距離測定装置およびこれを備えた光学干渉計、光学顕微鏡
【課題】光軸上に置かれた被測定物までの当該光軸に沿った距離を高精度に測定できる距離測定装置を提供すること。
【解決手段】距離測定装置は、レーザ干渉計１の測定光Ｌ１の光軸上において導電性の被測定物２に対向配置された透明電極４４と、透明電極４４および被測定物２の間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路５２とを備える。そして、距離測定装置は、検出した静電容量に基づいて透明電極４４と被測定物２との間の光軸に沿った距離Ｄを算出する。
【解決手段】距離測定装置は、レーザ干渉計１の測定光Ｌ１の光軸上において導電性の被測定物２に対向配置された透明電極４４と、透明電極４４および被測定物２の間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路５２とを備える。そして、距離測定装置は、検出した静電容量に基づいて透明電極４４と被測定物２との間の光軸に沿った距離Ｄを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離を測定する距離測定装置に関し、詳しくは、光軸上に置かれた被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置に関し、および、これを備えた光学干渉計、光学顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノメートル単位の精度を要求される部品や、そのような高精度の部品を製造する製造装置の需要が産業界で高まってきており、この産業界の要請に応えるべく、部品の形状などをナノメートル単位の精度で測定できるレーザ干渉計や、可動部などをナノメートル単位の精度で位置決めできるレーザ干渉計を備えた製造装置などが用いられている。
【０００３】
例えば、２次元方向に移動可能に設けられたステージの変位を測定するレーザ干渉計を備えた平面ステージ装置が知られている（特許文献１参照）。
通常、レーザ干渉計は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被測定物（ステージの基準面など）に照射するとともに参照光を参照面に照射して、被測定物を反射した測定光と、参照面を反射した参照光とを重ね合わせ、光路差により発生する干渉縞を検出する。そして、被測定物の変位に応じて変化する干渉縞の位相に基づき、被測定物の変位が算出される。
例えば、測定光を被測定物に垂直に照射する場合、発生する干渉縞の縞間隔は、測定光の波長の半分となる。光源として波長が６３３nmである周波数安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源を用いた場合、干渉縞間隔は原理的に３１６．５nmとなるが、検出した干渉縞の信号を内挿手段（インターポレータ）にて３１７分割以上の内挿処理を実行することで、ステージなどの変位をナノメートル単位の精度で測定することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の平面ステージ装置のように、ステージの位置決めを行う際、装置の電源を落とす前と、装置の電源を再投入した後とで、ステージ位置の再現性を確保するためにステージ自体の原点位置を把握したい場合がある。
しかし、前述のレーザ干渉計では、測定光をステージに照射するセンサヘッドに対するステージの相対的な変位を測定できるが、ステージの絶対的な位置（原点位置など）を測定できない。
そのため、特許文献１の平面ステージ装置では、レーザ干渉計とは別に、ステージを検出する光学的なスイッチが設けられ、このスイッチにて検出されたステージ位置がレーザ干渉計による測定の原点として使用される。
【０００６】
しかしながら、前述の平面ステージ装置では、光学的なスイッチが、レーザ干渉計の測定光との干渉を避けるため測定光の光軸上ではない位置に配設されていることから、スイッチによるステージ位置の原点位置には、アッベ誤差が含まれてしまう。このため、ステージを高精度に位置決めすることが難しい。
このような問題は、平面ステージ装置におけるステージの位置決めの際の原点位置の設定に限らず、レーザ干渉計を使用して被測定物である加工部品の表面形状を測定する際のセンサヘッドから測定箇所までの距離の測定や、光学顕微鏡を使用して被測定物を観察する際の測定箇所までの距離の測定などにおいても、同様に生じるものである。
