"第1のピッチを有する第1の格子と、前記第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子と、測定物が配置されるステージと、前記測定物表面に形成される前記第1の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第1の位相の分布を算出し、前記測定物表面に形成される前記第2の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第2の位相の分布を算出する位相算出部と、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する位相接続部と、前記位相接続された第1の位相の分布に基づいて、前記測定物表面の高さの分布を算出する高さ算出部と、を備える、形状計測装置。前記第1の位相が0であり、かつ位相次数が0であるときの前記第2の位相が0に近づくよう、前記第2の位相を補正し、補正された第2の位相を算出する補正部を更に備える、請求項1に記載の形状計測装置。前記補正部が、前記位相差から複数の補正値のそれぞれを引いて、複数の補正された位相差を算出する、請求項2に記載の形状計測装置。前記補正部が、前記複数の補正された位相差のそれぞれの範囲が-π以上π以下になるよう、前記複数の補正された位相差の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加える、請求項3に記載の形状計測装置。前記補正部が、-π以上π以下の範囲に折り返された前記複数の補正された位相差のそれぞれの位相0からの偏差を算出し、前記複数の補正値のうち、最も小さい偏差を与えた補正値を抽出する、請求項4に記載の形状計測装置。前記補正部が、前記第2の位相から、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値で割った前記抽出された補正値を引いて、補正された第2の位相を算出する、請求項5に記載の形状計測装置。前記補正部が、前記補正された第2の位相の範囲が-π以上π以下になるよう、前記補正された第2の位相の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加える、請求項6に記載の形状計測装置。前記位相接続部が、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記補正された第2の位相と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項2、6又は7に記載の形状計測装置。前記位相接続部が、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相から前記抽出された補正値を引いた値と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項5に記載の形状計測装置。第1のピッチを有する第1の格子を透過した光、及び前記第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子を透過した光で、測定物を照射することと、前記測定物表面に形成される前記第1の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第1の位相の分布を算出し、前記測定物表面に形成される前記第2の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第2の位相の分布を算出することと、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相の分布と、前記第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続することと、前記位相接続された第1の位相の分布に基づいて、前記測定物表面の高さの分布を算出することと、を含む、形状計測方法。前記第1の位相が0であり、かつ位相次数が0であるときの前記第2の位相が0に近づくよう、前記第2の位相を補正し、補正された第2の位相を算出することを更に含む、請求項10に記載の形状計測方法。前記位相差から複数の補正値のそれぞれを引いて、複数の補正された位相差を算出することを含む、請求項10又は11に記載の形状計測方法。前記複数の補正された位相差のそれぞれの範囲が-π以上π以下になるよう、前記複数の補正された位相差の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加えることを更に含む、請求項12に記載の形状計測方法。-π以上π以下の範囲に折り返された前記複数の補正された位相差のそれぞれの位相0からの偏差を算出し、前記複数の補正値のうち、最も小さい偏差を与えた補正値を抽出することを更に含む、請求項13に記載の形状計測方法。前記第2の位相から、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値で割った前記抽出された補正値を引いて、補正された第2の位相を算出することを更に含む、請求項14に記載の形状計測方法。前記補正された第2の位相の範囲が-π以上π以下になるよう、前記補正された第2の位相の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加えることを更に含む、請求項15に記載の形状計測方法。前記位相接続することにおいて、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記補正された第2の位相と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項11、15又は16に記載の形状計測方法。前記位相接続することにおいて、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相から前記抽出された補正値を引いた値と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項14に記載の形状計測方法。