JP2010025864A - 干渉測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的な動作を低減することによって測定に要する時間を短縮し、且つモーションアーチファクトを抑制できる干渉測定装置を提供する。
【解決手段】干渉測定装置１は、複数の波長成分を含む光Ｐを出力する光源１１と、第１分岐光Ｐ_１が被測定物９により反射されて生じる第１反射光Ｒ_１と第２分岐光Ｐ_２が反射ミラー７３により反射されて生じる第２反射光Ｒ_２とを干渉させて当該干渉光ＲＩを出力する干渉光学系と、第１分岐光Ｐ_１の光路上に設けられた第１レンズ２１と、第２分岐光Ｐ_２の光路上に設けられた第２レンズ２２と、干渉光ＲＩの干渉パターンを撮像する撮像部５１とを備える。第１レンズ２１による各波長成分の焦点位置は第１レンズ２１の軸上色収差に起因して第１分岐光Ｐ_１の光軸方向に並んでおり、各波長成分毎に異なる光軸方向位置における干渉パターンを撮像部５１において撮像する。
【選択図】図１

Description

本発明は、干渉光学系を備える干渉測定装置に関するものである。

干渉光学系を備える干渉測定装置として非特許文献１および特許文献１に開示されたものがある。これらの文献に開示された装置は、光源から出力された光を２分岐して第１分岐光および第２分岐光を出力し、第１分岐光が被測定物により反射されて生じる第１反射光と、第２分岐光が反射ミラーにより反射されて生じる第２反射光とを干渉させて、これにより生じる干渉光の強度を検出部により検出し、その被測定物の表面形状を測定するものである。そのために、これらの装置では、第１分岐光および第１反射光の光路長Ｌ１と第２分岐光および第２反射光の光路長Ｌ２との差（光路長差）を複数の目標値に順次に設定し、光路長差が各目標値に設定されているときに生じる干渉パターンを撮像部により撮像して、その撮像した干渉パターンに基づいて被測定物の表面形状を測定する。これらの装置では、光路長差を各目標値に順次に設定するために、反射ミラー（または被測定物）に移動ステージが取り付けられている。
Toyohiko Yamauchiet al., "Surface Topography of Cellular Membrane on Nanometer Scale UsingWhite-Light Quantitative Phase Microscope", DigitalHolography and Three-Dimensional Imaging (DH) 2008, OpticalSociety of America, Presentation Number: BMD59 (2008) 特開２００７−３３３４６９号公報

上記の非特許文献１や特許文献１に開示された干渉測定装置では、光路長差を各目標値に順次に設定するために移動ステージといった機械的な駆動手段を使用している。しかし、このような機械的駆動手段はその動作に時間を要するので、干渉測定に必要な時間の多くを駆動手段の動作時間が占めることとなる。また、機械的な動作の影響が干渉パターンに表れてしまう、いわゆるモーションアーチファクトが発生するおそれもある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、機械的な動作を低減することによって測定に要する時間を短縮し、且つモーションアーチファクトを抑制できる干渉測定装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明による干渉測定装置は、互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光を出力する光源と光源から出力された光を分岐して第１分岐光および第２分岐光を出力し、第１分岐光が被測定物により反射されて生じる第１反射光を入力するとともに、第２分岐光が反射ミラーにより反射されて生じる第２反射光を入力して、これら第１反射光と第２反射光とを干渉させて当該干渉光を出力する干渉光学系と、第１分岐光の光路上に設けられて被測定物内に焦点を結ぶ第１レンズと、第２分岐光の光路上に設けられて反射ミラー上に焦点を結ぶ第２レンズと、干渉光学系から出力される干渉光を結像する結像光学系と、複数の波長成分に感度を有し、結像光学系により結像された干渉光の干渉パターンを撮像する撮像部とを備え、第１レンズの軸上色収差が第２レンズの軸上色収差より大きく、第１レンズによる複数の波長成分それぞれの焦点位置が第１レンズの軸上色収差に起因して第１分岐光の光軸方向に並んでおり、各波長成分の焦点位置における干渉パターンを撮像部において撮像することを特徴とする。