すなわち、測定光または照明を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の位置を測定、または、被測定物の表面形状を測定もしくは観察する際に、反射光の光軸に沿った被測定物までの距離を従来の方法で測定すると、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという共通した課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、光軸上に置かれた被測定物までの当該光軸に沿った距離を高精度に測定できる距離測定装置、および、これを備えた光学干渉計、光学顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の距離測定装置は、光軸上に置かれた導電性の被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置であって、前記被測定物に対して所定寸法だけ離れた前記光軸上の位置に設けられた透明電極と、前記透明電極と前記被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備え、検出した前記静電容量に基づいて前記透明電極と前記被測定物との間の前記光軸に沿った距離を算出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、測定光または照明を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の位置を測定、または、被測定物の表面形状を測定もしくは観察する際に、被測定物からの反射光の光軸上に透明電極が設けられるので、当該光軸に沿った被測定物までの距離を高精度に測定することができる。従来は、反射光との干渉を避けるため、光軸上ではない位置にスイッチを配設して、スイッチが検出する被測定物の位置を被測定物の原点位置として被測定物までの距離を測定していたが、スイッチが光軸上にないため、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという問題があった。これに対して本発明では、透明電極を光軸上に配設するので、透明電極と反射光との干渉が生じず、かつ、透明電極にて測定される被測定箇所を被測定物からの反射光の生じる位置に一致させることができる。従って、透明電極によって光軸に沿った距離を直接測定でき、アッベ誤差を含まない高精度な測定が可能となる。
【００１０】
本発明の光学干渉計は、前記距離測定装置を備えたことを特徴とする。
ここで、光学干渉計としては、例えば、被測定物の表面を測定して、測定光の光軸に沿った被測定物の表面までの距離、または、被測定物の表面形状を測定する光学干渉計とすることができる。前者には、例えば所定方向に移動可能に設けられたステージの変位を測定する変位測定装置などが含まれ、後者には、例えば回路基板のパターンのような微細な凹凸などを有する表面性状を測定する表面性状測定装置などが含まれる。
【００１１】
この構成によれば、被測定物を光学干渉計にて測定する際に、従来の光学干渉計では被測定物までの絶対的な距離を測定することができなかったが、光学干渉計の測定光の光軸上に配設された透明電極と、透明電極と被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備えているので、被測定物までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【００１２】
本発明の光学顕微鏡は、前記距離測定装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、被測定物を光学顕微鏡にて測定する際に、光学顕微鏡の対物レンズの光軸上に配設された透明電極と、透明電極と被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備えているので、被測定物を目視しながら、被測定物までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の光学干渉計としてのマイケルソン型のレーザ干渉計１の全体構成を示す模式図である。
レーザ干渉計１は、例えば、テーブル装置における移動自在に設けられたテーブルの変位を測定する変位測定装置として使用できる。なお、以降ではテーブルなどの被測定物２の変位を測定する場合について説明する。
【００１４】
［レーザ干渉計の全体構成］
レーザ干渉計１は、レーザ光を発生する光源部３と、被測定物２に対向配置された測定部として、光源部３から供給されたレーザ光に基づいて被測定物２に測定光Ｌ１を照射し、被測定物２を反射した測定光Ｌ１を受光するセンサヘッド部４と、センサヘッド部４から出力される信号を処理する信号処理部５とを備えている。なお、被測定物２は、導電性の材料から形成されたものとする。
