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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025026020
(43)【公開日】2025-02-21
(54)【発明の名称】物体形状計測装置
(51)【国際特許分類】
G01B 11/24 20060101AFI20250214BHJP
【ＦＩ】
G01B11/24 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023131340
(22)【出願日】2023-08-10
(71)【出願人】
【識別番号】596120359
【氏名又は名称】ミツテック株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504160781
【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学
(74)【代理人】
【識別番号】100159499
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 義典
(74)【代理人】
【識別番号】100120329
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 一規
(74)【代理人】
【識別番号】100159581
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 勝誠
(74)【代理人】
【識別番号】100106264
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 耕治
(72)【発明者】
【氏名】飯山 宏一
(72)【発明者】
【氏名】銭尾 和之
(72)【発明者】
【氏名】田口 雄太
(72)【発明者】
【氏名】青井 昭博
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA04
2F065AA06
2F065AA53
2F065BB05
2F065DD03
2F065DD06
2F065FF52
2F065FF66
2F065GG04
2F065GG12
2F065HH04
2F065JJ01
2F065LL15
2F065MM16
2F065MM26
2F065PP22
2F065QQ23
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高精度かつ短時間での計測が可能な物体形状計測装置を提供する。
【解決手段】周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、信号光の進行方向を変えて信号光を対象物に照射する鏡と、信号光の対象物からの反射光および参照光の干渉信号を生成する生成部と、干渉信号の周波数から対象物の形状を特定する測定部とを備え、鏡が、対象物の表面を信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、周波数の掃引が、鏡を一定速度で回転させつつ、周波数を上昇させる上昇区間と、周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、上昇区間および下降区間が、低速領域と、低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、測定部が、干渉信号として、高速領域における干渉信号を用いる。
【選択図】図１
【解決手段】周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、信号光の進行方向を変えて信号光を対象物に照射する鏡と、信号光の対象物からの反射光および参照光の干渉信号を生成する生成部と、干渉信号の周波数から対象物の形状を特定する測定部とを備え、鏡が、対象物の表面を信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、周波数の掃引が、鏡を一定速度で回転させつつ、周波数を上昇させる上昇区間と、周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、上昇区間および下降区間が、低速領域と、低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、測定部が、干渉信号として、高速領域における干渉信号を用いる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を用いて対象物の形状を測定する物体形状計測装置であって、
周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、
上記レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、
上記信号光の進行方向を変えて上記信号光を対象物に照射する鏡と、
上記信号光の上記対象物からの反射光および上記参照光の干渉信号を生成する生成部と、
上記干渉信号の周波数から上記対象物の形状を特定する測定部と
を備え、
上記鏡が、上記対象物の表面を上記信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、
上記周波数の掃引が、上記鏡を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間と、上記周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、
上記上昇区間および上記下降区間が、低速領域と、上記低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、
上記測定部が、上記干渉信号として、上記高速領域における上記干渉信号を用いる物体形状計測装置。
周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、
上記レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、
上記信号光の進行方向を変えて上記信号光を対象物に照射する鏡と、
上記信号光の上記対象物からの反射光および上記参照光の干渉信号を生成する生成部と、
上記干渉信号の周波数から上記対象物の形状を特定する測定部と
を備え、