この干渉測定装置では第１レンズが有意の大きさの軸上色収差を有しており、光源が複数の波長成分を含む光を出力することで、第１レンズによる各波長成分の焦点位置が第１分岐光の光軸方向に並ぶ。したがって、撮像部において各波長成分の焦点位置における干渉パターンを撮像することにより、光軸方向位置すなわち被測定物における高さ位置が異なる複数の干渉パターンを好適に得ることができる。このように、上記した干渉測定装置によれば、被測定物や反射ミラーを機械的に移動させることなく複数の高さ位置での干渉パターンを得ることができるので、測定時間を短縮し、且つモーションアーチファクトを抑制できる。

また、干渉測定装置は、第１分岐光、第１反射光、第２分岐光、及び第２反射光のうち少なくとも一つの光路上に設けられた分散媒質からなる光学部材を更に備えることを特徴としてもよい。このような光学部材を通過する光の光路長はその波長に応じて変化するので、光学部材において各波長成分の光路長が調整されることにより、各波長成分の焦点位置それぞれを等光路点（すなわち各波長成分の光路長が互いに等しくなる点）に好適に近づけることができる。

また、干渉測定装置は、第１レンズによる各波長成分の焦点位置のうち、第１レンズに最も近い焦点位置と最も離れた焦点位置との距離が５μｍ以上であることを特徴としてもよい。このように焦点位置の変化幅を比較的長くとることによって、例えば生物細胞といった厚さ５〜１０μｍ程度の被測定物の形状を好適に測定することができる。

本発明による干渉測定装置によれば、機械的な動作を低減することによって測定に要する時間を短縮し、且つモーションアーチファクトを抑制できる。

以下、添付図面を参照しながら本発明による干渉測定装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る干渉測定装置１の構成図である。この図に示される干渉測定装置１は、被測定物９の表面形状を測定するものであって、光源１１、第１レンズ２１、第２レンズ２２、ハーフミラー３１、光学部材４１，４２、撮像部５１、解析部５２、容器６１、ピエゾアクチュエータ７１，７２および反射ミラー７３を備えている。

光源１１は、コヒーレント長が比較的短い光Ｐを出力するものであり、光Ｐは、赤色成分λ_Ｒ（波長５９０〜７２０ｎｍ）、緑色成分λ_Ｇ（波長４８０ｎｍ〜６００ｎｍ）、および青色成分λ_Ｂ（４００ｎｍ〜５４０ｎｍ）といった互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光である。光源１１は、レンズ２３およびアパーチャ２４を介してハーフミラー３１と光学的に結合されており、光Ｐはハーフミラー３１へ向けて出射される。

ハーフミラー３１は、光源１１から到達した光Ｐを２分岐して第１分岐光Ｐ_１および第２分岐光Ｐ_２を生成する。ハーフミラー３１の一方の面は光学部材４１を介して第１レンズ２１と光学的に結合されており、当該面から出射される第１分岐光Ｐ_１は光学部材４１を通って第１レンズ２１に達する。また、ハーフミラー３１の他方の面は光学部材４２およびミラー４３を介して第２レンズ２２と光学的に結合されており、当該面から出射される第２分岐光Ｐ_２は光学部材４２を通って第２レンズ２２に達する。光学部材４１，４２は、波長によって屈折率が異なる分散媒質からなる板状の部材であり、光学部材４１，４２を通過する光の光学部材４１，４２内部での光路長は、その波長に応じて決まる。光学部材４１，４２に使用される分散媒質としては、長波長ほど屈折率が低くなる正常分散媒質、および長波長ほど屈折率が高くなる異常分散媒質の何れを使用してもよい。