測定物表面に形成された第1のピッチを有する第1の格子の変形像、及び前記測定物表面に形成された前記第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子の変形像を取得するイメージセンサと、前記第1の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第1の位相の分布を算出し、前記第2の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第2の位相の分布を算出する位相算出部と、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相の分布と、前記第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する位相接続部と、前記位相接続された第1の位相の分布に基づいて、前記測定物表面の高さの分布を算出する高さ算出部と、を備える形状計測システム。前記第1の位相が0であり、かつ位相次数が0であるときの前記第2の位相が0に近づくよう、前記第2の位相を補正し、補正された第2の位相を算出する補正部を更に備える、請求項19に記載の形状計測システム。前記補正部が、前記位相差から複数の補正値のそれぞれを引いて、複数の補正された位相差を算出する、請求項20に記載の形状計測システム。前記補正部が、前記複数の補正された位相差のそれぞれの範囲が-π以上π以下になるよう、前記複数の補正された位相差の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加える、請求項21に記載の形状計測システム。前記補正部が、-π以上π以下の範囲に折り返された前記複数の補正された位相差のそれぞれの位相0からの偏差を算出し、前記複数の補正値のうち、最も小さい偏差を与えた補正値を抽出する、請求項22に記載の形状計測システム。前記補正部が、前記第2の位相から、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値で割った前記抽出された補正値を引いて、補正された第2の位相を算出する、請求項23に記載の形状計測システム。前記補正部が、前記補正された第2の位相の範囲が-π以上π以下になるよう、前記補正された第2の位相の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加える、請求項24に記載の形状計測システム。前記位相接続部が、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記補正された第2の位相と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項20、24又は25に記載の形状計測システム。前記位相接続部が、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相から前記抽出された補正値を引いた値と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項23に記載の形状計測システム。測定物表面に形成された第1のピッチを有する第1の格子の変形像、及び前記測定物表面に形成された前記第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子の変形像を取得することと、前記第1の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第1の位相の分布を算出し、前記第2の格子の変形像に基づき前記測定物表面の第2の位相の分布を算出することと、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相の分布と、前記第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続することと、前記位相接続された第1の位相の分布に基づいて、前記測定物表面の高さの分布を算出することと、を含む形状計測方法。前記第1の位相が0であり、かつ位相次数が0であるときの前記第2の位相が0に近づくよう、前記第2の位相を補正し、補正された第2の位相を算出することを更に含む、請求項28に記載の形状計測方法。前記位相差から複数の補正値のそれぞれを引いて、複数の補正された位相差を算出することを含む、請求項28又は29に記載の形状計測方法。前記複数の補正された位相差のそれぞれの範囲が-π以上π以下になるよう、前記複数の補正された位相差の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加えることを更に含む、請求項30に記載の形状計測方法。-π以上π以下の範囲に折り返された前記複数の補正された位相差のそれぞれの位相0からの偏差を算出し、前記複数の補正値のうち、最も小さい偏差を与えた補正値を抽出することを更に含む、請求項31に記載の形状計測方法。前記第2の位相から、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値で割った前記抽出された補正値を引いて、補正された第2の位相を算出することを更に含む、請求項32に記載の形状計測方法。前記補正された第2の位相の範囲が-π以上π以下になるよう、前記補正された第2の位相の-πより小さい部分には2πの整数倍を加え、πより大きい部分には-2πの整数倍を加えることを更に含む、請求項33に記載の形状計測方法。前記位相接続することにおいて、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記補正された第2の位相と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項29、33又は34に記載の形状計測方法。前記位相接続することにおいて、前記第2のピッチを前記第1のピッチで割った値を乗じた前記第2の位相から前記抽出された補正値を引いた値と、前記第1の位相と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、前記第1の位相の分布を位相接続する、請求項32に記載の形状計測方法。しかし、より高い精度で、広い高さ範囲を計測する技術が求められている。