーチファクトを含む。図17のシステムと同様に、ミラーは、直交性測定を平行度測定に変換する。FTPOのすべてを試験する、さらに別の配置を図20に示す。この場合、矩形試験部品の4つの側面のプロファイリングに適応するために、2つの垂直ミラーがそれぞれ、2つの光学プロファイラのうちの一方からの視野を分割する。図20のFTPOシステムは、表面1および表面3までの距離がそれぞれ表面2および4までの距離と等しくないことに対処するために、構造化基準も備えるか、またはzステージ移動も利用する。光学プロファイラFTP、FTPO、およびFPHなどの関係測定の場合、光学プロファイラは、少なくとも限定された測定範囲ηにわたって、光学プロファイラ基準面に対する絶対表面高さを測定する。適切な光学プロファイラとしては、三角法を用い、かつ線形の光伝播を仮定して位置の幾何学的解釈を行なう三角測量システム、光パルスまたは振幅変調を利用して時間遅延を距離と関連付ける飛行時間システム、離散的波長解析と、それに続く部分縞解析または合成波長分析のシーケンスを使用する多重波長干渉計、位相シフト干渉計、並びに高さ走査干渉計heightscanninginterferometersがある。多くの応用例の場合、光学プロファイラは、高さ走査干渉計であることが好ましい。高さ走査干渉計には、走査白色光干渉計SWLI、走査MESA干渉計、走査斜入射干渉計、およびIR走査干渉計が含まれる。SWLIは、本願と同じ所有者の、米国特許第5,398,113号明細書および同第5,402,234号明細書に記載されており、内容を参照により本明細書に援用する。ザイゴコーポレーション社ZygoCorporation米国コネチカット州ミドルタウンMiddletown所在の製品NewView登録商標5000は、絶対高さ測定を行うことができる市販のSWLI計器である。SWLI計器をSWLI源の可視波長と比べて粗い表面を有する部品に対して使用するとき、スペックル現象により、通常の干渉縞パターンの有意性が低下する。しかし、白色光コヒーレンスピークは、依然として距離情報を提供し得る。例えば、T.ドレセルT.Dresel、G.ハイスラーG.Haeusler、およびH.ベンズケH.VenzkeThree-dimensionalsensingofroughsurfacesbycoheranceradarAppl.Opt.317、919~925ページ1992年を参照されたい。走査MESA干渉計は、本願と同じ所有者の、米国特許第5,598,265号明細書に記載されており、この内容を参照により本明細書に援用する。走査斜入射干渉計scanninggrazingincidenceinterferometersは、本願と同じ所有者の、GrazingIncidenceInterferometerandMethodと題された1999年6月3日出願の米国特許出願第09/325175号明細書に記載されており、この内容を参照により本明細書に援用する。IR走査干渉計は、白色光ではなく広帯域赤外線光を使用することを除き、SWLI計器に類似している。可視波長では粗く見え、スペックルを生成する表面は、より長波長、例えばIRでは全く異なる様相を呈する。したがって、IR走査干渉計は、粗面白色光干渉計に特徴的な厄介なスペックル現象をなくすように、十分長いIR波長を使用する。したがって画像および干渉縞において、スペックルと、付随する制限および困難のすべてがなくなる。縞を局在化する広帯域源、適切な走査機構、およびコンピュータ制御によって、高精度かつ迅速な測定速度で、技術的な表面プロファイル、並びに広い領域にわたる表面間および点の間の関係の、明白な測定が達成される。IR走査干渉法システムは、本願と同じ所有者の、2000年2月25日出願の米国特許出願第09/514215号明細書に記載されている。図21に示すように、IR走査干渉計は一般に、i対象物の技術表面が鏡面に見える、すなわち、垂直入射の反射光にスペックルがない範囲のIR波長を供給する広帯域源、ii少なくとも1つの対象物表面または表面点から反射する少なくとも1つの測定ビームを含む干渉光学系、iiiIRカメラで干渉データを収集しながら、干渉計の光路差を走査する手段例えばPZT作動基準ミラー、およびiv選択した技術表面をプロファイルし、かつ/または、縞アンビギュイティを有さずに、平行度、厚さ、および/または複数の表面の高さ離間距離を測定するように、干渉データを解釈するためのコンピュータ制御および処理機構を含む。図21に、マイケルソン型干渉計100に基づくが、視野内の対象物技術表面が鏡面に見えるように十分長い波長、例えば1~20μmでのIR内において完全に動作する本発明の実施形態を示す。IR源110は、限定されたコヒーレンス範囲、例えば数十μmを提供するのに十分なだけ広帯域である。ディフューザ112およびコリメーティングレンズ114は、IR源とビームスプリッタ120との間に配置される。ビームスプリッタは、広帯域放射の第1部分を基準レッグに沿って基準ミラー130に指向させ、第2部分を測定レッグに沿って測定対象物140に指向させる。結合光学部品180は、ビームスプリッタによって再結合された放射をIRカメラ160に指向させる。基準ミラー130に取り付けられた圧電変換器PZT170によって測定レッグと基準レッグとの間の光路差を変化させるとともに、コンピュータ150は、IRカメラ160から干渉データを収集する。