上記鏡が、上記対象物の表面を上記信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、
上記周波数の掃引が、上記鏡を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間と、上記周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、
上記上昇区間および上記下降区間が、低速領域と、上記低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、
上記測定部が、上記干渉信号として、上記高速領域における上記干渉信号を用いる物体形状計測装置。
【請求項2】
上記鏡が、ガルバノミラーである請求項１に記載の物体形状計測装置。
【請求項3】
上記鏡が、ポリゴンミラーである請求項１に記載の物体形状計測装置。
【請求項4】
上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数が、それぞれ１区間である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物体形状計測装置。
【請求項5】
上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数が、それぞれ２区間である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物体形状計測装置。
【請求項6】
上記高速領域における上記対象物の表面の上記信号光のスキャン距離が、２０μｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物体形状計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、物体形状計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
距離を測定する装置として、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式によって対象物までの距離を測定する装置が公知である（特開２０１７－１８１１１５号公報参照）。
【0003】
この距離測定装置では、周波数を掃引可能なレーザ光を対象物に照射し、その反射光を、同じく上記レーザ光から分配した参照光と干渉させる。上記レーザ光は周波数が掃引されているため、反射光と参照光との光路差に応じて異なる周波数の光が干渉することになるため、干渉光を観察すれば上記光路差が分かる。参照光の光路長は既知であるため、この光路差は、反射光の光路長、つまり上記対象物までの距離に起因する。
【0004】
上記対象物の測定位置を変えて上記光路差を求めれば、その光路差の違いは、上記対象物表面の凹凸を表すから、上記対象物の形状を特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１８１１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記対象物の測定位置を変える方法としては、例えばガルバノミラーを用いた方法が採用され得る。ガルバノミラーは、一定の角度範囲内を回転するように往復運動する。これにより鏡面に対するレーザ光の入射角が変化し、上記対象物の表面をスキャンすることができる。
【0007】
ここで、距離の測定中には測定位置を変えない方が良いことから、ガルバノミラーの回転角はステップ状に変化するように制御される。つまり、一定の角度で固定されたガルバノミラーで距離を測定し、次にガルバノミラーの回転角を、少し変えて再度固定し、その後、距離測定を行うという繰り返しで測定がなされる。
【0008】
このような測定方法を採る場合、ガルバノミラーは回転と停止を繰り返すこととなり、鏡の角度が安定するまでの時間を要する。上記対象物の測定時間は、上記レーザ光を掃引する周期を短くすると短くなるが、その周期が鏡の角度が安定するまでの時間より短くなると、距離測定に誤差が生じることになる。例えばガルバノミラーの場合で、高精度な測定が可能な変調周波数（上記レーザ光を掃引する周期の逆数）は、１．４ｋＨｚ以下と低く、高精度かつ短時間での計測が難しい。
【0009】
本開示は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、ＦＭＣＷ方式の距離測定を利用しつつ、高精度かつ短時間での計測が可能な物体形状計測装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の一態様に係る物体形状計測装置は、レーザ光を用いて対象物の形状を測定する物体形状計測装置であって、周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、上記レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、上記信号光の進行方向を変えて上記信号光を対象物に照射する鏡と、上記信号光の上記対象物からの反射光および上記参照光の干渉信号を生成する生成部と、上記干渉信号の周波数から上記対象物の形状を特定する測定部とを備え、上記鏡が、上記対象物の表面を上記信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、上記周波数の掃引が、上記鏡を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間と、上記周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、上記上昇区間および上記下降区間が、低速領域と、上記低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、上記測定部が、上記干渉信号として、上記高速領域における上記干渉信号を用いる。
【発明の効果】
【0011】
本開示の物体形状計測装置は、ＦＭＣＷ方式の距離測定を利用しつつ、高精度かつ短時間での計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
［本開示の実施形態の説明］