そこで本発明は、広い高さ範囲を高精度に計測可能な形状計測装置、形状計測システム、及び形状計測方法を提供することを目的の一つとする。本発明の態様によれば、a第1のピッチを有する第1の格子と、b第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子と、c測定物が配置されるステージと、d測定物表面に形成される第1の格子の変形像に基づき測定物表面の第1の位相の分布を算出し、測定物表面に形成される第2の格子の変形像に基づき測定物表面の第2の位相の分布を算出する位相算出部と、e第2のピッチを第1のピッチで割った値を乗じた第2の位相の分布と、第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、第1の位相の分布を位相接続する位相接続部と、f位相接続された第1の位相の分布に基づいて、測定物表面の高さの分布を算出する高さ算出部と、を備える、形状計測装置が提供される。本発明の他の態様によれば、a第1のピッチを有する第1の格子、及び第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子を光で照射することと、b第1の格子を透過した光、及び第2の格子を透過した光で、測定物を照射することと、c測定物表面に形成される第1の格子の変形像に基づき測定物表面の第1の位相の分布を算出し、測定物表面に形成される第2の格子の変形像に基づき測定物表面の第2の位相の分布を算出することと、d第2のピッチを第1のピッチで割った値を乗じた第2の位相の分布と、第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、第1の位相の分布を位相接続することと、e位相接続された第1の位相の分布に基づいて、測定物表面の高さの分布を算出することと、を含む、形状計測方法が提供される。本発明のさらに他の態様によれば、a測定物表面に形成された第1のピッチを有する第1の格子の変形像、及び測定物表面に形成された第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子の変形像を取得するイメージセンサと、b第1の格子の変形像に基づき測定物表面の第1の位相の分布を算出し、第2の格子の変形像に基づき測定物表面の第2の位相の分布を算出する位相算出部と、c第2のピッチを第1のピッチで割った値を乗じた第2の位相の分布と、第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、第1の位相の分布を位相接続する位相接続部と、d位相接続された第1の位相の分布に基づいて、測定物表面の高さの分布を算出する高さ算出部と、を備える形状計測システムが提供される。本発明のさらに他の態様によれば、a測定物表面に形成された第1のピッチを有する第1の格子の変形像、及び測定物表面に形成された第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子の変形像を取得することと、b第1の格子の変形像に基づき測定物表面の第1の位相の分布を算出し、第2の格子の変形像に基づき測定物表面の第2の位相の分布を算出することと、c第2のピッチを第1のピッチで割った値を乗じた第2の位相の分布と、第1の位相の分布と、の位相差に基づいて算出される位相次数を用いて、第1の位相の分布を位相接続することと、d位相接続された第1の位相の分布に基づいて、測定物表面の高さの分布を算出することと、を含む形状計測方法が提供される。本発明によれば、広い高さ範囲を高精度に計測可能な形状計測装置、形状計測システム、及び形状計測方法を提供可能である。以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。第1の実施の形態本発明の第1の実施の形態に係る形状計測装置は、図1に示すように、光を発する光源1と、光源1が発した光で照射され、第1のピッチを有する第1の格子3と、第1のピッチより大きい第2のピッチを有する不図示の第2の格子であって、第1の格子3と交換可能に投影光学系5に配置される第2の格子と、第1の格子3を透過した光及び第2の格子を透過した光のそれぞれで照射される測定物4が配置されるステージ14と、測定物4表面に形成された第1の格子の変形像、及び測定物4表面に形成された第2の格子の変形像を取得するイメージセンサ6と、を備える。イメージセンサ6には、図2に示す中央演算処理装置CPU300が接続されている。CPU300は、第1の格子の変形像に基づき測定物4表面の第1の位相の分布を算出し、第2の格子の変形像に基づき測定物4表面の第2の位相の分布を算出する位相算出部302と、第2のピッチを第1のピッチで割った値を乗じた第2の位相の分布と、第1の位相の分布と、の差に基づいて算出される位相次数を用いて、第1の位相の分布を位相接続する位相接続部303と、位相接続された第1の位相の分布に基づいて、測定物4表面の高さの分布を算出する高さ算出部304と、を含む。図1に示す光源1には、蛍光放電管、低圧水銀灯、キセノンランプ、半導体レーザ、及び発光ダイオードLED等が使用可能である。光源1から発せられた光の進行方向には、照明レンズ21が配置されている。照明レンズ21は、光源1の任意の1点から放射された光を平行光にする。第1の格子3と、第2の格子と、のいずれかが、例えば駆動装置によって、照明レンズ21の光軸に対して略垂直に、投影光学系5中に順次配置される。なお光軸に対して略垂直とは、例えば光軸に対して90°から110°である。第1の格子3及び第2の格子は、照明レンズ21を透過して平面波となった光によって照明される。図3に示すように、第1の格子3は、光を通す複数の透光部121a、121b、121c及び光を遮る複数の遮光部122a、122b、122cが第1のピッチPD1で周期的に設けられた第1の2次元格子パターンを有する。また、図4に示すように、第2の格子は、複数の透光部123a、123b、123c及び複数の遮光部124a、124b、124cが第2のピッチPD2で周期的に設けられた第2の2次元格子パターンを有する。第2のピッチPD2は第1のピッチPD1よりも大きく、好ましくは第1のピッチPD1の2倍以上、さらに好ましくは4倍以上である。