PZTスキャンの効果は、例えば測定面195に関して測定面を水平にスキャンすることである。得られる干渉データは、広帯域源を有する干渉計に特徴的なゼロ光路差OPD位置の周りに縞データの局在化をもたらす。この縞の局在化により、イメージピクセルに対応する対象点を平面が交差する厳密な瞬間を測定する手段が与えられる。PZT運動は、正確に制御され、その結果、何時所与の対象点がゼロOPDにあるかという情報を、通常は干渉計に関連するアンビギュイティを有さない局所表面高さに直接変換することができる。補償器板175は、ビームスプリッタによって引き起こされた分散を補償する。局在化した縞を使用した表面高さを測定するための様々な技法のいずれも適用することができる。例えば、一手法は、ピーク縞コントラストのスキャン位置を測定することである。例えば、第1ピクセルに関する干渉データが、スキャン位置0μmにピーク縞コントラストを生成したと仮定する。第2ピクセルは、異なるスキャン位置、例えば10μmにピーク縞コントラストを有し得る。したがって、これらのイメージピクセルに対応する2つの対象点の間の絶対高度差は、10μmとなることになる。技術表面は、IR走査干渉計では滑らかであるように見えるので、従来技術の粗面白色干渉計では不可能な方式で、精度を向上するための干渉位相を補間することは意味のあることである。したがって、縞コントラストを使用して基本寸法を測定した後、縞アンビギュイティのない干渉位相によって、より高い精度を得ることができる。これに代わって、本願と同じ所有者の米国特許第5,398,113号明細書に開示されている周波数領域分析手順を使用して、完全に広帯域干渉位相によってデータを処理してもよい。IR走査干渉計の多くの他の実施形態が可能である。例えば、干渉計は、製造の研削段階の際に、レンズ、平坦でない表面、および光学的構成部品をプロファイルすることができるトワイマン-グリーンTwyman-Green干渉計であってよい。別の変形形態は、周期的コヒーレンスピークを提供するコームスペクトル源を有するフィゾーFizeau型干渉計である。別の変形形態では、ミラウMirau型干渉顕微鏡対物レンズが使用される。光源は、赤外線で動作する任意の広帯域源でよく、例えば、約1マイクロメートル~20マイクロメートル、またはより具体的には、例えば3~10マイクロメートルの範囲で動作する光源であり得る。広帯域IR源のコヒーレンス長は、例えば約10~50マイクロメートルの範囲にすることができる。適切な光源としては、裸のフィラメント、ハロゲン電球、化学的光源、マルチモードCO2レーザ、並びに、赤外線、赤外線LEDなどで動作するダイオードレーザなどの他のレーザがある。検出器は、IR放射を測定するのに適する任意の検出器でよく、例えば、InSbアレイなどのピクセレーテッドマイクロボロメータpixellatedmicrobolometerであり得る。透過性試験対象物用のFTPシステム部分透過性の試験部品210の幾何学的特性例えばFTPを測定するための光プロファイリングシステム200を図22に示す。試験部品210は、部分透過性であるので、その前面および背面それぞれ212および214の双方の表面プロファイル測定を部分透過性の基準ミラー220を含む走査干渉計を使用して行うことができる。基準ミラー220は、試験部品210の前面212近くの第1光基準面Hを定義する、部分反射性の第1表面222と、試験部品210の背面214近くの第2光基準面Hを定義する第2表面224とを備える。システム200の他の構成部品は、システムが任意の波長例えば、紫外UV、可視、近赤外NIR、および赤外IRで作動することができることを除き、図21と同様に作動する。光源230は、ディフューザ232およびコリメータ234を通過する広帯域放射を供給する。コリメートされた放射は、ビームスプリッタ240によって分割され、放射の基準部分が基準ミラー220に指向される基準レッグと、放射の測定部分が試験部品210に指向される測定レッグとが定義される。次いでビームスプリッタ240は、基準ミラー220および試験部品210によって反射された放射を再合成して、結像光学部品245によってカメラ250上に集束される干渉図形を生成する。カメラ250は干渉データを記録し、それを解析するためにコンピュータ260に送る。基準ミラー220は、コンピュータ260に接続された走査機構225圧電変換器または電動式ステージなど上に装着される。動作中、コンピュータ260は、走査機構に基準ミラーの位置を調節し、干渉データをスキャン位置の関数として記憶する。さらに、ビームスプリッタによって引き起こされる分散を補償するために、補償器板283が基準レッグ内に配置される。光基準ミラー220に関する初期開始位置に対して基準面H1,H2が指定される。走査機構225例えばPZTが走査範囲ηにわたって基準ミラー220の位置を調節するとき、基準ミラーの表面221,222に対応するゼロOPD光路長差平面が、基準面H1,H2の位置からスキャンされる。スキャン中にどちらかのゼロOPD平面が試験部品の表面フィーチャと交差するとき、広帯域放射による干渉が最適化されるすなわち、干渉データにおいてコヒーレンスピークを有する。