（１）本開示の一態様に係る物体形状計測装置は、レーザ光を用いて対象物の形状を測定する物体形状計測装置であって、周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、上記レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、上記信号光の進行方向を変えて上記信号光を対象物に照射する鏡と、上記信号光の上記対象物からの反射光および上記参照光の干渉信号を生成する生成部と、上記干渉信号の周波数から上記対象物の形状を特定する測定部とを備え、上記鏡が、上記対象物の表面を上記信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、上記周波数の掃引が、上記鏡を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間と、上記周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、上記上昇区間および上記下降区間が、低速領域と、上記低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、上記測定部が、上記干渉信号として、上記高速領域における上記干渉信号を用いる。
（１）本開示の一態様に係る物体形状計測装置は、レーザ光を用いて対象物の形状を測定する物体形状計測装置であって、周波数を掃引可能なレーザ光を照射可能なレーザ光源と、上記レーザ光を、参照光および信号光に分配する分配器と、上記信号光の進行方向を変えて上記信号光を対象物に照射する鏡と、上記信号光の上記対象物からの反射光および上記参照光の干渉信号を生成する生成部と、上記干渉信号の周波数から上記対象物の形状を特定する測定部とを備え、上記鏡が、上記対象物の表面を上記信号光がスキャンするように回転可能に構成されており、上記周波数の掃引が、上記鏡を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間と、上記周波数を下降させる下降区間とが交互に繰り返されるものであり、上記上昇区間および上記下降区間が、低速領域と、上記低速領域より短い時間で掃引される高速領域とに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、上記測定部が、上記干渉信号として、上記高速領域における上記干渉信号を用いる。
【0014】
当該物体形状計測装置では、レーザ光の周波数を掃引する際に、鏡を一定速度で回転させているので、鏡が定常状態にあり、鏡の応答に起因する測定誤差の誘発を抑止できる。また、当該物体形状計測装置では、短い時間で掃引される高速領域での干渉信号を測定に用いるので、測定中に対象物の表面の測定位置が移動することを抑止できる。このため、測定位置の移動による測定精度の低下を抑止できる。従って、当該物体形状計測装置は、高精度かつ短時間での計測を行うことができる。
【0015】
（２）上記（１）に記載の物体形状計測装置で、上記鏡が、ガルバノミラーであるとよい。ガルバノミラーはＸＹの２軸方向に傾斜を制御可能であり、共振等により温度が上昇することも少ない。このため、上記鏡をガルバノミラーとすることで、制御性を高められる。
【0016】
（３）上記（１）に記載の物体形状計測装置で、上記鏡が、ポリゴンミラーであるとよい。ポリゴンミラーは、同一回転方向に向けて高速に回転可能である。このため、上記鏡をポリゴンミラーとすることで、より短時間での計測を可能とする。
【0017】
（４）上記（１）から（３）のいずれかに記載の物体形状計測装置で、上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数が、それぞれ１区間であるとよい。このように上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数をそれぞれ１区間とすることで、各領域の時間を短縮できる。低速領域の時間の短縮は、対象物表面の隣合う測定点間の距離の短縮を意味し、解像度を高める。また、高速領域の時間の短縮は、測定中に対象物の表面の測定位置が移動する距離を縮められる。いずれにおいても、測定精度を高めることができる。
【0018】
（５）上記（１）から（３）のいずれかに記載の物体形状計測装置で、上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数が、それぞれ２区間であるとよい。このように上記低速領域および上記高速領域に含まれる区間数をそれぞれ２区間とすると、１回の測定中に上記周波数を上昇させる上昇区間と上記周波数を下降させる下降区間とが含まれることになる。１回の測定中に上昇区間と下降区間とが含まれることで、鏡が回転することによって生じるドップラー効果を補償でき、測定精度を高めることができる。
【0019】
（６）上記（１）から（５）のいずれかに記載の物体形状計測装置で、上記高速領域における上記対象物の表面の上記信号光のスキャン距離としては、２０μｍ以下が好ましい。このように記高速領域における上記対象物の表面の上記信号光のスキャン距離を上記上限以下とすることで、測定位置の移動による測定精度が低下することをさらに抑止できる。なお、スキャン距離は、平面視における距離をいう。
【0020】
［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の各実施形態に係る物体形状計測装置について説明する。
以下、本開示の各実施形態に係る物体形状計測装置について説明する。
【0021】
〔第１実施形態〕
図１に示す物体形状計測装置１は、レーザ光Ｌ１を用いて対象物Ｓの形状を測定する物体形状計測装置である。当該物体形状計測装置１は、レーザ光源１０と、第１分配器２０と、第２分配器３０と、サーキュレータ４０と、レンズ５０と、鏡６０と、生成部７０と、測定部８０と、補助干渉計９０とを備える。
図１に示す物体形状計測装置１は、レーザ光Ｌ１を用いて対象物Ｓの形状を測定する物体形状計測装置である。当該物体形状計測装置１は、レーザ光源１０と、第１分配器２０と、第２分配器３０と、サーキュレータ４０と、レンズ５０と、鏡６０と、生成部７０と、測定部８０と、補助干渉計９０とを備える。
【0022】
＜レーザ光源＞
レーザ光源１０は、周波数を掃引可能なレーザ光Ｌ１を照射可能である。レーザ光源１０としては、例えば半導体レーザを用いることができる。半導体レーザでは、その注入する電流を三角波あるいはのこぎり波で変調することで、発振する光の周波数を掃引することができる。
レーザ光源１０は、周波数を掃引可能なレーザ光Ｌ１を照射可能である。レーザ光源１０としては、例えば半導体レーザを用いることができる。半導体レーザでは、その注入する電流を三角波あるいはのこぎり波で変調することで、発振する光の周波数を掃引することができる。