第1の格子3又は第2の格子を透過した光の進行方向には、図1に示す集光レンズ22が配置されている。集光レンズ22は、第1の格子3又は第2の格子を透過した光を集光する。集光レンズ22の後焦点面には、開口絞り23が配置されている。開口絞り23の位置は、光源1の位置と共役である。開口絞り23を透過した光の進行方向には、投影レンズ24が配置されている。例えば以上説明した照明レンズ21、集光レンズ22、開口絞り23、及び投影レンズ24が、投影光学系5を構成する。集光レンズ22、開口絞り23、及び投影レンズ24は、両側テレセントリックレンズを構成しており、光源1から発せられた光によって照明された第1の格子3又は第2の格子の像を測定物4の表面に結像する。集光レンズ22、開口絞り23、及び投影レンズ24が構成する両側テレセントリックレンズの横倍率をMとすると、第1の格子の投影像のピッチPE1は、第1の格子のピッチPD1のM倍であり、第2の格子の投影像のピッチPE2は、第2の格子のピッチPD2のM倍である。ステージ14は、投影レンズ24を透過した光の進行方向に配置されており、例えば第1の格子3又は第2の格子が配置される物体面に対して像面上に配置される。また、ステージ14は、投影レンズ24の光軸に対して斜めに配置されている。例えば、照明レンズ21、集光レンズ22、開口絞り23、及び投影レンズ24はケーラー照明を用いた投影光学系を構成するため、ステージ14上の測定物4の表面は光でムラ無く照射される。投影レンズ24を透過した光は、ステージ14上の測定物4の表面に入射角θAで入射し、測定物4の表面で反射されて、出射角-θAで出射する。集光レンズ22、開口絞り23、及び投影レンズ24が両側テレセントリックレンズを構成しているため、入射角θA及び出射角-θAは、測定物4の表面の位置によらず、ほぼ一定となる。第1格子3が投影光学系5に配置された場合、測定物4の表面には、第1の格子3の像が投影される。投影された第1の格子3の像は、測定物4の表面の凹凸形状に応じて変形する。また、第2の格子が投影光学系5に配置された場合、測定物4の表面には、第2の格子の像が投影される。投影された第2の格子の像は、測定物4の表面の凹凸形状に応じて変形する。ステージ14上の測定物4で反射された光の進行方向には、集光レンズ25が配置されている。投影レンズ24の光軸と、集光レンズ25の光軸と、は同一平面上に存在し、ステージ14上で交差する。投影レンズ24の光軸と、集光レンズ25の光軸と、は面対称である。集光レンズ25は、測定物4表面で反射された光を集光する。集光レンズ25の後焦点面には、開口絞り26が配置されている。開口絞り26を透過した光の進行方向には、撮像レンズ27が配置されている。撮像レンズ27は、開口絞り26を透過した光を平行光にする。集光レンズ25、開口絞り26、及び撮像レンズ27は、両側テレセントリックレンズを構成している。イメージセンサ6は、集光レンズ25、開口絞り26、及び撮像レンズ27が構成する両側テレセントリックレンズの結像点に配置されている。イメージセンサ6は、測定物4の表面に形成された第1の格子の変形像と、第2の格子の変形像と、を撮像し、光電変換する。イメージセンサ6には電荷結合素子CCDカメラ等が使用可能である。図2に示すように、イメージセンサ6に接続されているCPU300は、記録部301をさらに含む。図1に示す第1の格子3が、初期位置である第1の位置に配置されている場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第1の格子の変形像を、第1の格子による第1の光強度分布I11x,yとして記録する。また、モータやピエゾ素子等の駆動装置が、図1に示す第1の格子3の位置を、第1の位置から第2の位置までピッチPD1の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4表面の第1の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第1の格子の変形像を、第1の格子による第2の光強度分布I12x,yとして記録する。さらに、駆動装置が、図1に示す第1の格子3の位置を、第2の位置から第3の位置までピッチPD1の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4表面の第1の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第1の格子の変形像を、第1の格子による第3の光強度分布I13x,yとして記録する。またさらに、駆動装置が、図1に示す第1の格子3の位置を、第3の位置から第4の位置までピッチPD1の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4表面の第1の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第1の格子の変形像を、第1の格子による第4の光強度分布I14x,yとして記録する。第1の格子による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yのそれぞれは、x方向及びy方向に配置された複数の画素から構成される。複数の画素のそれぞれは、光強度のデータを有する。第1の格子による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yは、下記1~4式で与えられる。I11x,y=A1×cos2πx/PE1φ1x,yB11I12x,y=A1×cos2πx/PE1φ1x,yπ/2B12I13x,y=A1×cos2πx/PE1φ1x,yπB13I14x,y=A1×cos2πx/PE1φ1x,y3×π/2B14ここで、A1、B1は各画素における定数であり、A1は振幅を、B1はバイアス項を示す。PE1は、第1の格子の変形像のピッチである。A1の値は図1に示す集光レンズ22、投影レンズ24、及び集光レンズ25等のレンズ特性、並びに光源1が発する光の光強度、測定物4の表面の反射率、及びイメージセンサ6の感度によって定まる。B1の値は、レンズ特性、測定物4の表面の反射率、光源1が発する光の光強度、及びイメージセンサ6の感度の他に、迷光等の要因によって定まる。