実際には、試験対象物の表面間の離間距離が基準ミラーの表面間の離間距離と広帯域源のコヒーレンス長より大きく異なるとき、試験部品の前面および背面に対応する干渉データは、互いに区別することができる。したがって、このシステムは、異なる試験部品厚に対処するために、それぞれ走査機構に着脱可能な複数の部分反射性の基準ミラーを備え得る。このように、試験部品の前面211は、基準面H1に対してプロファイルされ、試験部品の背面212は、基準面H2に対してプロファイルされる。2つの基準面の間の関係は、基準ミラーの表面221,222の光学的離間距離によって定義される。基準ミラーを校正することにより、コンピュータ260は、基準面間の関係を記憶することができ、プロファイルした表面およびその関係に基づいて、透過性の試験対象物210に関するFTPおよび他の幾何学的特性を計算することができる。このような計算は他の実施形態について上記で説明した計算と同様であるが、周囲の空気または気体よりも光学的により密になる、透過性基準ミラーおよび試験対象物内の光路長を考慮する必要がある。基準ミラーの各表面は光学的基準面を定義するので、該光プロファイリングシステム200は、試験対象物のほぼ平行な表面を同じ側から監視する、2つの光学プロファイラを有するものと見なすことができる。したがって、光プロファイリングシステム200を、段差の高さを定義する試験部品の表面をプロファイルするための基準面を与える基準ミラーを用いて、表面非透過性試験対象物のFPH測定例えば段差の高さ測定にも使用できることは明らかである。基準ミラーの表面間の離間距離を校正し、光学的基準面H1,H2の間の関係を測定するために、試験対象物210を、所定の厚さを有する部分透過性の校正対象物と置き換えることができる。この校正は、ゲージブロックに関して先に説明した校正と同様に行われる。さらに、前述の実施形態と同様に、部分透過性の校正対象物は、校正に関するオンラインデータを供給するために、試験部品の測定中に視野内に留められ得る。これに代わって、基準ミラーを光プロファイリングシステム200内に組み込む前に、基準ミラーの厚さを事前校正することもできる。例えば、基準ミラーは、他の試験対象物を比較するマスタとしてもよい。マスタの厚さは、例えば慎重な物理厚測定によって測定し、次いでその屈折率を乗じて光学的厚さを得ることによって測定され得る。これに代わって、機能特性のみによってマスタを限定してもよく、当該量は、マスタ自体の精密な実際の厚さに関係のない、マスタに対する絶対FTP測定値である。ここでの測定値は、試験部品の公称厚さまたは段差の高さが走査範囲ηよりも大きいと仮定していることに留意されたい。これが当てはまらない場合、従来の走査干渉計すなわち、基準レッグで1つの反射面だけを有する走査干渉計は、単一基準面に対して前面および背面または段差の高さ表面を直接的に測定することもできる。一般に、表面221,222の表面プロファイルは、非常に平坦になるように選択され、それによって平面の基準表面が定義される。しかし、他の実施形態では、表面の片面または両面は、前述のように湾曲することも、構造を有することも可能である。さらに、付加的な実施形態では、基準ミラーは、表面221と同等な表面を定義するために部分反射性のビームスプリッタ、および表面222に同等な表面を定義するために独立した反射性要素と置き換えることができる。このような実施形態では、ビームスプリッタおよび独立した反射性要素の一方または双方を変換ステージ例えばzステージ上に配置して、その離間距離を調節することができ、それによって基準面H1,H2の位置を調節して試験部品に適応させることができる。基準面間の関係の校正および監視は、zステージ上のDMIミラーに対するDMI測定によって、前述と同様に実施することができる。さらに、他の実施形態では、図22に示すマイケルソンタイプの走査干渉計を、走査干渉計式測定に適した他の任意の干渉計装置例えばトワイマン-グリーン、ミラウなどと置き換えることができる。FTPおよびFPHシステムの付加的な例図23に、IR走査技術に基づくFTPシステム300の実施形態を示すが、同様の構成を、他の波長例えば、紫外、可視、近赤外などの広帯域放射と共に使用することもできる。ビームスプリッタ320は、視野FOVを分割して、共通光源310、共通カメラ350、および共通光学部品例えばカメラレンズ312、ビームスプリッタ315、ビームスプリッタ320、走査ステージ340上に装着された基準ミラー330、および基準ゲージブロック350を共用する、実質上2つの光学プロファイラを提供する。この計器は、共通光学部品を共用する、2つのトワイマン-グリーン干渉計と見なすことができる。変換ステージ例えばzステージ362,372上にそれぞれ装着されたフォウルドミラー360,370が存在する。ビームスプリッタ320は、2つの傾斜したビームスプリッティング面を含む。第1表面はフォウルドミラー360に向かって広帯域放射の第1部分を反射し、第2表面は、フォウルドミラー370に向かって広帯域放射の第2部分を反射し、どちらの表面も、残りの広帯域放射を共通基準ミラー330に透過する。フォウルドミラー360,370は、その広帯域放射のそれぞれの部分を、試験対象物380の反対向きの面と、中空の円筒形ゲージブロック390とに指向させる。ゲージブロック390は、試験対象物380を取り囲み、校正のために前面および背面を分割視野FOV内に提供する。