第１レンズ２１は、第１分岐光Ｐ_１の光路上に設けられて被測定物９の内部に焦点を結ぶ。第２レンズ２２は、第２分岐光Ｐ_２の光路上に設けられて反射ミラー７３上に焦点を結ぶ。第１レンズ２１としては、その軸上色収差が一般的な対物レンズの軸上色収差より大きいものが使用され、第２レンズ２２としては、一般的な対物レンズと同様に軸上色収差が補正されたものが使用される。すなわち、第１レンズ２１の軸上色収差は、第２レンズ２２の軸上色収差より大きい。なお、第１レンズ２１の色収差特性は、長波長ほど焦点距離が短いもの、または長波長ほど焦点距離が長いもののうち何れであってもよい。

また、ハーフミラー３１は、第１分岐光Ｐ_１が被測定物９により反射されて生じる第１反射光Ｒ_１を再び第１レンズ２１及び光学部材４１を経て入力するとともに、第２分岐光Ｐ_２が反射ミラー７３により反射されて生じる第２反射光Ｒ_２を再び第２レンズ２２及び光学部材４２を経て入力する。ハーフミラー３１は、これら第１反射光Ｒ_１と第２反射光Ｒ_２とを干渉させて干渉光ＲＩを生成する。ハーフミラー３１は、レンズ２５を介して撮像部５１の撮像面と光学的に結合されており、この干渉光ＲＩをレンズ２５へ出力する。すなわち、ハーフミラー３１は、干渉光学系を構成する要素である。

レンズ２５は、ハーフミラー３１から出力された干渉光ＲＩを撮像部５１の撮像面上に結像する結像光学系を構成する要素である。撮像部５１は、その結像された干渉光ＲＩの干渉パターンを撮像するものであり、例えばＲＧＢカメラである。撮像部５１は、光源１１から出力される光Ｐに含まれる複数の波長成分λ_Ｒ、λ_Ｇおよびλ_Ｂの全てに対して十分な感度を有するとともに、各波長成分λ_Ｒ、λ_Ｇおよびλ_Ｂ毎に干渉パターンを撮像可能なように構成されている。

容器６１は、第１レンズ２１に対向して配置され、被測定物９を収容する。容器６１はピエゾアクチュエータ７１に支持されており、ピエゾアクチュエータ７１が駆動されることによって第１分岐光Ｐ_１の光軸方向に変位することができる。また、反射ミラー７３はピエゾアクチュエータ７２に支持されており、ピエゾアクチュエータ７２が駆動されることによって第２分岐光Ｐ_２の光軸方向に変位することができる。

ここで、ハーフミラー３１から反射ミラー７３により反射されて再びハーフミラー３１に到るまでの光路長と、ハーフミラー３１から被測定物９により反射されて再びハーフミラー３１に到るまでの光路長との光路長差をΔＬとする。前述したように、光源１１から出力される光Ｐのコヒーレント長は比較的短いので、図２に示されるように、撮像部５１に到達する干渉光ＲＩの強度は、比較的狭い光路長差ΔＬの範囲において周期的に変化し、しかも、光路長差ΔＬがゼロに近いほど干渉の振幅は大きい。このことを利用して、解析部５２は、光路長差が或る目標値に設定されたときに撮像部５１により撮像された干渉光ＲＩの干渉パターン像を取得し、その干渉パターン像に基づいて、像の各位置において干渉の振幅が最大となる光路長差を求め、これにより被測定物９の表面形状（高さ分布）を求める。なお、被測定物９の一例としては、細胞等が挙げられる。