【００１５】
光源部３は、レーザ光を発生するレーザ光源３１と、レーザ光を集光するレンズ３２と、集光されたレーザ光の偏波面を一定の方向に保ちながら伝搬する偏波面保存ファイバ３３とを備える。この偏波面保存ファイバ３３は、センサヘッド部４に接続されている。
【００１６】
センサヘッド部４は、入射されたレーザ光を平行光Ｌ０にするコリメータレンズ４１と、この平行光Ｌ０を測定光Ｌ１および参照光Ｌ２に分割する偏光ビームスプリッタ４２と、分割された測定光Ｌ１の光軸上に配置される第１のλ／４板４３および透明電極４４と、分割された参照光Ｌ２の光軸上に配置される第２のλ／４板４５および参照鏡４６と、偏光ビームスプリッタ４２に対して参照鏡４６とは反対側に配置される偏光板４７および位相検出部４８とを備える。
【００１７】
偏光ビームスプリッタ４２で分割された測定光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ４２を直進する。平行光Ｌ０および測定光Ｌ１の光軸に沿って、コリメータレンズ４１、偏光ビームスプリッタ４２、第１のλ／４板４３、透明電極４４が順番に直線状に配置される。ここで、第１のλ／４板４３および透明電極４４は測定光Ｌ１を透過する。また、透明電極４４は、センサヘッド部４の外周に固定されており、かつ、被測定物２に対して距離Ｄの位置に対向配置されている。また、透明電極４４および第１のλ／４板４３は、被測定物２を反射した測定光Ｌ１を再び透過する。偏光ビームスプリッタ４２は、被測定物２からの測定光Ｌ１を偏光板４７に向かって反射するようになっている。
【００１８】
透明電極４４は、透明なガラス基板上に例えばインジウム錫酸化物の薄膜を成膜することにより製造された円盤状の電極であり、可視光に対して透明かつ導電性を有する電極である。この透明電極４４は、測定光Ｌ１の光軸に直交する電極面を有する。透明電極４４と被測定物２との間には、距離Ｄに応じた静電容量が生じるようになっている。なお、透明電極４４は、信号処理部５と電気的に接続されている。
【００１９】
一方、偏光ビームスプリッタ４２で分割された参照光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ４２で測定光Ｌ１に対して直角方向に反射される。この参照光Ｌ２の光軸に沿って、参照鏡４６、第２のλ／４板４５、偏光ビームスプリッタ４２、偏光板４７、位相検出部４８が順番に直線状に配置されている。
第２のλ／４板４５は、偏光ビームスプリッタ４２からの参照光Ｌ２を透過し、さらに、参照鏡４６を反射した参照光Ｌ２を再び透過する。偏光ビームスプリッタ４２は、参照鏡４６からの参照光Ｌ２を偏光板４７に向かって直進させるようになっている。
【００２０】
偏光板４７は、測定光Ｌ１および参照光Ｌ２を透過し、互いに干渉させて干渉光Ｌ３を発生する。
位相検出部４８は、干渉光Ｌ３を受光するとともに、被測定物２の変位に応じて変化するリサージュ信号Ｓ１（９０°位相差の２相正弦波信号）を信号処理部５に出力するようになっている。
【００２１】
信号処理部５は、位相検出部４８からのリサージュ信号Ｓ１が入力されるインターポレータ５１と、透明電極４４および被測定物２の間に発生する静電容量Ｃｍ（図２参照）を検出して原点信号Ｓ２を出力する信号処理回路５２と、これらのリサージュ信号Ｓ１および原点信号Ｓ２が入力されるカウンタ５３とを備える。
インターポレータ５１は、リサージュ信号Ｓ１を内挿して、被測定物２の変位に応じて変化する９０°位相差の２相矩形波信号Ｓ３をカウンタ５３に出力する。
【００２２】
［信号処理回路の構成］
図２は、静電容量検出手段としての信号処理回路５２の構成を示すブロック図である。
信号処理回路５２は、通常の静電容量変位計の信号処理回路にパルス状の原点信号Ｓ２を発生させる機能が追加された構成である。すなわち、信号処理回路５２は、検出した静電容量Ｃｍが設定された閾値を通過するとカウンタ５３に向かって原点信号Ｓ２を出力する機能を有する。
具体的には、図２に示すように、信号処理回路５２は、振幅Ｖ０が一定である正弦波状電圧を発生する正弦波信号発信器５２１と、正弦波信号発信器５２１および透明電極４４の間に直列接続された静電容量Ｃｒのコンデンサ５２２と、検出した静電容量Ｃｍおよびコンデンサ５２２の静電容量Ｃｒで分圧された電圧の振幅Ｖｍを検出する振幅検出手段としてのＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３と、可変電圧Ｖｒを発生する可変基準電圧源５２４と、振幅Ｖｍおよび可変電圧Ｖｒが印加され２つの値の一致、不一致を検出するコンパレータ５２５と、コンパレータ５２５の出力の変化を検出し、検出信号を原点信号Ｓ２としてカウンタ５３に出力する立上り立下り検出回路５２６とを備える。ここで、ＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３には、市販のＩＣチップ AD637（Analog Device社製）を採用できる。