動作中、変換ステージ362,372は測定レッグの光路長を調節し、試験部品表面に対して公称光学プロファイラ基準H1,H2を効果的に調節する。基準ミラーは範囲ηにわたってスキャンし、高度マップを生成する。図24に、走査FTPシステム400の別の実施形態を示す。FTPシステム400は、構造化基準対象物430を含み、構造化プロファイラ基準を提供する。このシステムは、より一般的な基準ミラーと置き換わる構造化基準対象物430によって連携する、2つの独立したトワイマン-グリーン干渉計410,460を備える。干渉計410は、広帯域源412、カメラ414、ビームスプリッタ416、およびフォウルドミラー418を有する。同様に、干渉計460は、広帯域源462、カメラ464、ビームスプリッタ466、およびフォウルドミラー468を有する。特に、この実施形態では、構造化基準対象物430は、初期化アーチファクト445および試験部品450に対して同時にマスタ基準面を提供するので、並進ステージすなわちzステージは不要である。言い換えれば、この構造化基準により、初期化アーチファクト445および試験部品450を同時にプロファイルすることが可能となる。この幾何形状に対する走査機能は、基準対象物、試験部品、または任意の他の適切な光構成部品を変位することによって実施することができる。注目中の各試験部品に対して、専用の取外し可能な構造化基準が付加的に存在する場合、この計器は、大規模な機械的運動をすることなく、部品寸法の範囲に適応する。完全に特徴付けられ、安定な構造化基準によって、頻繁な再校正も不要となる。図25は、IR走査プロファイラ技術と、その波長スケール用の2軸HeNeベースのヘテロダインDMI例えばザイゴコーポレーション社ZygoCorporationの製品ZMI510とに基づく両面光FTPシステム500の図である。図23の実施形態と同様に、表面プロファイリングのために他の波長例えば可視、UV、NIRなどの広帯域放射を供給する他の実施形態に、同様の配置を使用することができる。図25を参照すると、広帯域IR放射が実線として示されており、ページの平面内の、対応する表面プロファイリング光学部品に沿う方向に位置する。一方、HeNe放射は点線として示されており、ページの平面の上部および下部図示せずの、DMI構成部品に沿う方向に位置し、DMI計測学の2つの軸が与えられる。システム500での走査光プロファイリングシステムは、レンズ512によってコリメートされ、IRビームスプリッタ514に対して入射する広帯域IR放射を供給する光源510を含む。IRビームスプリッタ514は、IR放射の第1部分を第1zステージ520上のミラー521に反射し、IR放射の第2部分を第2zステージ530上のミラー531に反射し、残りのIR放射を基準ミラー540に透過させることによって視野を分割する。基準ミラー540は、容量性フィードバックを有するPZT駆動屈曲ステージ542によって調節され、200μm走査範囲ηが与えられる。スキャンは反復可能で、3秒未満で完了する。これは、いかなる光構成部品のドリフト速度と比べても短時間である。Zステージ520は、IR放射の第1部分をフォウルドミラー522に指向させ、フォウルドミラー522は、前記第1部分を試験部品550の第1表面に指向させて、第1ビューイングポートを定義する。同様に、Zステージ530は、IR放射の第2部分をフォウルドミラー532に指向させ、フォウルドミラー532は、前記第2部分を試験部品550の第2表面に指向させて、第2ビューイングポートを定義する。2つのzステージはそれぞれ、光学プロファイラ基準H1,2の公称位置を調節して、試験部品の第1表面および第2表面に適応するように並進することができる。IRビームスプリッタ514は、基準ミラーと、試験対象物の2つの表面とから反射された広帯域放射を再結合して、ビームスプリッタ516に指向させて、ビームスプリッタ516は、前記放射をIR撮像カメラ例えば10マイクロメートルマイクロボロメータに指向させる。初期化アーチファクト544として、片面に反射防止AR膜を有し、他方の面が~5の部分反射性のZnSeウィンドウが、フォウルドミラー522と試験部品550との間に、前記部分反射性の表面が試験部品に近くなるように配置される。計器を初期化するために、2つのビューイングポートのそれぞれについての走査範囲ηが部分反射性の表面と重なるように、zステージが移動する。試験部品550とフォウルドミラー532との間に配置されたウィンドウ546は、そのすべてがARコーティングされた表面を有する。DMIシステムの幾何形状は、図9の実施形態の幾何形状とは幾分異なる。具体的には、図25の基準ミラー540は、図9のDMIミラーMとほぼ同じ役割を果たす。図25を参照すると、垂直ビームダブラ562は、DMI源560例えばヘリウム-ネオンレーザからのビームを分割し、ページの平面の垂直方向上方と下方に変位したDMIの2つの軸を供給する。前述のように、図には、平面の上方に変位したビームのみを点線として示してある。2つの軸は、2つのビューイングポートの間の光路差OPD、並びに図の平面に平行な軸の周りの構成部品の回転を監視する。IRビームスプリッタ514PBSの上下に位置する偏光ビームスプリッタPBSからの戻りビームは、信号検出用のファイバ光学ピックアップFOP595に進む。