【0023】
上記周波数の掃引は、図２に示すように、上記周波数を上昇させる上昇区間ＤＵと、上記周波数を下降させる下降区間ＤＤとが交互に繰り返されるものである。上昇区間ＤＵと下降区間ＤＤとの周波数の掃引は、それぞれ同じ掃引パターン（時間に対する周波数の応答波形が同じ）であることが好ましい。
【0024】
また、上昇区間ＤＵおよび下降区間ＤＤは、低速領域ＲＬと、低速領域ＲＬより短い時間で掃引される高速領域ＲＨとに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属する。図２では、各区間の両側に隣接する区間はいずれも異なる領域に属しており、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨに含まれる区間数が、それぞれ１区間である。具体的には、低速領域ＲＬには下降区間ＤＤが属し、高速領域ＲＨには上昇区間ＤＵが属している。以下、第１実施形態では、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引が図２の波形である場合を説明する。
【0025】
＜第１分配器、第２分配器＞
第１分配器２０は、レーザ光Ｌ１を分配し、その一部を補助参照光Ｌ２として取り出す。また、第２分配器３０は、レーザ光Ｌ１を、参照光Ｌ３および信号光Ｌ４に分配する。
第１分配器２０は、レーザ光Ｌ１を分配し、その一部を補助参照光Ｌ２として取り出す。また、第２分配器３０は、レーザ光Ｌ１を、参照光Ｌ３および信号光Ｌ４に分配する。
【0026】
第１分配器２０および第２分配器３０としては、公知の光分配器、例えば１×２光ファイバカプラを用いることができる。当該物体形状計測装置１では、第１分配器２０が第２分配器３０より上流側に配置されているが、この順序は問われず、逆であってもよい。
【0027】
＜サーキュレータ＞
サーキュレータ４０は、信号光Ｌ４を透過させ、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５の進行方向を変え、反射光Ｌ５を取り出す。
サーキュレータ４０は、信号光Ｌ４を透過させ、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５の進行方向を変え、反射光Ｌ５を取り出す。
【0028】
サーキュレータ４０としては、公知の光サーキュレータを用いることができる。
【0029】
＜レンズ＞
レンズ５０は、信号光Ｌ４および反射光Ｌ５を集光させ、対象物Ｓおよび生成部７０に焦点を合わせる。
レンズ５０は、信号光Ｌ４および反射光Ｌ５を集光させ、対象物Ｓおよび生成部７０に焦点を合わせる。
【0030】
＜鏡＞
鏡６０は、信号光Ｌ４の進行方向を変えて信号光Ｌ４を対象物Ｓに照射する。鏡６０は、対象物Ｓの表面を信号光Ｌ４がスキャンするように回転可能に構成されている。当該物体形状計測装置１では、鏡６０を一定速度で回転させつつ周波数の掃引が行われる。なお、機械的制御誤差等あるいは、往復の回転運動をしているものについては回転方向が切り換わる際に不可避的に速度の変動が生じたとしても「一定速度で」回転しているものとみなす。
鏡６０は、信号光Ｌ４の進行方向を変えて信号光Ｌ４を対象物Ｓに照射する。鏡６０は、対象物Ｓの表面を信号光Ｌ４がスキャンするように回転可能に構成されている。当該物体形状計測装置１では、鏡６０を一定速度で回転させつつ周波数の掃引が行われる。なお、機械的制御誤差等あるいは、往復の回転運動をしているものについては回転方向が切り換わる際に不可避的に速度の変動が生じたとしても「一定速度で」回転しているものとみなす。
【0031】
【0032】
（ガルバノミラー）
ガルバノミラー６１は、レーザ光を反射する部品であり、板状である。ガルバノミラー６１は、図３に示す角度θが一定の範囲内で往復の回転運動をする。この回転運動の角速度（の絶対値）は一定である。図３では、この回転運度のうち、一方の回転を矢印で示している。これにより信号光Ｌ４は、対象物Ｓの表面を図３に示すスキャン方向ＳＤに沿ってスキャンする。
ガルバノミラー６１は、レーザ光を反射する部品であり、板状である。ガルバノミラー６１は、図３に示す角度θが一定の範囲内で往復の回転運動をする。この回転運動の角速度（の絶対値）は一定である。図３では、この回転運度のうち、一方の回転を矢印で示している。これにより信号光Ｌ４は、対象物Ｓの表面を図３に示すスキャン方向ＳＤに沿ってスキャンする。
【0033】
後述するように、当該物体形状計測装置１では、高速領域ＲＨで対象物Ｓまでの距離が測定され、この距離に基づいて物体の形状を求める。図３に示すように、高速領域ＲＨと低速領域ＲＬとが交互に現れるため、図３の対象物Ｓ表面に示すように測定点Ｐは、離散的に現れる。また、高速領域ＲＨを通過する時間の方が、低速領域ＲＬを通過する時間より短いため、測定点Ｐのスキャン距離は、隣合う測定点Ｐ間の間隔よりも小さい。
【0034】
なお、一定の角度まで回転した後は、図３の矢印とは逆方向に回転を始め、図３のスキャン方向ＳＤとは逆方向にスキャンが行われる。このとき、スキャン方向ＳＤは逆方向となる点以外は同様である。例えばスキャン方向ＳＤが変わるごとに、ガルバノミラー６１を図３の紙面に垂直な方向に回転させることで、すでに測定した測定点Ｐの列とは異なる列を測定することができる。このようにして対象物Ｓの立体形状を測定できる。あるいは図３の紙面に垂直な方向へは、ガルバノミラー６１を、光学系を含む全体を移動させることで異なる列を測定する構成としてもよい。
【0035】
ガルバノミラー６１は、ＸＹの２軸方向に傾斜を制御可能であり、共振等により温度が上昇することも少ない。このため、鏡６０をガルバノミラー６１とすることで、制御性を高められる。
【0036】
（ポリゴンミラー）
ポリゴンミラー６２は、回転多面鏡であり、一方向に高速で回転可能である。ポリゴンミラー６２は、図４の紙面に垂直方向に中心軸を有する多角柱状である。図４では六角柱状であるが、六角柱状に限定されるものではなく、八角柱状や十角柱状など他の多角柱状であってもよい。
ポリゴンミラー６２は、回転多面鏡であり、一方向に高速で回転可能である。ポリゴンミラー６２は、図４の紙面に垂直方向に中心軸を有する多角柱状である。図４では六角柱状であるが、六角柱状に限定されるものではなく、八角柱状や十角柱状など他の多角柱状であってもよい。
【0037】