φ1x,yは第1の格子を測定物4表面に投影した場合の測定物4表面の位相の分布を示す。次に、第2の格子が、駆動装置によって、図1に示す投影光学系5中の初期位置である第1の位置に配置され、図2に示す記録部301が、イメージセンサ6で撮像された第2の格子の変形像を、第2の格子による第1の光強度分布I21x,yとして記録する。なお、第2の格子の投影光学系5中の初期位置は、好ましくは、後述する第2の格子による初期位相が0になる位置である。また、駆動装置が、第2の格子の位置を、第1の位置から第2の位置までピッチPD2の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4表面の第2の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第2の格子の変形像を、第2の格子による第2の光強度分布I22x,yとして記録する。さらに、駆動装置が、第2の格子の位置を、第2の位置から第3の位置までピッチPD2の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4の表面の第2の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第2の格子の変形像を、第2の格子による第3の光強度分布I23x,yとして記録する。またさらに、駆動装置が、第2の格子の位置を、第3の位置から第4の位置までピッチPD2の四分の一の距離をピッチ方向に移動させて、測定物4の表面の第2の格子の変形像を移動させた場合、図2に示す記録部301は、イメージセンサ6で撮像された第2の格子の変形像を、第2の格子による第4の光強度分布I24x,yとして記録する。第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yのそれぞれも、x方向及びy方向に配置された複数の画素から構成される。第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yは、下記5~8式で与えられる。I21x,y=A2×cos2πx/PE2φ2x,yB25I22x,y=A2×cos2πx/PE2φ2x,yπ/2B26I23x,y=A2×cos2πx/PE2φ2x,yπB27I24x,y=A2×cos2πx/PE2φ2x,y3×π/2B28ここで、A2、B2は各画素における定数であり、A2は振幅を、B2はバイアス項を示す。PE2は、第2の格子の変形像のピッチである。φ2x,yは第2の格子を投影した場合の図1に示す測定物4表面の位相の分布を示す。図2に示す位相算出部302は、下記9式に従って、第1の格子による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yから、第1の格子による第1の位相の分布φ1x,yを算出する。φ1x,y=arctan{I14-I12/I11-I13}9ここで、第1の格子を透過した光を照射された測定物4表面の任意の座標において、入射角θAで測定物4表面に入射した光による位相φ1は、図5に示すように、測定物4の高さに対して不連続であり、-πからπで折り返される。第1の位相φ1の1周期に相当する測定物4の高さ範囲Δh1は、下記10式で与えられる。Δh1=PE1/2tanθA10また、図2に示す位相算出部302は、下記11式に従って、第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yから、第2の格子による第2の位相の分布φ2x,yを算出する。φ2x,y=arctan{I24-I22/I21-I23}11ここで、第2の格子を透過した光を照射された測定物4表面の任意の座標において、入射角θAで測定物4表面に入射した光による位相φ2は、図5に示すように、測定物4の高さに対して不連続であり、-πからπで折り返される。第2の位相φ2の1周期に相当する測定物4の高さ範囲Δh2は、下記12式で与えられる。Δh2=PE2/2tanθB12第2のピッチPD2は第1のピッチPD1より大きいため、第2の位相φ2で生じる位相とびの回数は、第1の位相φ1で生じる位相とびの回数よりも少ない。例えば、第2のピッチPD2が第1のピッチPD1の4倍である場合、第2の位相φ2の1周期に相当する測定物4の高さ範囲Δh2は、第1の位相φ1の1周期に相当する測定物4の高さ範囲Δh1の4倍となる。図2に示す位相接続部303は、第2の位相の分布φ2x,yに、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じる。例えば、第2のピッチPD2が第1のピッチPD1の4倍である場合、位相接続部303は、図6に示すように、第2の位相φ2に4を乗じる。これにより、第2の位相φ2は、-4πから4πの範囲で連続となる。第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた第2の位相φ2は、折り返しをなくした第1の位相φ1に近似する。しかし、第1のピッチPD1より大きい第2のピッチPD2を有する第2の格子の変形像に基づく図1に示す測定物4の高さの計測精度は、第1の格子の変形像に基づく測定物4の高さの計測精度より低い。そこで、本実施の形態では、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた第2の位相φ2を、第1の位相φ1の2π毎の位相とびの位相次数の算出に利用する。具体的には、図2に示す位相接続部303は、測定物4の表面の座標毎に、下記13式及び図7に示すように、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた第2の位相φ2と、第1の位相φ1と、の位相差φDを算出する。φD=q×φ2-φ113第1の格子の変形像と、第2の格子の変形像と、を計測する際、信号強度の不足等に伴う計測誤差がない場合は、位相差φDは、nを整数として、2nπで表される離散的な値となり、整数nが第1の位相φ1の2π毎の位相とびの位相次数となる。しかし、実際の計測においては、信号強度の不足等に伴う計測誤差が生じるため、位相差φDは2nπを中心とする分布を有する。