以下の光構成部品の様々な剛体回転の議論から理解され得るように、光学系において制約のない自由度を監視するのに必要なのは、2つの測定値、すなわち軸のみである。zステージ520,530上のミラー対521,531は、それぞれ固定ルーフミラーを形成する。部品の近くの2つのフォウルドミラー522,532についても同様である。この2つの折れfoldは、非常に安定した直交関係例えば、相対角度のずれ<5μradを有するように機械的に拘束される。垂直軸の周りのルーフミラー構造の回転は、部品の実測FTPに対して影響を及ぼさない。OPDのDMI測定が2つの基準経路についての対称中心線と交差する例えば、Abbe誤差がないと仮定すると、垂直軸の周りの基準ミラーまたはビームスプリッタの回転は、試験部品の見掛け縦方向位置のみを変更する。配向角のうちの1つが常に同じ、例えば、であり、したがってこの角度を監視する必要がないと仮定することができる。しかし水平軸の周りの構成部品の回転は、部品の見掛けの平行度に直接的に結びつき、したがってこの回転は監視しなければならない。図の平面の上側と下側に対称的に投影される2つのDMIビームは、水平軸の周り回転と、システムの全OPDの双方を考慮する。挿入図579に示すように、DMI光学部品は、IRビームスプリッタ514の上下に配置される、2つの高安定平面鏡干渉計HSPMI580,582を含む。各DMI軸について、測定経路内を同じ方向に循環する2つの直交して偏光されたビームが存在する。HSPMI580は、PBS570、コーナキューブ反射器572、1/4波長板574、および1/2サイズ半波長板576を含む。HSPMI582は、ページの平面の下側に、同じ光学部品のセットを含む。HSPMIは、測定ビームのすべてが様々なフォウルドミラーから反射するときに線形に偏光するように、測定通常のフルサイズ4分の1波長板の代わりに2分の1サイズ半波長板を使用して、測定ビームの偏光を回転する。他の実施形態では、2分の1サイズ半波長板がフルサイズ4分の1波長板に置き換えられた、従来のHSPMIを使用することができる。図25の計器の他の実施形態は、例えば1構造化基準ミラーまたは2構造化ミラー、ウィンドウのいずれか、あるいは光構成部品の他の組合せを測定経路中に提供することによって、上述の構造化プロファイラ基準概念に対処することができる。図26は、図25のシステムについての測定手順のフローチャートである。最初の列は初期化手順を記述する。まず、ゼロ平面初期化面Z1,Z2すなわち、ゼロ平面アーチファクトの部分反射面からの内反射および外反射を光学プロファイラポートの双方の走査範囲η内に動かすようにzステージを移動する。次いで、プロファイラは、光学プロファイラ基準H10、H20に対する、初期化表面Z1,Z2の表面高さプロファイルを獲得するために、範囲ηにわたって精密なスキャンを行う。このデータに基づいて、システムに連結された電子プロセッサ図示せずは、表面プロファイルデータに対するアーチファクト平面Z1’、Z2’の最小2乗フィットを計算し、高度プロファイラデータZ1’、Z2’からおよびを抽出する。次に、初期化に対応するzステージ位置に関するDMI内部参照基準W0に対するDMIミラーM0についてのDMIデータを獲得する。このデータから、電子プロセッサは、W0に対する、M0の初期の向きおよび離間距離を抽出し、それを使用して2つの光学プロファイラ基準H10、H20の間の関係を、式4を用いて計算する。したがって、初期化では、電子プロセッサに以下の情報およびが提供される。図26の第2列は部品セットアップを記述する。まず、試験部品をマウントまたは支持取付具図示せずに配置し、次いでそれぞれの光学プロファイラの走査範囲η内で対象物表面を動かすようにZステージを移動する。所望であれば、次いで部品位置をシステムFOVに対して調節することができる。図26の第3列はDMI校正を記述する。試験部品のzステージ位置に従って、DMI内部参照基準Wに対する、DMIミラーMに関するDMIデータを収集する。次いで電子プロセッサは、DMIデータからαWM.βWM、およびDWMを抽出し、式5を使用して2つの光学プロファイラ基準H1,H2の間の関係を計算し、出力を生成する。図26の第4列は、試験部品に関するデータ獲得を記述する。光学プロファイラは、走査範囲ηにわたってスキャンし、光学プロファイラ基準H1,H2に対する、部品表面Σ1、Σ2の表面高さプロファイルを測定する。次いで電子プロセッサは、式1を使用して、表面高および校正データからを計算する。図26の最後の列は、獲得したデータに基づくFTP計算を記述する。例えば、電子プロセッサは、に対するチェビシェフフィットChebychevfitの結果から平面度を計算することができる。局所部品寸法は、に従って計算することができる。MMCは、全部品に対するチェビシェフフィットの結果から計算することができ、LMCは、の最小値によって与えられる。さらに、基準Qを表面Σ1に対するチェビシェフ平面度フィットから得られる最も外側の平面であると定義することによって、平行度は、基準Qに対する、表面Σ2上の高点から低点を引いた差として計算することができる。また、厚さ1は、Qに対する、Σ2上の高点と低点の平均として計算することができる。さらに、厚さ2は、の平均値最大-最小として計算することができ、厚さ3は、MMCとLMCの平均値として計算することができる。