その他の構成は、ガルバノミラー６１と同様であるので、詳細説明を省略する。
【0038】
ポリゴンミラー６２は、同一回転方向に向けて高速に回転可能である。このため、鏡６０をポリゴンミラー６２とすることで、より短時間での計測を可能とする。
【0039】
＜生成部＞
生成部７０は、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５および参照光Ｌ３の干渉信号Ｌ６を生成する。生成部７０は、第１合流分配器７１と、第１検出器７２とを有する。
生成部７０は、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５および参照光Ｌ３の干渉信号Ｌ６を生成する。生成部７０は、第１合流分配器７１と、第１検出器７２とを有する。
【0040】
第１合流分配器７１は、反射光Ｌ５および参照光Ｌ３を合流させ、直流成分は同じで交流成分が互いに逆相となる２つの光に分波する。この交流成分が干渉光に相当する。第１合流分配器７１としては、２×２光ファイバカプラを用いることができる。
【0041】
第１検出器７２は、第１合流分配器７１で分波された２つの光の差分をとり、電気信号（干渉信号Ｌ６）に変換する。このように第１合流分配器７１で分波された２つの光の差分を取ると直流成分は引き算されて０になり、交流成分の振幅は２倍となるため、干渉信号Ｌ６のＳＮ比が向上する。
【0042】
【0043】
当該物体形状計測装置１では、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引は、線形に行われることが好ましい。以下、上記周波数の掃引が線形に行われる場合を例にとり説明する。なお、一般には上記周波数の掃引を線形に行うことは難しく、線形から外れる場合もある。このような場合、後述する補助干渉計９０により線形に掃引されたと同様の効果を得ることができる。
【0044】
参照光Ｌ３と反射光Ｌ５とは、位相遅れが生じる点を除きレーザ光Ｌ１と同じ波形が観測される。ここで、反射光Ｌ５は、対象物Ｓの表面で反射した光であり、参照光Ｌ３より長い光路を経て第１合流分配器７１に至る。この光路差は、第２分配器３０から第１合流分配器７１に至る光路と、サーキュレータ４０から第１合流分配器７１に至る光路とを等長に設計しておくと、サーキュレータ４０から対象物Ｓの表面に至る光路（光路長Ｌ）を往復する距離２Ｌとなる。このとき、光速をｃとして、反射光Ｌ５は、参照光Ｌ３に対してτ＝２Ｌ／ｃだけ遅れた波形となる。一般に、２Ｌ≪ｃとなるから、図５に示すように、反射光Ｌ５は、参照光Ｌ３に対してわずかに遅延した波形となる。なお、この遅延量は、例えば鏡６０の位置等を調整することでＬの長さを変えることができるから、所望の値に調整可能である。
【0045】
当該物体形状計測装置１では、後述する測定部８０で高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いて測定が行われる。高速領域ＲＨにおいては、図５に示すように、両端の一部を除いて、参照光Ｌ３を高周波数側とする一定の周波数差Δｆで、参照光Ｌ３と反射光Ｌ５とは掃引される。このとき、両者を重ね合わせると、周波数Δｆで強度変化が生じる干渉信号Ｌ６となる（図５の下段のグラフ参照）。
【0046】
＜測定部＞
測定部８０は、干渉信号Ｌ６の周波数から対象物Ｓの形状を特定する。測定部８０は、干渉信号Ｌ６として、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いる。また、測定部８０は、ＡＤコンバータ８１と、計算機８２とを有する。
測定部８０は、干渉信号Ｌ６の周波数から対象物Ｓの形状を特定する。測定部８０は、干渉信号Ｌ６として、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いる。また、測定部８０は、ＡＤコンバータ８１と、計算機８２とを有する。
【0047】
ＡＤコンバータ８１は、干渉信号Ｌ６をサンプリングしてデジタル化する。当該物体形状計測装置１では、後述する補助干渉計９０から供給されるサンプリング信号ＣＫによって離散的にデジタル化される。このサンプリング信号ＣＫのタイミングにより、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引が非線形であっても、線形に掃引されたと同様の効果を得られる。
【0048】
計算機８２は、例えばパーソナルコンピュータや、マイクロコントローラボード、マイクロコントローラユニット等により構成され、上述した光路長Ｌの変化を算出することで、対象物Ｓの形状を特定する。以下、その原理について説明する。
【0049】
まず、ＡＤコンバータ８１により得られた干渉信号Ｌ６のデジタルデータから高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６の周波数Δｆを特定する。このΔｆは、掃引される周波数の幅ΔＦと、上昇区間ＤＵの周波数を掃引するのに要する時間ｔｕ、反射光Ｌ５の参照光Ｌ３に対する遅延時間τを用いて、
Δｆ＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・１
と書けるから、
Ｌ＝１／２×（Δｆ／ΔＦ）×（ｃ×ｔｕ） ・・・２
と表すことができる。
Δｆ＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・１
と書けるから、
Ｌ＝１／２×（Δｆ／ΔＦ）×（ｃ×ｔｕ） ・・・２
と表すことができる。
【0050】
上述したように、高速領域ＲＨで対象物Ｓまでの距離が測定される測定点Ｐは離散的である。例えば最初の測定点Ｐで算出される光路長Ｌを基準として、他の測定点Ｐで算出される光路長との差分ΔＬを求めると、このΔＬが対象物Ｓの表面の凹凸を表す。また、上述したように鏡６０等の位置や傾きを制御することで、すでに測定した測定点Ｐの列とは異なる列を測定することができるから、当該物体形状計測装置１は、対象物Ｓの形状を特定することができる。
【0051】
当該物体形状計測装置１は、鏡６０を一定速度で回転させつつ、光路長Ｌを求めるため、測定点Ｐは光路長Ｌの測定が行われる高速領域ＲＨであっても一定距離移動する。この高速領域ＲＨにおける対象物Ｓの表面の信号光Ｌ４のスキャン距離の上限としては、１０μｍが好ましく、５μｍがより好ましい。上記スキャン距離が長くなると、例えば対象物Ｓの凹凸に起因して測定中に光路長Ｌの変動が大きくなる場合があり、測定誤差につながる。上記スキャン距離を上記上限以下とすることで、測定位置の移動による測定誤差が生じることを抑止し易い。一方、上記スキャン距離は、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６の周波数Δｆを特定するために必要な時間を確保できる限り特に限定されず、小さい方がよいが、通常１μｍ以上とされる。
