JP4500736B2 - Shape measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、非球面、球面、あるいは自由曲面を有する結像レンズ等の光学部品、金型およびその成型品等の三次元形状を高精度に測定する形状測定装置に関するものである。 The present invention relates to a shape measuring apparatus that measures a three-dimensional shape of an optical component such as an imaging lens having an aspherical surface, a spherical surface, or a free-form surface, a mold, and a molded product thereof with high accuracy.
従来、高精度な面形状を有する光学部品等の自由曲面や球面を計測する三次元形状測定装置においては、プローブの制御方法として、例えば特許文献1に開示された装置では、Z方向の形状測定用にはレーザ測長器を用いる一方で、プローブを形状にトレースさせるための制御にはオートフォーカス機構を利用している。 Conventionally, in a three-dimensional shape measuring apparatus that measures a free curved surface or a spherical surface of an optical component or the like having a highly accurate surface shape, as a probe control method, for example, in the apparatus disclosed in Patent Document 1, shape measurement in the Z direction is performed. For this purpose, a laser length measuring device is used, while an autofocus mechanism is used for control for tracing the probe into a shape.
図2は、オートフォーカス機構を利用した従来例を示すもので、半導体レーザ201から発したレーザ光はコリメーターレンズ202、偏光ビームスプリッタ203、λ/4波長板204を透過した後、ダイクロイックミラー205を反射して、対物レンズ206によってプローブ207の上面に取り付けられたミラー223に焦点を結ぶ。ミラー223で反射して対物レンズ206に戻ったレーザ光の反射光はダイクロイックミラー205および偏光ビームスプリッタ203で今度は反射し、レンズ208で集光されてハーフミラー209で2つに分離され、ピンホール210を通過し、2つの光検出器211で受光される。2つの光検出器211の出力は誤差信号発生部212によってフォーカス誤差を表す信号となり、サーボ回路213によってこのフォーカス誤差信号がゼロとなるようにリニアモータ214を制御する。こうしてプローブ筐体215に対するプローブ207の位置を一定位置に保持することができる。さらにこの状態でワーク221の表面上をプローブ207が倣い走査することでワーク221の形状を測定することができる。
FIG. 2 shows a conventional example using an autofocus mechanism. Laser light emitted from a
また、三次元形状測定装置におけるプローブの別の制御方法として、特許文献2に開示されたように、プローブの制御用位置検出手段として変位計を用いるものが知られている。 Further, as another probe control method in the three-dimensional shape measuring apparatus, as disclosed in Patent Document 2, a probe using a displacement meter as a probe control position detecting means is known.
図3は、プローブの制御用位置検出手段として変位計を利用した従来例を示すもので、エアー供給口306から供給されるエアーによって多孔質パッド305によってプローブ軸302との間にエアーベアリングが形成され、プローブ軸302は紙面に対して上下に移動可能に保持される。プローブ先端301がワークに接触したとき平行板バネ309の撓み量を予め設定した量に制御する必要があり、その量は変位計303とプローブ軸302のギャップを予め設定した値になるように制御することで達せられる。従って変位計303からの信号を予め設定した数値に保ったままプローブ筐体304を移動させることで、プローブ先端301はワーク表面を倣い走査することができる。
しかしながら、特許文献1に開示されたオートフォーカス機構によるプローブ位置の検出方法はピント面近傍ではほぼ正しい信号が出力されるが、ピント面から大きく離れると位置と信号の関係が崩れて正しい位置を計測することができない。 However, the probe position detection method using the autofocus mechanism disclosed in Patent Document 1 outputs a substantially correct signal in the vicinity of the focus surface, but if the distance from the focus surface is far away, the relationship between the position and the signal collapses and the correct position is measured. Can not do it.
さらに、プローブ位置と信号の関係が大きく崩れた状態ではプローブがワークに対して押し込まれているのか、離れる方向なのかをも区別することができなくなり、プローブとワークが衝突し破損させるおそれがある。 Furthermore, when the relationship between the probe position and the signal is greatly broken, it is impossible to distinguish whether the probe is pushed into the workpiece or away from the workpiece, and the probe and the workpiece may collide and be damaged. .