ここで、図３は、被測定物９の付近における干渉測定装置１の構成を拡大して示す図である。前述したように、第１レンズ２１の軸上色収差は一般的な対物レンズの軸上色収差より大きく、且つ第２レンズ２２の軸上色収差より大きい。したがって、第１レンズ２１による複数の波長成分λ_Ｒ、λ_Ｇおよびλ_Ｂそれぞれの焦点位置Ｆ_Ｒ、Ｆ_ＧおよびＦ_Ｂは、第１レンズ２１の軸上色収差に起因して、第１分岐光Ｐ_１の光軸方向すなわち被測定物９の高さ方向に並ぶこととなる。図３では、第１レンズ２１の焦点距離が長波長ほど長くなる場合を例示しており、焦点位置Ｆ_Ｂが第１レンズ２１に最も近くなっており、焦点位置Ｆ_Ｒが第１レンズ２１に最も遠くなっている。

そして、ハーフミラー３１から焦点位置Ｆ_Ｒを経て再びハーフミラー３１に到る波長成分λ_Ｒの光路長と、ハーフミラー３１から反射ミラー７３により反射されて再びハーフミラー３１に到るまでの波長成分λ_Ｒの光路長との差、すなわち波長成分λ_Ｒに関する光路長差ΔＬ_Ｒがゼロに近づくと、波長成分λ_Ｒにおける干渉の振幅が大きくなる。したがって、撮像部５１は、干渉光ＲＩに含まれる波長成分λ_Ｒを撮像することで、焦点位置Ｆ_Ｒに相当する光軸方向位置での干渉パターンを撮像することができる。同様に、撮像部５１は、干渉光ＲＩに含まれる波長成分λ_Ｇ，λ_Ｂをそれぞれ撮像することで、焦点位置Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂに相当する光軸方向位置での干渉パターンを撮像することができる。すなわち、撮像部５１は、各波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂ毎に異なる光軸方向位置（すなわち被測定物９の高さ位置）における干渉パターンを撮像することができる。

なお、波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇおよびλ_Ｂによる干渉パターンの一例を、図４に示す。図４（ａ）は波長成分λ_Ｂによる干渉パターンを示しており、被測定物９の頂部付近の表面形状を示している。また、図４（ｂ）は波長成分λ_Ｇによる干渉パターンを示しており、被測定物９の中腹付近の表面形状を示している。図４（ｃ）は波長成分λ_Ｒによる干渉パターンを示しており、被測定物９の裾部付近の表面形状を示している。なお、図４（ａ）〜（ｃ）において、縦軸および横軸の単位はピクセル（ｐｉｘｅｌ）である。

ここで、上記構成では焦点位置Ｆ_Ｒ、Ｆ_ＧおよびＦ_Ｂが互いに異なるので、反射ミラー７３を移動させることなく光路長差ΔＬ_Ｒ，ΔＬ_Ｇ，ΔＬ_Ｂをゼロに近づけるために、本実施形態では、第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１の光路上に分散媒質からなる光学部材４１を設け、第２分岐光Ｐ_２および第２反射光Ｒ_２の光路上に分散媒質からなる光学部材４２を設けている。これにより、光学部材４１，４２を通過する際の光路長を各波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇおよびλ_Ｂで異ならせることができるので、光路長差ΔＬ_Ｒ，ΔＬ_Ｇ，ΔＬ_Ｂが同時にゼロとなるように、すなわち焦点位置Ｆ_Ｒ、Ｆ_ＧおよびＦ_Ｂが互いに等光路点となるように各成分の光路長を調整できる。なお、第１レンズ２１の焦点距離が長波長ほど長くなる場合には、光学部材４１として長波長ほど屈折率が低くなる正常分散媒質を使用し、光学部材４２として長波長ほど屈折率が高くなる異常分散媒質を使用することが好ましい。逆に、第１レンズ２１の焦点距離が長波長ほど短くなる場合には、光学部材４１として異常分散媒質を使用し、光学部材４２として正常分散媒質を使用することが好ましい。