したがって、下記14式を満たす整数nを、第1の位相φ1の2π毎の位相とびの位相次数として求める。-π<φD-2nπ<π14上記14式の各辺を2πで除して変形すると、下記15式が得られる。|φD/2π-n|<1/215したがって、φD/2πを四捨五入した値で、第1の位相φ1の2π毎の位相とびの位相次数nを求めることができる。なお、上述したように、第1の格子の変形像と、第2の格子の変形像と、を計測する際には誤差が生じるため、計測される第1の位相φ1と、第2の位相φ2と、は誤差を含んでいる。第1の位相の真の値をφT1、第1の位相の計測値φ1に含まれる誤差をφE1、第2の位相の真の値をφT2、第2の位相の計測値φ2に含まれる誤差をφE2とすると、φD/2πは下記16式で与えられる。φD/2π=q×φ2-φ1/2π={q×φT2φE2―φT1φE1}/2π=qφT2―φT1/2πqφE2―φE1/2π16上記16式の右辺の値を四捨五入した値が、正しい位相次数nとなる条件は、下記17式で与えられる。|qφE2―φE1/2π|<1/217図2に示す位相接続部303は、下記18式に示すように、測定物4表面の総ての座標にわたって、位相次数nを用いて第1の位相φ1を位相接続する。φ1C=φ12nπ18位相接続された第1の位相φ1Cは、図8に示すように広い高さ範囲に対して連続であるものの、高さ計測分解能に関しては位相接続される前の第1の位相φ1と同じ精度を有し、誤差はφE1のままである。図2に示すCPU300に含まれる高さ算出部304は、位相接続された第1の位相の分布φ1Cx,yの単位系を変換し、図1に示す測定物4の高さの分布Hx,yを算出する。この場合、上記10式で与えられる高さ範囲Δh1が位相の範囲2πと等価であるので、図2に示す高さ算出部304は、位相接続された第1の位相の分布φ1Cx,yを下記19式に代入し、測定物4の高さの分布Hx,yを算出する。Hx,y=φ1Cx,y/2π×Δh1...1919式で得られる高さHに含まれる誤差はφE1/2π×Δh1であり、第1の格子のみを用いた場合の誤差と同じであるが、上述したように第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値をqとして、高さ計測範囲はq倍になり、qΔh1となる。CPU300は、図1に示す第1の格子3及び第2の格子の配置を設定する駆動装置に指示信号を送り、第1の格子3及び第2の格子の配置を設定する図2に示す制御部305をさらに備える。CPU300には、入力装置340、出力装置341、プログラム記憶装置330、及びデータ記憶装置331が接続されている。入力装置340としては、例えばキーボード、マウスやボイスデバイス等が使用可能である。出力装置341としては、プリンタ、液晶ディスプレイLCDやCRTディスプレイ等が使用可能である。プログラム記憶装置330は、CPU300を制御するオペレーティングシステム等を保存する。データ記憶装置331は、CPU300による演算結果を逐次格納する。データ記憶装置331及びプログラム記憶装置330としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープなどのプログラムを記録する記録媒体等が使用可能である。次に第1の実施の形態に係る形状計測方法を、図9及び図10のフローチャートを参照して説明する。なお、図2に示すCPU300による演算結果は、データ記憶装置331に逐次格納される。aステップS100で、図1に示す測定物4をステージ14上に配置する。次に測定物4の観察が好適に行われる場所までステージ14を移動させる。ステップS101で、図2に示す制御部305は、駆動装置に指示信号を送り、第1の格子3を初期位置に配置させる。さらに制御部305は、自然数をとる変数mに1を割り当てる。bステップS102で図1に示す光源1から光を発する。これにより、測定物4の表面に第1の格子の変形像が形成される。ステップS103で、図2に示す記録部301は、撮像された第1の格子の変形像を第1の格子による第mの光強度分布I1mx,yとして記録する。記録部301は、第1の格子による第mの光強度分布I1mx,yをデータ記憶装置331に保存する。ステップS104で制御部305は、変数mが4以上であるか否かを判断する。変数mが4未満である場合はステップS105に進み、変数mが4以上である場合はステップS201に進む。cステップS105で制御部305は、駆動装置に指示信号を送り、第1の格子3をピッチPD1の四分の一の距離を移動させる。ステップS106で図2に示す制御部305は、変数mに1を加算し、ステップS102に戻る。ステップS102乃至ステップS106のループを繰り返すことにより、第1の格子3による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yがデータ記憶装置331に保存される。dステップS201で、図2に示す制御部305は、駆動装置に指示信号を送り、第1の格子3を投影光学系5から取り除き、第2の格子を投影光学系5中の初期位置に配置させる。さらに図2に示す制御部305は、自然数をとる変数kに1を割り当てる。ステップS202で図1に示す光源1から光を発する。これにより、測定物4の表面に第2の格子の変形像が形成される。eステップS203で、図2に示す記録部301は、撮像された第2の格子の変形像を第2の格子による第kの光強度分布I2kx,yとして記録する。記録部301は、第2の格子による第kの光強度分布I2kx,yをデータ記憶装置331に保存する。ステップS204で制御部305は、変数kが4以上であるか否かを判断する。変数kが4未満である場合はステップS205に進み、変数kが4以上である場合は図10のステップS301に進む。f図9のステップS205で制御部305は、駆動装置に指示信号を送り、第2の格子をピッチPD2の四分の一の距離を移動させる。ステップS206で図2に示す制御部305は、変数kに1を加算し、ステップS202に戻る。ステップS202乃至ステップS206のループを繰り返すことにより、第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yがデータ記憶装置331に保存される。