また、特許文献2に開示されたプローブの位置検出手段として変位計を用いる方法では、変位計の検出範囲が狭いので変位計とプローブターゲットの間隔を精密に調整する必要がある。またプローブターゲットと変位計は対向して取り付ける必要があるのでプローブの位置が大きくずれるとセンサーとプローブターゲットが衝突し破損するおそれがある。衝突を回避するためにメカ的なストッパーを用意するとさらにプローブと変位計とストッパーの位置関係を精密に調整する必要が出てくる。 In the method using a displacement meter as the probe position detection means disclosed in Patent Document 2, the detection range of the displacement meter is narrow, and therefore it is necessary to precisely adjust the distance between the displacement meter and the probe target. In addition, since the probe target and the displacement meter need to be mounted to face each other, the sensor and the probe target may collide and be damaged if the position of the probe is greatly displaced. If a mechanical stopper is prepared in order to avoid a collision, the positional relationship among the probe, the displacement meter, and the stopper needs to be precisely adjusted.
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、プローブの位置が大きくずれた場合でも正しくプローブ位置を計測し、被測定物の三次元形状を常時安定して高精度で測定できる形状測定装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and even when the position of the probe is greatly deviated, the probe position is correctly measured, and the three-dimensional shape of the object to be measured is always stable. An object of the present invention is to provide a shape measuring apparatus capable of measuring with high accuracy.
上記目的を達成するため、本発明の形状測定装置は、架台に対して移動可能な移動体と、前記移動体にZ方向に移動可能に保持されたプローブと、を備え、前記プローブによって被測定面をXY方向に走査するとともに前記プローブのZ方向の位置を測定することで、前記被測定面の形状を測定する形状測定装置であって、前記移動体をZ方向に移動させるZ軸ステージと、前記プローブのZ方向の端部に設けられたターゲットミラーと、前記ターゲットミラーに相対するよう前記架台に固定された第一の基準ミラーと、前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間に配置され、前記移動体に固定された干渉手段と、前記プローブのZ方向の位置として、前記干渉手段にレーザ光を出射し、前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間を往復したレーザ光を入射して前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとのZ方向の距離を測定する第一のレーザ測長器と、前記干渉手段と前記第一の基準ミラーとの間に配置され、前記移動体に固定された第二の基準ミラーと、前記干渉手段にレーザ光を出射し、前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間を往復したレーザ光を入射して前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとのZ方向の離間距離を測定する第二のレーザ測長器と、前記第二のレーザ測長器により測定された前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの離間距離があらかじめ設定された値となるように前記Z軸ステージを駆動して前記移動体のZ方向の位置を制御するコントローラーと、を備え、前記第一の基準ミラー、前記第二の基準ミラー及び前記干渉手段を前記プローブに対してZ方向に同軸上に配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a shape measuring apparatus according to the present invention includes a movable body that is movable with respect to a gantry , and a probe that is held by the movable body so as to be movable in the Z direction. A shape measuring apparatus for measuring the shape of the surface to be measured by scanning the surface in the XY direction and measuring the position of the probe in the Z direction, and a Z-axis stage for moving the movable body in the Z direction; A target mirror provided at an end in the Z direction of the probe, a first reference mirror fixed to the gantry so as to face the target mirror, and between the first reference mirror and the target mirror The laser beam is emitted to the interference unit as a position in the Z direction of the probe and the interference unit fixed to the moving body, and the first reference mirror and the target mirror A first laser length measuring device for measuring the distance in the Z direction between the first reference mirror and the target mirror by entering a laser beam reciprocating between the first reference mirror, the interference means and the first reference A second reference mirror arranged between the mirror and fixed to the movable body; and a laser beam which emits laser light to the interference means and reciprocates between the second reference mirror and the target mirror. a second laser length measuring instrument for measuring the Z-direction separation distance of the incident and the second reference mirror and the target mirror, said second laser measurement device said second reference measured by comprising a controller which distance mirrors and the target mirror by driving the Z-axis stage such that the predetermined value for controlling the position in the Z direction of the movable body, wherein the first reference mirror The first Characterized in that arranged coaxially in the Z direction with respect to the reference mirror and the interference means the probe.