また、被測定物９の表面形状が波長未満の微小な凹凸を持つ場合には、干渉の振幅が最大となる光路長差付近において、波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂそれぞれの中心波長をλ_Ｒ０，λ_Ｇ０，λ_Ｂ０とおいて、それぞれλ_Ｒ０／４，λ_Ｇ０／４，λ_Ｂ０／４ずつ光路長差を４回シフトさせると共に干渉パターン像を取得するとよい。そして、各波長成分毎に４つの干渉パターン像に基づいて、像の各位置において干渉波形の位相オフセット値を求めることにより被測定物９の詳細な表面形状（高さ分布）を求め、各波長成分による表面形状を合成することにより、広い高さ範囲での表面形状を、波長未満の精度で得ることができる。このようなλ_Ｒ０／４，λ_Ｇ０／４，λ_Ｂ０／４ずつの光路長差のシフトは、ピエゾアクチュエータ７２を駆動することにより反射ミラー７３を第２分岐光Ｐ_２の光軸方向に微小動作させることで容易に実現できる。なお、本実施形態では、ピエゾアクチュエータ７１は測定開始時の光学調整のみに使用され、測定中は動作しない。

また、本実施形態において、焦点位置Ｆ_Ｒ、Ｆ_ＧおよびＦ_Ｂのうち第１レンズ２１に最も近い焦点位置（図３ではＦ_Ｂ）と、最も離れた焦点位置（図３ではＦ_Ｒ）との差は５μｍ以上であることが望ましい。このように焦点位置の変化幅を比較的長くとることによって、例えば生物細胞といった厚さ５〜１０μｍ程度の被測定物の形状を好適に測定することができる。一般的な対物レンズの軸上色収差は赤色光と青色光とを比べても±１μｍ程度に抑えられているので、このように大きな軸上色収差を有するレンズとしては、例えば単色レーザ用のレンズ等が好適に用いられる。

以上の説明においては光Ｐが３つの波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂを含む場合について説明したが、光Ｐが一定の波長帯域にわたって略平坦なスペクトルを有する場合であっても、撮像部５１が複数の波長成分のそれぞれを個別に撮像することで、同様の作用を得ることができる。いま、撮像部５１のスペクトルチャネル数（すなわち、光Ｐに含まれる波長成分の数）をＮ（Ｎは２以上の整数）とし、各チャネルの中心波長をλ_１，λ_２…λ_Ｎとおく。そして、図５に示すように、各チャネルの中心波長同士の間隔をλ_ｄとし、各チャネルの受光スペクトル帯域幅をΔλとおく。このとき、各チャネルにおいて検出される各波長成分のコヒーレンス長Δｌは、次式（１）によって表される。

例えばλ＝５００ｎｍ、Δλ＝６０ｎｍ、ｎ（屈折率）＝１．３３（水中）を代入すると、この値はΔｌ＝３．１μｍとなる。

ここで、光の波長がλ_ｄ長くなる毎に焦点距離がおおよそΔｌずつ長くなるように第１レンズ２１の軸上色収差を設定する。このとき、撮像部５１の各チャネルに入射する光は、それぞれ異なる焦点位置からの反射光を反映したものとなる。さらに、光学部材４１及び４２の屈折率特性を、波長がλ_ｄ長くなる毎におおよそｎ×Δｌずつ光路長差が短くなるように調整する。これにより、物体光路（第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１が通過する光路）の光路長と、参照光路（第２分岐光Ｐ_２および第２反射光Ｒ_２が通過する光路）の光路長とが互いに等しくなる等光路点は、波長がλ_ｄ長くなる毎に、第１レンズ２１からΔｌずつ遠方にシフトする。