干渉絶対高測定本明細書に記載の光プロファイリングシステムは、試験対象物2つ以上の表面を光学的にプロファイルし、対象物の1つまたは複数の幾何学的特性を測定する。各表面はそれぞれ、固定基準表面または座標系に対してプロファイルされ、次いでそれぞれの座標系は互いに関係付けられる。その結果、表面プロファイリングにより、各表面上の複数の点に関する共通座標系での絶対位置が提供される。これは、表面上のある点の高さがその表面の別の点に対して測定され、それによって表面テクスチャが測定される相対的表面プロファイル測定とは対照的である。したがって、本明細書に記載の光プロファイリングの場合、測定により、表面の形状およびテクスチャが与えられることに加えて、基準面すなわち試験部品とは独立な基準面に対する、対象物部品の全体位置ピストン、チップ、およびチルトが与えられる。このような干渉法による絶対表面プロファイリング測定の正確さは、試験部品の表面材料および干渉計システムの光学部品の反射に関する位相変化PCORおよびPCOR分散すなわち、PCORの周波数依存変動を考慮することによって向上することができる。以下に示すように、走査干渉計式測定のPCOR分散を考慮しないと、一様なPCOR分散特性を有する試験部品であっても、基準表面から試験表面までの距離の、誤ったシフトが生み出される。さらに、試験表面が相異なる材料を含むために試験表面のPCOR特性が変動するとき、PCOR分散を考慮しないと、試験表面上の相異なる点の相対的高さに誤差が導入される可能性がある。PCORおよびPCOR分散の干渉法的寄与を、2ビーム走査マイケルソン干渉計600図27を参照しながら説明する。走査干渉計600は、前述の干渉計と同様に動作して、試験表面670の高さプロファイルを測定する。干渉計600は、広帯域源610、ビームスプリッタ620、走査基準ミラー630、カメラ640、および分散補償器650を含む。この干渉計は、干渉位相情報を使用して、対象物部品表面上の各点x,yでのz座標方向の高さhを測定するように構成される。仮想表面Hは、すべての高さおよび干渉位相の測定において参照される光学プロファイラ基準である。角波数k=2π/λの1次に対して、Hに対する干渉位相φは、上式で、k0は公称波数であり、ζは基準ミラースキャン位置であり、γpartは、部品の、反射に対する表面位相変化PCORであり、γsysは、干渉計システムに起因する、Hに対するシステム位相オフセットである。値γsysは、干渉計光学部品からのPCORの寄与と、例えばスキャンζの開始位置から生じる任意の一定オフセットとを含む。線形分散係数τpart,τsysは、それぞれ位相オフセットγpart,γsysに対応する。位相オフセットγpart,γsysは、公称波数k0で求められる。当業者であれば、空気に対する屈折率nは、波数に無関係であると仮定する。材料屈折率の波数依存性を考慮に入れることによって、空気より密な透過性媒体に本発明の教示を拡張できることは理解されよう。式9中の項すべては、潜在的にフィールド位置x,yの関数であるが、以下の説明では、変数n、ζ、k0が視野全体で一定であると仮定する。走査干渉計式測定では、光源は、基準レッグと測定レッグとの間の光路差OPDが広帯域放射のコヒーレンス長内にあるときにだけ干渉縞が生成されるように広帯域放射を供給する。したがって、走査干渉計式測定は、干渉効果の広帯域の性質、例えば縞コントラストの局在化、すなわち波数に伴う干渉位相の変化率の測定を使用するという点で、コヒーレンスプロファイリングモードと見なすことができる。図28に、基準ミラー位置ζをスキャンするときのコヒーレンスプロファイリング輝度信号の例を示す。式9によれば、広帯域源の様々な放射に関する重なった干渉縞により、によって与えられる正規化輝度Iが得られる。上式で、Vは、縞コントラスト包絡線である。包絡線Vは、カメラによって検出された光の、カメラ自体のスペクトル感度を含む分光分布のフーリエ変換に比例する。図28では、光源が、対称な、近似的にガウス形スペクトル放射を有すると仮定する。対称なコントラスト包絡線の場合、縞コントラスト包絡線のピーク値は、dφ/dk=0となるスキャン位置によって与えられる。これは、干渉位相が波数と独立した同一のものであり、干渉パターンのすべてが構造的に強め合う静止位相位置である。より一般的には、静止位相条件dφ/dk=0が、縞コントラスト包絡線Vの二乗の図心にほぼ対応することが分かる。静止位相位置と、最近位ゼロ位相点φ=0との間の位相ギャップGは、によって与えられる。これは、波数kと独立であるが、システムおよび部品パラメータに依存する一定位相オフセットである。位相φ0は、ζ=0スキャン位置に対する公称波数k0での位相であり、例えば式9より、を得る。式10および図28より、最大またはピークの縞コントラストは、スキャン位置ζ=hτsysτpart/2nで生じる。したがって、1つのデータ処理実施形態では、システムは、例えばあらゆるカメラピクセルについての電子変換またはデジタル変換によって、縞コントラスト包絡線Vをζの関数として測定する。次いで、システムは、包絡線Vが特定の値、例えばその最大値またはピーク値に達するスキャン位置ζmaxを測定する。対応する高さhは、このスキャン位置から分散オフセットを引いたものである。別の信号処理方法では、コヒーレンスプロファイリング輝度信号は、スキャン位置ζに関して周波数領域すなわち、周波数波数kに関する領域にフーリエ変換される。