接触式または非接触式のプローブをワークの表面(被測定面)に対して倣い走査する工程で、プローブが倣い走査中心から大きくずれても、第二のレーザ測長器によってプローブ位置を正しく検出して、直ちに倣い走査中心にプローブ位置を直すことができる。また、プローブ位置が倣い走査中心から大きくずれたとき、プローブがワークに対して押し込まれているのか離れているのかが正確に読みとることができるため、プローブをワークに衝突させてしまうおそれもなく、安全性の高い形状測定を行うことが可能となる。 In the process of scanning a contact or non-contact type probe with respect to the surface of the workpiece (surface to be measured), the probe position is correctly detected by the second laser length measuring device even if the probe deviates greatly from the scanning center. Thus, the probe position can be immediately corrected to the scanning center. In addition, when the probe position deviates greatly from the scanning center, it is possible to accurately read whether the probe is pushed into or away from the workpiece, so there is no risk of causing the probe to collide with the workpiece. It is possible to perform highly safe shape measurement.
共通のターゲットミラーとして、プローブに取り付けられたターゲットミラーを用いることで、装置を小型化するとともに、プローブの実効質量を軽減することができる。 By using a target mirror attached to the probe as a common target mirror, the apparatus can be miniaturized and the effective mass of the probe can be reduced.
さらに、2つのレーザ測長光路をプローブに対して同軸上に配置することで、プローブ軸の傾きによる誤差の影響を受けない高精度な測長が可能となる。
Further, by arranging the two laser measurement optical paths coaxially with respect to the probe, it is possible to perform highly accurate length measurement that is not affected by errors due to the inclination of the probe axis.
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は一実施の形態による形状測定装置を示す模式図である。この装置は、本体架台101と、高さ方向であるZ方向の測定基準となる第一の基準ミラー102とを有し、第一の基準ミラー102は本体架台101に取り付けられている。Z軸アーム103は、Z軸ステージ104によってZ方向に移動する移動体であり、ガイド構造としてエアーベアリングを採用し、Z軸ステージ104の駆動機構としては、例えばリニアモータを搭載している。
FIG. 1 is a schematic view showing a shape measuring apparatus according to an embodiment. This apparatus has a
Z軸アーム103に支持されたプローブハウジング105は、プローブ軸106を、板バネ107、108を介してプローブハウジング105に対してZ方向に移動可能なように保持している。プローブ軸106とともに接触式のプローブを構成するプローブ先端球109は、プローブ軸106に接着あるいは図示していない真空バキューム機構によって固定されている。
The
このようにプローブ軸106は板バネ107、108を介してプローブハウジング105に保持され、プローブハウジング105はZ軸アーム103に固定され、プローブ先端球109がワークWの表面(被測定面)を倣い走査することでワークWの三次元形状を計測する。
In this way, the probe shaft 106 is held by the
Z軸アーム103には、プローブ位置検出系の測定基準となる第二の基準ミラー111と、λ/4板を有する干渉計(干渉手段)112が搭載され、干渉計112にはコーナーキューブ113が取り付けられる。プローブ軸106の上端にはターゲットミラー114が固定される。
The Z-
すなわち、第二の基準ミラー111は干渉計112およびコーナーキューブ113とともにZ軸アーム103に固定されている。また、第二の基準ミラー111には、第一の基準ミラー102に向かうレーザ光が通過できるように貫通穴が1箇所以上、例えば2箇所に設けられている。
That is, the second reference mirror 111 is fixed to the Z-
第一の基準ミラー102および干渉計112を用いる第一のレーザ測長器は、レーザ投光部115およびレーザ受光部116を有し、レーザ受光部116は、レーザ測長アンプとつながっている。また、第二の基準ミラー111および干渉計112を用いる第二のレーザ測長器は、図1の紙面に向かって奥にあるレーザ投光部117と、図1の紙面に向かって手前にあるレーザ受光部118を有する。
The first laser length measuring device using the first reference mirror 102 and the