図６に示すグラフは、光学ガラスとして一般的なＢＫ７の屈折率特性を示している。いま、第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１の光路上に設けられた光学部材４１のみを用いて光路長差を調整することを考える。この光学部材４１にＢＫ７を用いた場合、ＢＫ７の色分散は波長５５０ｎｍ付近で５×１０^−５／ｎｍである（図６参照）。例えばλ_ｄ＝１００ｎｍとした場合、隣接する波長間で５×１０^−３の屈折率差が生じる。この屈折率差によって生じる光学部材４１内での光路長差がｎ×Δｌに等しくなればよいので、光学部材４１に必要な厚さＤは、
Ｄ＝ｎ×Δｌ／（ＣＤ×λ_ｄ）＝８２５［μｍ］
となる。なお、現実には、第１レンズ２１、光学部材４１、第２レンズ２２の三箇所において光路長の波長依存性が生ずるので、その全てで発生する光路長の波長依存性が次の条件
ｎ×Δｌ＝（ＣＤ×λ_ｄ）×Ｄ＋ΔＯＤ_ｏｂｊ１−ΔＯＤ_ｏｂｊ２（ただし、ΔＯＤ_ｏｂｊ１およびΔＯＤ_ｏｂｊ２は第１レンズ２１および第２レンズ２２のそれぞれで発生する光路長の波長依存性）
を満たすように、光学部材４１の厚さを調整する必要がある。

図７は、各チャネルの干渉信号と第１分岐光Ｐ_１の光軸方向位置との関係を示す図である。上記した条件を満たすことにより、図７に示されるように、各チャネルの干渉信号を第１分岐光Ｐ_１の光軸方向に広範囲にわたって連続して得ることができる。

そして、このような条件下で、ピエゾアクチュエータ７２によって反射ミラー７３を光軸方向に変位させることにより、各チャネル毎に例えば波長の１／４ずつの位相シフトを行いながら４枚の干渉像を撮像すれば、各チャネルの干渉像は各焦点位置での細胞形状を反映した位相像となる。図８（ａ）〜（ｈ）は、一例としてＮ＝８の場合における干渉像を示す画像であり、互いにΔｌずつシフトした光軸方向位置における干渉像を示している。そして、これらの干渉像を、チャネル１からチャネルＮにわたって合成すると、被測定物９全体の表面（界面）形状の全焦点画像が得られる（図９参照）。なお、このときの被測定深度はＮ×Δｌである。例えば前述Δｌ＝３．１μｍの条件でＮ＝３とした場合、被測定深度は９μｍ程度となり、厚さ５〜１０μｍの細胞の殆どを測定することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態による干渉測定装置１では、一般的な対物レンズとは顕著に異なる有意の大きさの軸上色収差を第１レンズ２１が有するので、光源１１が複数の波長成分（例えばλ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂ）を含む光Ｐを出力することにより、第１レンズ２１による各波長成分の焦点位置（Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂ）が第１分岐光Ｐ_１の光軸方向に並ぶ。したがって、撮像部５１において各波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂの焦点位置Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂにおける干渉パターンを撮像することにより、光軸方向位置すなわち被測定物９における高さ位置が異なる複数の干渉パターンを好適に得ることができる。このように、干渉測定装置１によれば、被測定物９や反射ミラー７３を移動ステージ等を用いて機械的に移動させることなく複数の高さ位置（深さ位置）での干渉パターンを得ることができるので、機械的な動作を低減して測定時間を短縮し、且つモーションアーチファクトを抑制できる。

また、本実施形態のように、第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１の光路上、並びに第２分岐光Ｐ_２および第２反射光Ｒ_２の光路上には、分散媒質からなる光学部材４１，４２を設けることが好ましい。これらの光学部材４１，４２を通過する光の光路長はその波長に応じて変化するので、この光学部材４１，４２において各波長成分の光路長が調整されることにより、各波長成分の焦点位置Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂそれぞれを等光路点（すなわち各波長成分λ_Ｒ，λ_Ｇ，λ_Ｂの光路長が互いに等しくなる点）に好適に近づけることができる。なお、本実施形態では第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１の光路上、ならびに第２分岐光Ｐ_２および第２反射光Ｒ_２の光路上の双方に光学部材を配置しているが、いずれか一方の光路上にのみ光学部材を配置してもよい。また、光学部材４１は、第１分岐光Ｐ_１および第１反射光Ｒ_１の光路が互いに一致していない場合には、少なくともいずれか一方の光路上に設けられるとよい。光学部材４２に関しても、第２分岐光Ｐ_２および第２反射光Ｒ_２の光路が互いに一致していない場合には、少なくともいずれか一方の光路上に設けられるとよい。