変換後データの位相は、式9の位相φkに直接的に対応する。この位相から、信号プロセッサは、位相導関数dφ/dkを計算し、に従って各カメラピクセルについての高さhを測定する。上式で、導関数dφ/dkは、ζ=0について計算される。式14は式9から直ちに得られる。式13および式14より、コヒーレンスプロファイリングデータに基づく表面高さ測定は、例えば校正によって、干渉計システムおよび試験部品についてのPCOR分散例えば、それぞれτsysおよびτpartを考慮することによってより正確に計算することができることが分かる。コヒーレンスプロファイリングに加えて、表面プロファイル測定は、干渉位相φkが1つまたは複数の波数kに対して直接的に測定される干渉位相プロファイリングデータに基づいてもよい。例えば、このような測定のために位相シフト干渉法PSIを使用することができる。式9より、直接干渉位相測定を使用するとともに、PCORγpart,γsysおよび公称波数k0以外の波数に対するPCOR分散γpart,γsysを考慮して、高さhを測定する場合、高さ測定の正確さが向上する。一般に、コヒーレンスプロファイリング測定に関する特定のノイズ源に対する感度は、位相プロファイリング測定に関するものとは異なる。したがって、特定の技法が特定の応用例に対して好ましかったり、またはそれらを互いに補うように使用したりすることがある。しかし、多くの位相プロファイリング測定の1つの不都合は、測定位相φkが2πの縞アンビギュイティを含むことである。比較的滑らかな表面の場合、表面全体の相対縞アンビギュイティは、標準的な縞アンラッピング手順fringeunwrappingproceduresを使用して、複数のカメラピクセルのデータから補間することができる。しかし、より一般的には、このような縞アンビギュイティを除去するために、コヒーレンスプロファイリングデータなどの独立した測定を有することが好ましい。したがって、絶対表面プロファイル測定を得るために、コヒーレンスプロファイリング高測定を単独で使用することができ、または位相プロファイリング測定から絶対縞アンビギュイティを除去するために使用することができる。これは、ある場合にはコヒーレンス測定よりも正確であることがある。1つのこのような実施形態では、コヒーレンスプロファイリング測定から測定される高さhを使用して、位相φ0=φk0に対するプロファイリングデータに基づき、に従って絶対位相プロファイリング高測定h’を計算する。上式で、Int[]は、その引数に最も近い整数を返す。式15は、部品表面上のあらゆる点x,yに対して独立に適用することができる。さらに、式15から明らかな通り、PCORγpart,γsysを考慮することにより、絶対位相プロファイリング測定の正確さが向上する。さらに、式15は、hのコヒーレンスプロファイリング測定を通じて、PCOR分散値τpart,τsysに暗に依存する。図29に、周波数変換後のコヒーレンスプロファイリングデータφkにより、位相プロファイリング測定から縞アンビギュイティがどのように除去されるかを図示する。位相の変化率を示す直線dφ/dkは、φ0についてのいくつかの位相データ点を取ることによって求められる。この直線に対する位相軸交点Gが式11に従って既知であることを条件として、この直線により、縞次数アンビギュイティが除去される。この評価は、基準スキャン位置ζ=0に対するものであるが、位相データおよび位相導関数データを測定するための生データは、図28に示すようなスキャンを必要する。このグラフでは、ギャップGが位相軸交点、すなわちゼロ波数での位相であることに留意されたい。絶対高測定を計算するための上記の式を利用するために、PCORおよびPCOR分散に関する値をシステムおよび部品に関して測定する。γsys,τsysを確立する手順は、システム特性である。システム特性は、光学プロファイラ基準Hの位置および形状も暗に確立する。システム特性は、既知の光特性γart,τart、および表面形態hartを有する特性アーチファクトを含む。このアーチファクトは視野内に一時的に挿入され、x,y依存位相プロファイルφ0の測定により、システム位相オフセットγsysを測定するのに必要な情報が与えられる。上式で、すべての値がx,yフィールド依存性を潜在的に有することを理解されたい。位相プロファイルφ0はアンラップされていなければならず、このことは、2πの縞ジャンプは、アーチファクトが連続的表面であるという仮定の下で除去しなければならないことを意味することに留意されたい。式16によって定義される手順は、所定の表面プロファイルマップhartの基準面に対して、光学プロファイラ基準Hを効果的に位置付ける。したがって、例えば、アーチファクト完全に平坦であることが既知である場合、すべてのx,yに対してhart=0と設定することができ、光学プロファイラ基準Hは、特性アーチファクトの表面と一致する平面として定義される。任意のチップ/チルト、または未補償の表面プロファイル情報はこの場合、システム位相オフセットγsys内に取り込まれることになる。γsysが分かると、τsysの値は、と測定され得る。上式で、Gexは、実験的に観測した位相ギャップである図29を参照。ここでやはり、nおよびk0を除く値すべてが、色収差および球面収差などの光ひずみに関係するx,yフィールド依存性を有すると考えられる。