レーザ投光部115からのレーザ光は互いに直交する偏向をもった2種類の光、すなわちP偏光とS偏光と呼ばれる光を持っている。今、S偏光が干渉計112で反射する方向の光とする。S偏光は干渉計112に入り、図示下方に反射し、プローブ軸106に固定されたターゲットミラー114で図示上方に反射する。次に干渉計112に入ったときはλ/4板を2回通るので今度は透過し、第二の基準ミラー111に設けられた穴を抜けて第一の基準ミラー102に達する。次に第一の基準ミラー102で反射した光は再び第二の基準ミラー111の穴を抜けて干渉計112に入る。このときλ/4板を2回通るので今度は干渉計112で反射し図に向かって左側に光が進みコーナーキューブ113に入る。コーナーキューブ113では光は図に向かって下側に移動し、今度は右側へ入ってきたときと平行に射出し、再び干渉計112に入る。干渉計112では今度は図示上方に反射し、第二の基準ミラー111の前回とは異なる穴を抜けて第一の基準ミラー102に達する。第一の基準ミラー102で反射した光は再びZ軸制御用の第二の基準ミラー111に設けられた穴を通って干渉計112に入る。λ/4板を2回通っているので今度は干渉計112を透過し、プローブ軸106に固定されたターゲットミラー114で反射して再び干渉計112に入り、再びλ/4板を2回通っているので今度は干渉計112で反射してレーザ受光部116に入る。
The laser light from the
次にP偏光はレーザ投光部115から干渉計112に入ると干渉計112を透過し、そのままコーナーキューブ113に入る。コーナーキューブ113では前回の光のときと同様に光は図示下方に移動し今度は右側へ入ってきたときと平行に射出する。光はλ/4板を通っていないので干渉計112でそのまま透過し、レーザ受光部116へ入る。このとき先ほどのS偏光とP偏光が干渉する。P偏光は固定されたコーナーキューブを通るだけなので一定であるが、S偏光は第一の基準ミラー102とターゲットミラー114の間を2往復している。従ってS偏光とP偏光の干渉縞を計測することで第一の基準ミラー102とターゲットミラー114の距離の変化を計測することができる。
Next, when the P-polarized light enters the
すなわち、ワークWの三次元形状を測定する形状検出系は、レーザ投光部115からのレーザ光をレーザ受光部116で受けて測長することで、第一の基準ミラー102とプローブ軸106上のターゲットミラー114間の距離を測定する。
That is, the shape detection system for measuring the three-dimensional shape of the workpiece W receives the laser beam from the
プローブのZ軸制御を行うプローブ位置検出系のレーザ投光部117から射出したレーザ光も、同様に互いに直交する偏向をもったS偏光とP偏光を持っている。レーザ投光部117からのS偏光は、第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の間で2往復してレーザ受光部118に入る。これに対してレーザ投光部117からのP偏光はコーナーキューブ113を回ってレーザ受光部118に入る。ここで、S偏光とP偏光が干渉するので、レーザ受光部118に入ったS偏光とP偏光の干渉縞を計測することで今度は第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離の変化を計測することができる。
Similarly, the laser light emitted from the
すなわち、プローブ位置を制御するためのプローブ位置検出系は、レーザ投光部117で射出したレーザ光をレーザ受光部118で受けて距離を測長することで、第二の基準ミラー111とプローブ軸106上のターゲットミラー114間の距離を測定する。
That is, the probe position detection system for controlling the probe position receives the laser beam emitted from the
次に、プローブ先端球109をワークWにトレースさせながらその表面形状を計測する方法を説明する。
Next, a method for measuring the surface shape of the
まず、図示しない形状測定装置制御用のコントローラーからZ軸ステージ104を所定の原点位置に移動させる。このとき、第一、第二のレーザ測長用のレーザ受光部116、118を所定の数値にリセットする。上記コントローラーにはワークWを初めとする各種のデータが記憶されている。コントローラーは、次にワークWの情報からプローブ先端球109をワークWに接触させる初期位置へZ軸座標に対して直交するXY軸方向、すなわち図1に対して水平方向の位置へ図示していないX軸、Y軸ステージを駆動して移動させる。次にコントローラーはZ軸ステージ104を駆動してプローブ先端球109をワークWへ近づける。このとき、コントローラーは第二のレーザ測長用のレーザ受光部118からの信号を同時に読みとり続ける。
First, the Z-axis stage 104 is moved to a predetermined origin position from a controller (not shown) for controlling the shape measuring apparatus. At this time, the first and second laser
プローブ先端球109がワークWに接触し、プローブ軸106を支持している板バネ107、108が所定の量撓んだときの第二の基準ミラー111とプローブ軸106上のターゲットミラー114の距離を予めコントローラーに記憶しておき、その距離になったときにZ軸の降下を停止する。この後は、コントローラーによって第二の基準ミラー111とプローブ軸106上のターゲットミラー114の距離を第二のレーザ測長用のレーザ受光部118からの信号から常に読みとり、常に第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離が予め設定された値になるようにZ軸ステージ104を駆動してZ軸アーム103のZ方向位置を制御するZ軸制御を行う。
The distance between the second reference mirror 111 and the
すなわち、レーザ受光部118からの信号によってZ軸ステージ104はサーボ状態となる。このZ軸ステージ104のサーボ状態をコントロールするのに、前記コントローラー以外のサーボ専用のコントローラーを用意してもよい。このとき、何らかの原因でZ軸制御用の第二の基準ミラー111とプローブ軸106上のターゲットミラー114の距離が設定値より大きく変化してしまっても、第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離を測定する手段が上記のようにレーザ測長器であって測定範囲にほぼ制限が無いので、距離信号が途切れたり、リニアリティが悪化することがなく、第二の基準ミラー111からのターゲットミラー114の距離、すなわちプローブ軸106のZ方向位置を正確に検出することができる。従って、前記コントローラーあるいはサーボ専用のコントローラーからの指令で、Z軸制御用の第二の基準ミラー111とプローブ軸106上のターゲットミラー114の距離を予め設定された値に戻すことが可能となる。