本発明による干渉測定装置は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では各波長成分の光路長を整合させるために分散媒質からなる光学部材を設けたが、第１レンズや第２レンズ自体も波長分散を有することができるので、第１レンズや第２レンズの分散特性を利用して各波長成分の光路長を整合させてもよい。したがって、光学部材を設けるか否かは任意となる。

本実施形態に係る干渉測定装置１の構成図である。 撮像部５１に到達する干渉光ＲＩの強度と光路長差ΔＬとの関係を示す図である。 被測定物９の付近における干渉測定装置１の構成を拡大して示す図である。 （ａ）波長成分λ_Ｂによる干渉パターンを示しており、被測定物９の頂部付近の表面形状を示している。（ｂ）波長成分λ_Ｇによる干渉パターンを示しており、被測定物９の中腹付近の表面形状を示している。（ｃ）波長成分λ_Ｒによる干渉パターンを示しており、被測定物９の裾部付近の表面形状を示している。 各チャネルの受光スペクトルを示す図である。 光学ガラスとして一般的なＢＫ７の屈折率特性を示すグラフである。 各チャネルの干渉信号と光軸上の位置との関係を示す図である。 （ａ）〜（ｈ）干渉像の一例を示す画像である。 被測定物９全体の表面（界面）形状の全焦点画像の一例である。

符号の説明

１…干渉測定装置、９…被測定物、１１…光源、２１…第１レンズ、２２…第２レンズ、２３，２５…レンズ、２４…アパーチャ、３１…ハーフミラー、４１，４２…光学部材、５１…撮像部、５２…解析部、６１…容器、７１，７２…ピエゾアクチュエータ、７３…反射ミラー、Ｆ_Ｒ，Ｆ_Ｇ，Ｆ_Ｂ…焦点位置、Ｐ_１…第１分岐光、Ｐ_２…第２分岐光、Ｒ_１…第１反射光、Ｒ_２…第２反射光、ＲＩ…干渉光。

Claims (3)

1. 互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光を出力する光源と、
   前記光源から出力された光を分岐して第１分岐光および第２分岐光を出力し、前記第１分岐光が被測定物により反射されて生じる第１反射光を入力するとともに、前記第２分岐光が反射ミラーにより反射されて生じる第２反射光を入力して、これら第１反射光と第２反射光とを干渉させて当該干渉光を出力する干渉光学系と、
   前記第１分岐光の光路上に設けられて前記被測定物内に焦点を結ぶ第１レンズと、
   前記第２分岐光の光路上に設けられて前記反射ミラー上に焦点を結ぶ第２レンズと、
   前記干渉光学系から出力される干渉光を結像する結像光学系と、
   前記複数の波長成分に感度を有し、前記結像光学系により結像された干渉光の干渉パターンを撮像する撮像部と
   を備え、
   前記第１レンズの軸上色収差が前記第２レンズの軸上色収差より大きく、前記第１レンズによる前記複数の波長成分それぞれの焦点位置が前記第１レンズの軸上色収差に起因して前記第１分岐光の光軸方向に並んでおり、各波長成分の焦点位置における干渉パターンを前記撮像部において撮像することを特徴とする、干渉測定装置。
2. 前記第１分岐光、前記第１反射光、前記第２分岐光、及び前記第２反射光のうち少なくとも一つの光路上に設けられた分散媒質からなる光学部材を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の干渉測定装置。
3. 前記第１レンズによる各波長成分の焦点位置のうち、前記第１レンズに最も近い焦点位置と最も離れた焦点位置との距離が５μｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の干渉測定装置。