【0052】
連続する低速領域ＲＬの１区間と高速領域ＲＨの１区間とを合計した領域の繰返し周期に対する高速領域ＲＨの割合の下限としては、５％が好ましく、１０％がより好ましい。一方、上記高速領域ＲＨの割合の上限としては、４０％が好ましく、３０％がより好ましい。上記高速領域ＲＨの割合を上記下限以上とすることで、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６の周波数Δｆを特定するために必要な時間を確保し易い。また、レーザ光の周波数の掃引を容易に行える。上記高速領域ＲＨの割合を上記上限以下とすることで、測定位置の移動による測定誤差が生じることを抑止し易い。また、このように高速領域ＲＨの割合を低くとることで、同じ繰返し周期であっても、測定誤差をより低減できる。
【0053】
低速領域ＲＬと高速領域ＲＨとの繰返し周波数（上記繰返し周期の逆数）の下限としては、測定時間の観点から、２ｋＨｚが好ましく、１０ｋＨｚがより好ましく、５０ｋＨｚがさらに好ましく、２００ｋＨｚが特に好ましい。一方、上記繰返し周波数が大きい場合、高速領域ＲＨの時間が短くなり高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６の周波数Δｆを特定するために必要な時間を確保し難くなるおそれがある。この観点から上記繰返し周波数の上限としては、５０ＭＨｚが好ましく、３０ＭＨｚがより好ましい。
【0054】
＜補助干渉計＞
補助干渉計９０は、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引の非線形を打ち消すためのサンプリングタイミングを生成する。補助干渉計９０は、第３分配器９１と、第２合流分配器９２と、第２検出器９３とを有する。
補助干渉計９０は、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引の非線形を打ち消すためのサンプリングタイミングを生成する。補助干渉計９０は、第３分配器９１と、第２合流分配器９２と、第２検出器９３とを有する。
【0055】
第３分配器９１は、補助参照光Ｌ２を、第１補助参照光Ｌ７と第２補助参照光Ｌ８とに分配する。このうち第２補助参照光Ｌ８は、第１補助参照光Ｌ７よりも光路長がＬＡだけ長くなるように調整されており、第２合流分配器９２に至る際には、第１補助参照光Ｌ７よりも遅延している。例えばこの調整は、第１補助参照光Ｌ７と第２補助参照光Ｌ８とを通過させる光ファイバの長さを変えることで行える。第１補助参照光Ｌ７と第２補助参照光Ｌ８との間の光路差ＬＡは、サンプリング定理を満たす必要があり、第２補助参照光Ｌ８が通過する光路（光ファイバ）の屈折率をｎとするとき測定対象の光路長Ｌに対してｎＬＡが４倍以上であることが求められる。
【0056】
第２合流分配器９２および第２検出器９３は、それぞれ生成部７０の第１合流分配器７１および第１検出器７２と同様であり、第１補助参照光Ｌ７と第２補助参照光Ｌ８との間の同一時刻における周波数の差分で決まる信号（サンプリング信号ＣＫ）が出力される。
【0057】
補助干渉計９０は、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引が非線形である場合に効果を発揮する。上述したようにレーザ光Ｌ１の周波数の掃引は線形に行われることが好ましいが、例えば半導体レーザを用いている場合、レーザ光源１０の周波数応答は電流変化に対して遅れるため、実際には図６に示すように、周波数の掃引は非線形となりやすい（図６は、第１補助参照光Ｌ７および第２補助参照光Ｌ８とサンプリング信号ＣＫとの関係を示しているが、参照光Ｌ３および反射光Ｌ５と干渉信号Ｌ６との関係でも同じである）。図６の場合、これらの波形の干渉として観測される干渉信号Ｌ６は、周波数が徐々に増加することになる。上述したサーキュレータ４０から対象物Ｓへ至る光路長Ｌを算出する式２は、線形の掃引を前提としているため、そのまま適用すると光路長Ｌの算出に誤差を生じることになる。
【0058】
これに対し、当該物体形状計測装置１では、補助干渉計９０で生成されたサンプリング信号ＣＫを用いて、測定部８０のＡＤコンバータ８１で、アナログ信号である干渉信号Ｌ６をサンプリングしてデジタル化する。このように構成すると、掃引する周波数の変化が小さいところはサンプリング間隔が広がり、周波数の変化が大きいところはサンプリング間隔が狭くなるため、隣合うサンプリング点での周波数の変化が均等となる方向に補正され、最適化される。従って、光路長Ｌの算出誤差を低減することができる。
【0059】
また、デジタル化された干渉信号Ｌ６はＦＦＴ解析される。このＦＦＴ解析したビートスペクトルにおいてＤ番目のデータにピークが現れれば、光路長Ｌは、以下の式３で求められる。下記式３のＮは、ＦＦＴ解析に用いたデータ数である。ＦＦＴによるビートスペクトルは離散値であるので、式３で求めた距離は離散値となる。そこで、ビートスペクトルのピーク付近を２次関数近似することで光路長Ｌを推定するとよい。
Ｌ＝｛（ｎ×ＬＡ）／（２×Ｎ）｝×Ｄ ・・・３
Ｌ＝｛（ｎ×ＬＡ）／（２×Ｎ）｝×Ｄ ・・・３
【0060】
＜利点＞
当該物体形状計測装置１では、レーザ光Ｌ１の周波数を掃引する際に、鏡６０を一定速度で回転させているので、鏡６０が定常状態にあり、鏡６０の応答に起因する測定誤差の誘発を抑止できる。また、当該物体形状計測装置１では、短い時間で掃引される高速領域ＲＨでの干渉信号Ｌ６を測定に用いるので、測定中に対象物Ｓの表面の測定位置が移動することを抑止できる。このため、測定位置の移動による測定精度の低下を抑止できる。従って、当該物体形状計測装置１は、高精度かつ短時間での計測を行うことができる。
当該物体形状計測装置１では、レーザ光Ｌ１の周波数を掃引する際に、鏡６０を一定速度で回転させているので、鏡６０が定常状態にあり、鏡６０の応答に起因する測定誤差の誘発を抑止できる。また、当該物体形状計測装置１では、短い時間で掃引される高速領域ＲＨでの干渉信号Ｌ６を測定に用いるので、測定中に対象物Ｓの表面の測定位置が移動することを抑止できる。このため、測定位置の移動による測定精度の低下を抑止できる。従って、当該物体形状計測装置１は、高精度かつ短時間での計測を行うことができる。