That is, the Z-axis stage 104 is in a servo state by a signal from the laser light receiving unit 118. In order to control the servo state of the Z-axis stage 104, a servo-dedicated controller other than the controller may be prepared. At this time, even if the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the
Z軸ステージ104が常にZ軸制御用の第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離が予め設定された値になるように駆動するサーボ状態になったら、次にコントローラーは予め設定しておいた通りプローブ先端球109がワークWの表面を走査するように図示しないXY軸に移動指令を与える。プローブ先端球109はワークWの表面上を移動するが、ワークWの表面形状によってプローブ先端球109を接着したプローブ軸106は図示上下方向に動く。このとき、Z軸ステージ104が、常にZ軸制御用の第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の離間距離を予め設定された値に保つように、Z軸アーム103のZ方向位置を制御している。
When the Z-axis stage 104 is in a servo state where the distance between the second reference mirror 111 for controlling the Z-axis and the
すなわち、常にZ軸制御用の第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離が予め設定された値になっているので、プローブ軸106を固定している板バネ107、108の撓み量を一定にしたままプローブ先端球109はワークWの表面を走査することになる。すなわち、プローブ先端球109がワークWに対して一定の圧力を保ったまま接触し、表面形状を倣い走査することになる。
That is, since the distance between the second reference mirror 111 for Z-axis control and the
コントローラーの指令によって図示しないXY軸を駆動し、Z軸ステージ104が常にZ軸制御用の第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離が予め設定された値になるように駆動することでプローブ先端球109がワークWの表面を倣い走査するのと同時に、前記コントローラー、または専用のレーザ計測装置によって第一の基準ミラー102とプローブ軸106上のターゲットミラー114の間の距離変化をレーザ受光部116の信号として受け取る。すなわち、第一の基準ミラー102とターゲットミラー114の間の距離変化データがワークWの表面形状を表すデータとなる。このとき、XY軸の座標は、XY軸に設けられた図示しないエンコーダーを用いたり、あるいはレーザ測長器を2軸増やし、図示水平方向にX軸用の第三の基準ミラーおよびY軸用の第四の基準ミラーを配置し、干渉計をZ軸アーム103に2軸分用意することによって、XY軸座標をレーザ測長器によって知ることも可能である。
The probe is driven by driving the XY axes (not shown) in accordance with a command from the controller so that the distance between the second reference mirror 111 for controlling the Z axis and the
このように、Z軸ステージ104が常に第二の基準ミラー111とターゲットミラー114の距離が予め設定された値になるようにZ軸制御しながらXY軸を移動している間、コントローラーは、第一の基準ミラー102とターゲットミラー114の間の距離変化をレーザ受光部116の信号として受け取るデータをZ方向データとし、そのときのXY軸座標を、例えば前記第三の基準ミラーおよび第四の基準ミラーからの距離として受け取りXY座標データとすることで、XY座標に対するZ方向データとして取り込むことができる。すなわちこのXY座標に対するZ方向データがワークWの表面形状となる。
In this way, while the Z-axis stage 104 always moves the XY axes while controlling the Z-axis so that the distance between the second reference mirror 111 and the
上記の構成によれば、プローブの位置変位を計測するためのレーザ測長光学系を、Z方向の形状測定データを得るためのレーザ測長光学系と同軸上に組むことによって、コンパクトなレーザ測長系を用いたプローブの位置制御が可能となり、大きなストローク変位が発生しても信号が途切れることなく、また正確なプローブ位置を計測することが可能となる。 According to the above configuration, the laser length measurement optical system for measuring the position displacement of the probe is assembled coaxially with the laser length measurement optical system for obtaining the shape measurement data in the Z direction. It is possible to control the position of the probe using the long system, and even if a large stroke displacement occurs, the signal is not interrupted, and an accurate probe position can be measured.