g図10のステップS301で、図2に示す位相算出部302は、データ記憶装置331から第1の格子3による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yを読み出す。次に位相算出部302は、上記9式に従って、第1の格子3による第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yから第1の格子3による第1の位相の分布φ1x,yを算出する。位相算出部302は、算出した第1の位相の分布φ1x,yをデータ記憶装置331に保存する。hステップS302で位相算出部302は、データ記憶装置331から第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yを読み出す。次に位相算出部302は、上記11式に従って、第2の格子による第1乃至第4の光強度分布I21x,y~I24x,yから第2の格子による第2の位相の分布φ2x,yを算出する。位相算出部302は、算出した第2の位相の分布φ2x,yをデータ記憶装置331に保存する。iステップS303で位相接続部303は、データ記憶装置331から、第1の位相の分布φ1x,yと、第2の位相の分布φ2x,yと、を読み出す。次に、位相接続部303は、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを算出する。さらに、位相接続部303は、上記13式に従って、位相差の分布φDx,yを算出する。ステップS304で位相接続部303は、図1に示す測定物4の表面の座標毎に、上記14式を満たす整数nを、第1の位相φ1の2π毎の位相とびの位相次数nとして求める。jステップS305で図2に示す位相接続部303は、上記18式に示すように、測定物4表面の総ての座標にわたって、位相次数nを用いて第1の位相φ1を位相接続する。位相接続部303は、位相接続された第1の位相φ1をデータ記憶装置331に保存する。kステップS306で高さ算出部304は、データ記憶装置331から位相接続された第1の位相φ1Cを読み出す。次に高さ算出部304は、上記19式を用いて、位相接続された第1の位相φ1Cの単位系を変換し、図1に示す測定物4の高さの分布Hx,yを算出する。その後、出力装置341は高さの分布Hx,yを出力し、第1の実施の形態に係る形状計測方法を終了する。以上示した第1の実施の形態に係る形状計測装置及び形状計測方法によれば、第1のピッチを有する第1の格子3、及び第1のピッチより大きい第2のピッチを有する第2の格子を用いることにより、第1の位相φ1の計測精度で、第2の位相φ2で計測可能な高さ範囲と同じ高さ範囲を計測することが可能となる。第2の実施の形態上述したように、第1の格子の変形像と、第2の格子の変形像と、を計測する際、信号強度の不足等に伴う計測誤差がない場合は、上記13式で与えられる位相差φDx,yは、2nπで表される離散的な値をとる。しかし、実際の計測においては、信号強度の不足等に伴う計測誤差が生じるため、図1に示す測定物4の表面の総ての座標又は測定点における位相差φDx,yは、第1の格子による第1の位相φ1が0であり、かつ位相次数が0であるときの、第2の格子による第2の位相φ2を初期位相とすると、φ2の初期位相が0の場合、図11に示すように、2nπを中心とする分布を示す。また、上述したように、第1の格子3を用いて第1の位相φ1が求められた後、駆動装置を用いて第2の格子を投影光学系5中に配置させて、第2の位相φ2が求められる。ここで、第2の格子を移動させる駆動装置の位置決め精度が悪い場合、第2の位相φ2の初期位相が0でなくなり得る。駆動装置の位置決め精度の不足による第2の位相φ2の初期位相の0からのずれは、第2の位相の分布φ2x,yに含まれる総ての計測画素に反映される。例えば、第2の位相φ2の初期位相がπ/2ずれた場合、位相差φDx,yは、図12に示すように、図11で示されたプロットをπ/2右側に移動させた分布を示す。つまり、一定の値をとらずに計測画素毎にばらつく、信号強度の不足等に伴う計測誤差に、計測画素毎に一定の値をとる、初期位相のずれによる誤差が重畳される。したがって、初期位相のずれが大きいと、上記14及び15式を満たす位相次数nを求める際に、誤った位相次数nの値が算出され得る。ここで、図13に示す第2の実施の形態に係る形状計測装置のCPU300は、第2の位相φ2の初期位相が0でない場合、初期位相が0に近づくよう、第2の位相φ2を補正する補正部306をさらに備える。上述したように、第2の位相φ2の0でない初期位相の値は、計測画素毎に一定であるため、補正部306は、初期位相が0に近づくよう、例えば図1に示す測定物4の表面の総ての座標における第2の位相φ2から初期位相の値を引いて、補正された第2の位相φC2を算出する。第2の実施の形態においては、図13に示す位相接続部303は、測定物4の表面の座標毎に、下記20式に示すように、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた補正された第2の位相φC2と、第1の位相φ1と、の位相差φDを算出する。φD=q×φC2-φ120これにより、上記14式を満たす位相次数nの算出の際に生じ得る誤差を抑制することが可能となる。算出された位相次数nを用いて第1の位相φ1を位相接続し、位相接続された第1の位相の分布φ1Cx,yの単位系を変換して、図1に示す測定物4の高さの分布Hx,yを算出する方法は、第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。第3の実施の形態第3の実施の形態において、図13に示す補正部306は、例えば、aを正の整数0,1,2,3として、-π以上π以下の範囲で、複数の補正値Caを用意する。さらに、補正部306は、下記21式に示すように、図1に示す測定物4の表面の総ての座標における上記13式で与えられる位相差φDx,yから複数の補正値Caのそれぞれを引いて、複数の補正された位相差の分布φCDax,yを算出する。φCDax,y=φDx,y-Ca=q×φ2x,y-φ1x,y-Ca21例えば、図12に示すように、第2の位相φ2の初期位相がπ/2ずれている場合、最も小さい補正値Caである-πで補正された位相差φCDax,yの頻度分布は、図14に示すように、図12に示したプロットを正方向にπ移動したものに該当する。