【0061】
また、当該物体形状計測装置１では、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨに含まれる区間数をそれぞれ１区間とするので、各領域の時間を短縮できる。低速領域ＲＬの時間の短縮は、対象物Ｓ表面の隣合う測定点間の距離の短縮を意味し、解像度を高める。また、高速領域ＲＨの時間の短縮は、測定中に対象物Ｓの表面の測定位置が移動する距離を縮められる。いずれにおいても、測定精度を高めることができる。
【0062】
〔第２実施形態〕
図７に示す本開示の別の一態様に係る物体形状計測装置２は、レーザ光Ｌ１を用いて対象物Ｓの形状を測定する物体形状計測装置であって、周波数を掃引可能なレーザ光Ｌ１を照射可能なレーザ光源１０と、レーザ光Ｌ１を、参照光Ｌ３および信号光Ｌ４に分配する第２分配器３０と、信号光Ｌ４の進行方向を変えて信号光Ｌ４を対象物Ｓに照射する鏡６０と、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５および参照光Ｌ３の干渉信号Ｌ６を生成する生成部７０と、干渉信号Ｌ６の周波数から対象物Ｓの形状を特定する測定部８０とを備え、鏡６０が、対象物Ｓの表面を信号光Ｌ４がスキャンするように回転可能に構成されており、上記周波数の掃引が、鏡６０を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間ＤＵと、上記周波数を下降させる下降区間ＤＤとが交互に繰り返されるものであり、上昇区間ＤＵおよび下降区間ＤＤが、低速領域ＲＬと、低速領域ＲＬより短い時間で掃引される高速領域ＲＨとに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、測定部８０が、干渉信号Ｌ６として、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いる。
図７に示す本開示の別の一態様に係る物体形状計測装置２は、レーザ光Ｌ１を用いて対象物Ｓの形状を測定する物体形状計測装置であって、周波数を掃引可能なレーザ光Ｌ１を照射可能なレーザ光源１０と、レーザ光Ｌ１を、参照光Ｌ３および信号光Ｌ４に分配する第２分配器３０と、信号光Ｌ４の進行方向を変えて信号光Ｌ４を対象物Ｓに照射する鏡６０と、信号光Ｌ４の対象物Ｓからの反射光Ｌ５および参照光Ｌ３の干渉信号Ｌ６を生成する生成部７０と、干渉信号Ｌ６の周波数から対象物Ｓの形状を特定する測定部８０とを備え、鏡６０が、対象物Ｓの表面を信号光Ｌ４がスキャンするように回転可能に構成されており、上記周波数の掃引が、鏡６０を一定速度で回転させつつ、上記周波数を上昇させる上昇区間ＤＵと、上記周波数を下降させる下降区間ＤＤとが交互に繰り返されるものであり、上昇区間ＤＵおよび下降区間ＤＤが、低速領域ＲＬと、低速領域ＲＬより短い時間で掃引される高速領域ＲＨとに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属し、測定部８０が、干渉信号Ｌ６として、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いる。
【0063】
また、当該物体形状計測装置２は、第１分配器２０と、サーキュレータ４０と、レンズ５０と、補助干渉計９０とをさらに備える。当該物体形状計測装置２は、レーザ光Ｌ１の周波数の掃引が異なる点を除き、第１実施形態における物体形状計測装置１と同様に構成されるので、同一符号を付して詳細説明を省略する。
【0064】
（周波数の掃引）
当該物体形状計測装置２の周波数の掃引は、図３に示すように、上昇区間ＤＵと、下降区間ＤＤとが交互に繰り返される。また、上昇区間ＤＵおよび下降区間ＤＤは、低速領域ＲＬと、高速領域ＲＨとに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属する。図３では、各区間の両側に隣接する領域は、一方が同じ領域に属し、他方が異なる領域に属しており、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨに含まれる区間数が、それぞれ２区間である。具体的には、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨにそれぞれ下降区間ＤＤおよび上昇区間ＤＵがこの順に属している。
当該物体形状計測装置２の周波数の掃引は、図３に示すように、上昇区間ＤＵと、下降区間ＤＤとが交互に繰り返される。また、上昇区間ＤＵおよび下降区間ＤＤは、低速領域ＲＬと、高速領域ＲＨとに分類され、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属する。図３では、各区間の両側に隣接する領域は、一方が同じ領域に属し、他方が異なる領域に属しており、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨに含まれる区間数が、それぞれ２区間である。具体的には、低速領域ＲＬおよび高速領域ＲＨにそれぞれ下降区間ＤＤおよび上昇区間ＤＵがこの順に属している。
【0065】
測定部８０では、干渉信号Ｌ６として、高速領域ＲＨにおける干渉信号Ｌ６を用いるので、当該物体形状計測装置２では、図９に示すように、１回の測定中に上記周波数を上昇させる上昇区間ＤＵと上記周波数を下降させる下降区間ＤＤとが含まれることになる。
【0066】
下降区間ＤＤのΔｆ１および上昇区間ＤＵのΔｆ２は、後述するドップラー効果の影響を無視すると、掃引される周波数の幅ΔＦと、下降区間ＤＤおよび上昇区間ＤＵの周波数を掃引するのに要する時間ｔｄ、ｔｕ、反射光Ｌ５の参照光Ｌ３に対する遅延時間τを用いて、
Δｆ１＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・４
Δｆ２＝ΔＦ×τ／ｔｄ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｄ ・・・５
と表される。
Δｆ１＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・４
Δｆ２＝ΔＦ×τ／ｔｄ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｄ ・・・５
と表される。
【0067】