【００２３】
図１にてカウンタ５３は、インターポレータ５１からの２相矩形波信号Ｓ３をカウントするとともに、このカウント値を演算処理して被測定物２の変位を算出する。さらに、カウンタ５３は、原点信号Ｓ２が入力されるタイミングでカウント値をリセットし、被測定物２の原点位置を検出するようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態において、レーザ干渉計１の測定光Ｌ１の光軸上に配置された透明電極４４と、透明電極４４および被測定物２の間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路５２とによって、被測定物２および透明電極４４の間の測定光Ｌ１の光軸に沿った距離Ｄを測定する本発明の距離測定装置が構成される。
【００２５】
［被測定物の変位の測定方法］
次に、レーザ干渉計１を用いた被測定物２の変位の測定方法を説明する。
図１にて、レーザ光源３１から射出したレーザ光は、レンズ３２、偏波面保存ファイバ３３を介してセンサヘッド部４に入射する。センサヘッド部４に入射したレーザ光は、コリメータレンズ４１によって平行光Ｌ０にされ、偏光ビームスプリッタ４２に入射する。平行光Ｌ０は、偏光ビームスプリッタ４２によって測定光Ｌ１および参照光Ｌ２に分割される。
【００２６】
測定光Ｌ１は、第１のλ／４板４３および透明電極４４を透過して被測定物２を照射する。被測定物２で反射された測定光Ｌ１は、再び透明電極４４および第１のλ／４板４３を透過し、偏光ビームスプリッタ４２で反射されて偏光板４７に入射する。一方、参照光Ｌ２は、第２のλ／４板４５を透過して参照鏡４６に入射し、参照鏡４６で反射される。反射された参照光Ｌ２は、再び第２のλ／４板４５、偏光ビームスプリッタ４２を透過して偏光板４７に入射する。そして、偏光板４７に入射した測定光Ｌ１および参照光Ｌ２は、偏光板４７を透過することで干渉光Ｌ３となる。干渉光Ｌ３は、位相検出部４８で受光される。
【００２７】
位相検出部４８において、被測定物２の変位に応じて変化するリサージュ信号Ｓ１が出力される。リサージュ信号Ｓ１はインターポレータ５１で内挿されて、被測定物２の変位に応じて変化する９０°位相差の２相矩形波信号Ｓ３となる。この２相矩形波信号Ｓ３は、カウンタ５３でカウントされる。カウント値は、被測定物２の変位に比例して変化するので、このカウンタ値を演算処理することで被測定物２の変位を算出できる。
【００２８】
［被測定物の変位の測定方法］
次に、被測定物２の原点位置の検出方法を説明する。
図２にて、正弦波信号発信器５２１により振幅一定（Ｖ０）の正弦波状電圧をコンデンサ５２２および透明電極４４に印加する。透明電極４４と被測定物２との間の静電容量Ｃｍは、距離Ｄに応じて変化するので、静電容量Ｃｍとコンデンサ５２２の静電容量Ｃｒとで分圧された電圧の振幅Ｖｍも距離Ｄに応じて変化することになる。そして、分圧された電圧の振幅ＶｍをＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３により検出する。
振幅Ｖｍは以下の式（１）によって表される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ここで、εｒは空気の比誘電率、ε0は真空中の誘電率、Ｓは透明電極４４における被測定物２と対向する部分の面積である。
距離Ｄと振幅Ｖｍとの関係を図３に示す。図３にて、被測定物２が原点位置にある状態での距離をＤ０とすると、距離Ｄ０に対応する振幅Ｖｍの値は、一義的に決定される。
【００３１】
さらに、コンパレータ５２５に振幅Ｖｍと可変基準電圧源５２４を用いて発生させた可変電圧Ｖｒとを印加する。ここで、可変電圧Ｖｒが図３に示す距離Ｄ０に対応する振幅Ｖｍの値となるように可変電圧Ｖｒを設定することで、原点位置における距離Ｄ０に対応する電圧Ｖｒを閾値としてコンパレータ５２５の出力を変化させることができる。つまり距離Ｄが任意の原点位置における距離Ｄ０より大きいときと小さいときでコンパレータ５２５の出力を変化させることができる。コンパレータ５２５の出力の変化は、立上り立下り検出回路５２６を用いて検出され、パルス状の原点信号Ｓ２が発生され、カウンタ５３に印加される。カウンタ５３は、原点信号Ｓ２が入力されると、そのタイミングでカウント値をリセットする。