102、111 基準ミラー
103 Z軸アーム
104 Z軸ステージ
106 プローブ軸
109 プローブ先端球
112 干渉計
113 コーナーキューブ
114 ターゲットミラー
102, 111 Reference mirror 103 Z-axis arm 104 Z-axis stage 106
Claims (2)
前記移動体をZ方向に移動させるZ軸ステージと、
前記プローブのZ方向の端部に設けられたターゲットミラーと、
前記ターゲットミラーに相対するよう前記架台に固定された第一の基準ミラーと、
前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間に配置され、前記移動体に固定された干渉手段と、
前記プローブのZ方向の位置として、前記干渉手段にレーザ光を出射し、前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間を往復したレーザ光を入射して前記第一の基準ミラーと前記ターゲットミラーとのZ方向の距離を測定する第一のレーザ測長器と、
前記干渉手段と前記第一の基準ミラーとの間に配置され、前記移動体に固定された第二の基準ミラーと、
前記干渉手段にレーザ光を出射し、前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの間を往復したレーザ光を入射して前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとのZ方向の離間距離を測定する第二のレーザ測長器と、
前記第二のレーザ測長器により測定された前記第二の基準ミラーと前記ターゲットミラーとの離間距離があらかじめ設定された値となるように前記Z軸ステージを駆動して前記移動体のZ方向の位置を制御するコントローラーと、を備え、
前記第一の基準ミラー、前記第二の基準ミラー及び前記干渉手段を前記プローブに対してZ方向に同軸上に配置したことを特徴とする形状測定装置。 A moving body movable with respect to the gantry, and a probe which is movably held in the Z direction on the movable body, the position in the Z direction of the probe while scanning the surface to be measured in the XY direction by the probe Is a shape measuring device for measuring the shape of the surface to be measured,
A Z-axis stage for moving the movable body in the Z direction;
A target mirror provided at an end of the probe in the Z direction;
A first reference mirror fixed to the gantry to face the target mirror;
An interference means disposed between the first reference mirror and the target mirror and fixed to the moving body;
As the position of the probe in the Z direction, a laser beam is emitted to the interference means, and a laser beam reciprocating between the first reference mirror and the target mirror is incident to enter the first reference mirror and the target. A first laser length measuring device for measuring the distance in the Z direction from the mirror;
A second reference mirror disposed between the interference means and the first reference mirror and fixed to the movable body;
A laser beam is emitted to the interference means, a laser beam reciprocating between the second reference mirror and the target mirror is incident, and a separation distance in the Z direction between the second reference mirror and the target mirror is set. A second laser length measuring device,
The Z-axis stage is driven so that the separation distance between the second reference mirror measured by the second laser length measuring instrument and the target mirror becomes a preset value, and the Z direction of the movable body And a controller for controlling the position of the
The shape measuring apparatus, wherein the first reference mirror, the second reference mirror, and the interference means are arranged coaxially with respect to the probe in the Z direction .
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