ここで、ドップラー効果の影響について説明する。当該物体形状計測装置２では、鏡６０が対象物Ｓの表面を信号光Ｌ４がスキャンするように回転可能に構成されている。また、上記周波数の掃引が、鏡６０を一定速度で回転させつつ行われる。このとき、図１０に示すように、測定が行われる高速領域ＲＨの起点での信号光Ｌ４Ｓと、高速領域ＲＨの終点での信号光Ｌ４Ｅとでは光路長が異なり得る。図１０では、信号光Ｌ４Ｓの光路長の方が長いから、信号光Ｌ４のスキャンに伴って光路長が短くなる。この場合、対象物Ｓが相対的に近づいてくるのと同じ効果を奏し、光の周波数にドップラー効果が生じ、実際の周波数よりもΔｆｄだけ高い周波数が観測されることになる。これは、干渉信号Ｌ６の周波数Δｆの変化となって現れる。このため、ドップラー効果の影響が無視できない場合には、上記式４および上記式５から計算される光路長Ｌは誤差を有することとなる。
【0068】
例えば図１０の場合、下降区間ＤＤでは、ドップラー効果の影響によりΔｆ１は、ドップラー効果の影響がない場合に比べてΔｆｄだけ周波数が高くなり、上昇区間ＤＵでは、逆にΔｆ２は、Δｆｄだけ周波数が低くなる。このため、ドップラー効果の影響を加味した関係式は、
Δｆ１＋Δｆｄ＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・６
Δｆ２－Δｆｄ＝ΔＦ×τ／ｔｄ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｄ ・・・７
と表される。なお、信号光Ｌ４のスキャンに伴って光路長が長くなる場合は、この逆の影響が生じるから、上記式６および上記式７において、＋Δｆｄ、－Δｆｄが逆になる。
Δｆ１＋Δｆｄ＝ΔＦ×τ／ｔｕ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｕ ・・・６
Δｆ２－Δｆｄ＝ΔＦ×τ／ｔｄ＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ／ｔｄ ・・・７
と表される。なお、信号光Ｌ４のスキャンに伴って光路長が長くなる場合は、この逆の影響が生じるから、上記式６および上記式７において、＋Δｆｄ、－Δｆｄが逆になる。
【0069】
上記式６および上記式７の両辺を加算すると、信号光Ｌ４のスキャンに伴って光路長が長くなる場合であっても短くなる場合であっても、下記式８が得られ、ドップラー効果の影響を相殺することができる。具体的には、下記式８の左辺は、ドップラー効果の影響の有無に関わらず下降区間ＤＤおよび上昇区間ＤＵで実際に測定される干渉信号Ｌ６の周波数の和と等しい。
Δｆ１＋Δｆ２＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ×（１／ｔｕ＋１／ｔｄ） ・・・８
Δｆ１＋Δｆ２＝ΔＦ×２Ｌ／ｃ×（１／ｔｕ＋１／ｔｄ） ・・・８
【0070】
＜利点＞
当該物体形状計測装置２では、１回の測定中に上昇区間ＤＵと下降区間ＤＤとを含めることで、鏡６０が回転することによって生じるドップラー効果を補償でき、測定精度を高めることができる。
当該物体形状計測装置２では、１回の測定中に上昇区間ＤＵと下降区間ＤＤとを含めることで、鏡６０が回転することによって生じるドップラー効果を補償でき、測定精度を高めることができる。
【0071】
［その他の実施形態］
本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【0072】
上記第１実施形態では、低速領域に下降区間が属し、高速領域に上昇区間が属している場合を説明したが、低速領域に上昇区間が属し、高速領域に下降区間が属していてもよい。この場合、下降区間で対象物の形状測定が行われる。
【0073】
上記第２実施形態では、低速領域および高速領域にそれぞれ下降区間および上昇区間がこの順に属している場合を説明したが、低速領域および高速領域にそれぞれ上昇区間および下降区間がこの順に属していてもよい。
【0074】
さらに、各区間において、両側に隣接する区間のうちの少なくとも一方が異なる領域に属する限り、他のパターンであってもよい。
【0075】
上記実施形態では、生成部および補助干渉計が合流分配器および検出器を有する場合を説明したが、干渉信号を生成できる限りこの構成に限定されるものではない。他の公知の干渉計を用いることもできる。
【0076】
上記実施形態では、当該物体形状計測装置が補助干渉計を備える場合を説明したが、補助干渉計は必須の構成要素ではなく、例えばレーザ光源の周波数の掃引の線形性が高い場合には、補助干渉計を省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本開示の物体形状計測装置は、ＦＭＣＷ方式の距離測定を利用しつつ、高精度かつ短時間での計測が可能である。
【符号の説明】
【0078】
１、２ 物体形状計測装置
１０ レーザ光源
２０ 第１分配器
３０ 第２分配器
４０ サーキュレータ
５０ レンズ
６０ 鏡
６１ ガルバノミラー
６２ ポリゴンミラー
７０ 生成部
７１ 第１合流分配器
７２ 第１検出器
８０ 測定部
８１ ＡＤコンバータ
８２ 計算機
９０ 補助干渉計
９１ 第３分配器
９２ 第２合流分配器
９３ 第２検出器
ＤＵ 上昇区間
ＤＤ 下降区間
ＲＬ 低速領域
ＲＨ 高速領域
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ 補助参照光
Ｌ３ 参照光
Ｌ４、Ｌ４Ｓ、Ｌ４Ｅ 信号光
Ｌ５ 反射光
Ｌ６ 干渉信号
Ｌ７ 第１補助参照光
Ｌ８ 第２補助参照光
ＣＫ サンプリング信号
Ｓ 対象物
ＳＤ スキャン方向
Ｐ 測定点
θ 角度
１０ レーザ光源
２０ 第１分配器
３０ 第２分配器
４０ サーキュレータ
５０ レンズ
６０ 鏡
６１ ガルバノミラー
６２ ポリゴンミラー
７０ 生成部
７１ 第１合流分配器
７２ 第１検出器
８０ 測定部
８１ ＡＤコンバータ
８２ 計算機
９０ 補助干渉計
９１ 第３分配器
９２ 第２合流分配器
９３ 第２検出器
ＤＵ 上昇区間
ＤＤ 下降区間
ＲＬ 低速領域
ＲＨ 高速領域
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ 補助参照光
Ｌ３ 参照光
Ｌ４、Ｌ４Ｓ、Ｌ４Ｅ 信号光
Ｌ５ 反射光
Ｌ６ 干渉信号
Ｌ７ 第１補助参照光
Ｌ８ 第２補助参照光
ＣＫ サンプリング信号
Ｓ 対象物
ＳＤ スキャン方向
Ｐ 測定点
θ 角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】