部品のチップおよびチルトに対する依存性もあり得、それらがかなりの量である場合には、x,yフィールド依存性の場合とほぼ同様に、その依存性を記録し、残りの計算で使用しなければならないことになる。特性アーチファクト自体の位置および向きの部分的に関数である、システムパラメータγsys,τsysのチップ、チルト、およびピストン全てを保持する必要はない。したがって、共通チップ、チルト、およびピストン項の間の関係を保持するように、γsys,τsysの双方に対して全く同様に行う限り、フィールド依存γsys,τsysデータから共通チップ、チルト、およびピストン項を減じることが可能である。このことは、まず、γsysからチップ/チルトを除去し、次いで式17を使用してτsysを再計算することによって実施される。システムパラメータのチップ、チルト、およびピストンの調節は、光学プロファイラ基準Hのチップ、チルト、およびピストンを調節することと同等である。あるいは、システムパラメータγsys,τsysのチップ、チルト、およびピストン全てを保持し、かつ初期化アーチファクトが特性アーチファクトと同じである場合、チップ、チルト、およびピストンパラメータが既にγsys,τsys内に取り込まれていると理解して、1つまたは複数の初期幾何パラメータ、例えばを0に設定することも可能である。特性アーチファクトに対していくつかの選択肢がある。最も単純なものは、被覆していないガラス部品または他の純粋誘電体である。この場合、確実に、すべてのx,yに対して、γart=0、かつチップおよびチルトを除きτart=0である。次いで、アーチファクトが、確立したいと望む光学プロファイラ基準と全く同じ形状を有すると仮定すると、単純にγsys=φ0平坦な誘電体アーチファクトおよびτsys=Gex誘電体アーチファクトを有する。前者の式は、誘電体アーチファクト自体の位置および表面形状と同じであるべき光基準Hの位置および形状を定義することに留意されたい。アーチファクトが十分透過性である場合、アーチファクトは、システムの恒久的部品として測定経路中にとどまることができる。システムを特徴付けるために、基準ミラーが、透過アーチファクトの部分表面反射が干渉を生成する位置までスキャンする。試験部品を測定するために、透過アーチファクトからの干渉効果がほぼゼロコントラストを有する位置まで基準ミラーがスキャンされる。この場合、特性表面に関する反射時の位相変化と、透過時の位相変化との間の差に対処するように注意しなければならない。部品PCOR値γpartは、境界面からの反射を支配する、確立された物理的原理例えばフレネルの式と、部品材料の複素屈折率nikに関する表にされた値から計算することができる。部品PCOR分散値τpartは、実験的に観測された位相ギャップGexと、γpartおよびτsysについての既知の値とを使用して、システム特性と同様に測定することができる。ほとんどの純粋材料の場合、高さオフセットτpart/2nはγpart/2nk0と同程度の大きさであり、同じ符号を有すると考えられる。τpartを測定するための代替方法は、nikの表形式の値を波長の関数として使用して、計算PCOR値の分散を計算することである。電子プロセッサ上述の実施形態のいずれに対しても、1つまたは複数のコントローラまたはコンピュータを使用して、様々な構成部品走査ミラーおよびzステージを制御し、データ例えば、IRカメラおよびDMI検出器からのデータを獲得し、かつ/または獲得したデータに基づいて計算例えば、FTP、FTPO、およびFPHを行うことができる。前述の分析工程は、標準的なプログラミング技法を使用してコンピュータプログラム中で実施され得る。このようなプログラムは、電子プロセッサ、データ記憶システムメモリおよび/または記憶素子を含む、少なくとも1つの入力装置、並びにディスプレイまたはプリンタなどの少なくとも1つの出力装置をそれぞれ備える各プログラム可能なコンピュータ上で動作するように設計される。プログラムコードは、入力データ例えばカメラからのイメージに適用され、本明細書で説明した機能が実行され、出力情報例えば試験対象物の幾何学的特性が生成され、この出力情報が1つまたは複数の出力装置に印加される。このような各コンピュータプログラムは、高レベル手続き型プログラミング言語、オブジェクト指向プログラミング言語、アセンブリ言語、または機械語で実施され得る。さらに、言語は、コンパイル型言語またはインタプリタ型言語とすることができる。このような各コンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体例えば、CD-ROMまたは磁気ディスケット上に格納することができる。該コンピュータ可読記憶媒体はコンピュータによって読み取られると、コンピュータ内のプロセッサに本明細書で説明した分析を実行させる。他の実施形態他の実施形態も本発明の範囲内にある。例えば、ゲージブロックまたは変位測定干渉計を使用することによって光学プロファイラの座標系を構成するのではなく、またはそれに加えて、他の実施形態は、光学プロファイラおよび試験部品によって定義される座標系を監視するために、容量性センサ、LVDT、および/または光エンコーダを備え得る。他の態様、利点、および修正形態も、頭記の特許請求の範囲内にある。"