また、図13に示す補正部306は、補正によってπより大きくなった位相差φCDax,yにはbを整数として-2πbを加え、補正によって-πより小さくなった位相差φCDax,yには2πbを加えることにより、補正された位相差φCDax,yの範囲を-π以上π以下にする。これにより、例えば補正値Caが-πの場合の図14に示す位相差φCDax,yの範囲が、図15に示すように、-π以上π以下に折り返される。図16、図17、図18、及び図19は、それぞれ補正値Caが-π/2、0、π/2、πの場合の、範囲が-π以上π以下に折り返された補正された位相差φCDax,yの頻度分布の例を示す。次に、図13に示す補正部306は、下記22式に示すように、範囲が-π以上π以下に折り返された補正された位相差φCDax,yの位相0からの偏差の自乗和Va2を算出する。図20は、第2の位相φ2の初期位相がπ/2の場合の補正値Caと、偏差の自乗和Va2と、の関係の例を示すグラフである。さらに補正部306は、図21に示すように、複数の補正値Caから、最も小さい偏差の自乗和Va2を与える補正値Casを抽出する。図21に示す例では、最も小さい偏差の自乗和Va2を与える補正値Casは、π/2である。またさらに補正部306は、測定物4の表面の座標毎に、下記23式に示すように、第2の位相φ2から、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qで割った補正値Casを引いて、補正された第2の位相φC2を算出する。φC2x,y=φ2x,y-Cas/q23第3の実施の形態においては、位相接続部303は、測定物4の表面の座標毎に、下記24式及び図22に示すように、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた補正された第2の位相φC2と、第1の位相φ1と、の位相差φDを算出する。φDx,y=q×φC2x,y-φ1x,y24あるいは図13に示す位相接続部303は、測定物4の表面の座標毎に、下記25式に示すように、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた第2の位相φ2と、抽出された補正値Casと、の差をとり、さらに当該差と、第1の位相φ1と、の位相差φDを算出してもよい。φDx,y=q×φ2x,y―Cas―φ1x,y25これにより、第2の位相φ2の初期位相が計測毎に変動する場合においても、上記14式を満たす位相次数nの算出の際に生じ得る誤差を抑制することが可能となる。これにより、図23に示すように、初期位相の変動による誤差を抑制して、位相接続された第1の位相φ1Cを算出することが可能となる。位相接続された第1の位相の分布φ1Cx,yの単位系を変換して、図1に示す測定物4の高さの分布Hx,yを算出する方法は、第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、上述した例においては、抽出される補正値Casを算出する際に、測定物4の表面の総ての座標における位相差φDx,yから複数の補正値Caのそれぞれを引いて、上記21式に示す複数の補正された位相差の分布φCDax,yを算出すると説明した。しかし、抽出される補正値Casを算出する際に、必ずしも測定物4の表面の総ての座標における位相差φDx,yを用いる必要はない。抽出される補正値Casを算出する際に、測定物4の表面の任意の範囲内の座標における位相差φDx,yを用いてもよいし、測定物4の表面の離散的な座標における位相差φDx,yを用いてもよい。あるいは、信頼性が高い信号強度が強い、つまり格子の変形像の振幅が大きい座標における位相差φDx,yを選択的に用いて、抽出される補正値Casの精度を向上させてもよい。第4の実施の形態第4の実施の形態において、図13に示す補正部306は、πより大きい上記23式で与えられる補正された第2の位相φC2にはbを整数として-2πbを加え、図24に示すように-πより小さい補正された第2の位相φC2には2πbを加えることにより、補正された第2の位相φC2の範囲を、図25に示すように、-π以上π以下にする。第4の実施の形態においては、図13に示す位相接続部303は、-π以上π以下にされた補正された第2の位相φCC2を用いて、図1に示す測定物4の表面の座標毎に、下記24式及び図26に示すように、第2のピッチPD2を第1のピッチPD1で割った値qを乗じた補正された第2の位相φCC2と、第1の位相φ1と、の位相差φDを算出する。φD=q×φCC2-φ124算出された位相差φDに基づいて算出された位相次数nを用いて図27に示すように第1の位相φ1を位相接続し、位相接続された第1の位相の分布φ1Cx,yの単位系を変換して、図1に示す測定物4の高さの分布Hx,yを算出する方法は、第1の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。第3の実施の形態で示した方法では、図28に示すように、計測高さ範囲がオフセットされうる。これに対し、第4の実施の形態で示す方法によれば、初期位相のずれによる計測高さ範囲のオフセットを除去することが可能となる。その他の実施の形態上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、実施の形態では、第1乃至第4の光強度分布I11x,y~I14x,yを用いて位相の分布φ1x,yを算出する例を示したが、理論上、3回以上位相シフトさせて得られた光強度分布を用いれば、位相の算出は可能である。また、実施の形態では、格子パターン投影法により、変形格子像から位相を求め、高さを算出する例を示したが、本発明はモアレ法にも適応可能である。例えば、図1に示した光学系と同様の光学系を用い、図2に示したCPU300内部に参照格子像を表す関数を記録し、撮像された変形格子像と、参照格子像と、の積をとることにより、モアレ縞を生成することが可能となる。モアレ縞位相から高さを算出する方法は、実施の形態で説明した変形格子像から算出された位相から高さを算出する方法と同様である。この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。"