以上のようにして、信号処理回路５２は、透明電極４４と被測定物２との距離Ｄが原点位置に対応する距離Ｄ０になった瞬間にパルス状の原点信号Ｓ２を発生し、被測定物２の原点位置を検出することができる。
【００３２】
本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）測定光Ｌ１を被測定物２に照射して、被測定物２を反射する測定光Ｌ１により被測定物２の変位を測定する際に、被測定物２からの測定光Ｌ１の光軸上に透明電極４４が設けられているので、測定光Ｌ１の光軸に沿った透明電極４４から被測定物２までの距離Ｄを高精度に測定することができる。従来は、被測定物２からの測定光Ｌ１との干渉を避けるため、測定光Ｌ１の光軸上ではない位置にスイッチを配設して、スイッチが検出する被測定物２の位置を原点位置として被測定物２までの絶対的な距離を測定していたが、スイッチが光軸上にないため、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという問題があった。これに対して本実施形態では、透明電極４４を測定光Ｌ１の光軸上に配設するので、透明電極４４と測定光Ｌ１との干渉が生じず、かつ、透明電極４４にて距離が測定される被測定物２の被測定箇所を測定光Ｌ１の反射する位置に一致させることができる。従って、透明電極４４によって測定光Ｌ１の光軸に沿った距離Ｄを直接測定でき、被測定物２の原点位置を高精度に測定できる。
【００３３】
（２）静電容量Ｃｍを検出する信号処理回路５２を備えているので、信号処理回路５２を０〜１０マイクロメートル程度の測定範囲に設定することにより、透明電極４４および被測定物２の距離Ｄを１０ナノメートル単位の精度で検出することができ、被測定物２の原点位置を１０ナノメートル単位の精度で測定できる。
【００３４】
（３）レーザ光源３１として例えば波長６３３nmの周波数安定化Ｈｅ-Ｎｅレーザ光源を用いて、インターポレータ５１にてリサージュ信号Ｓ１に対して３１７分割以上の内挿を行えば、被測定物２の変位をナノメートル単位の精度で測定できる。
【００３５】
［本実施形態の変形例］
また、本実施形態のレーザ干渉計は、加工部品の表面性状を測定する表面性状測定装置として使用してもよい。例えば、レーザ干渉計を用いて回路基板の金属パターンのような微細な凹凸などを有する加工部品の表面形状の測定の際にも本実施形態のレーザ干渉計を適用できる。すなわち、レーザ干渉計のセンサヘッドから照射される測定光の光軸上に透明電極を配置して、表面形状を測定しながら、その被測定箇所までの距離を測定する。
このような構成の表面性状測定装置であれば、測定光を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の表面形状を測定する際に、被測定物からの測定光の光軸上に透明電極が設けられるので、測定光の光軸に沿った被測定物までの距離を高精度に測定することができる。従って、透明電極にて測定される被測定物の被測定箇所と、レーザ干渉計による被測定物の被測定箇所とを一致させることができる。従って、レーザ干渉計によって測定される被測定箇所までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る距離測定装置を備えた光学顕微鏡１Ａについて図面に基づいて説明する。
図４は、光学顕微鏡１Ａの全体構成を示す側面図である。図５は、図４に示す光学顕微鏡１Ａの部分拡大図である。
光学顕微鏡１Ａは、通常の光学顕微鏡において、対物レンズ６１と試料２Ａとの間に透明電極６２を配置することで、対物レンズ６１を通して観察される試料２Ａの被測定箇所から透明電極６２までの距離Ｄ１を（図５）を測定する機能を備えたものである。ここで、本発明の被測定物としての試料２Ａは導電性の物質からなるものとする。
【００３７】
図４にて光学顕微鏡１Ａは、側面Ｌ字型に形成されたフレーム６３と、このフレーム６３の上部に昇降自在に支持された観察ヘッド６４と、フレーム６３の下部において対物レンズ６１の光軸に直交する２方向に移動自在に支持され、かつ、試料２Ａが載置可能とされるテーブル６５とを備える。
観察ヘッド６４には、対物レンズ６１および接眼レンズ６６を有する観察光学系が形成されている。また、フレーム６３には、透明なガラス基板６７に薄膜状に形成された透明電極６２が、支持アーム６８を介して観察ヘッド６４の移動方向に沿って昇降自在に支持されている。また、透明電極６２は、対物レンズ６１の光軸上に配設されている。
図示を省略するが、透明電極６２には前記実施形態と同様に、試料２Ａとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路が電気的に接続されている。
【００３８】
このような本実施形態によれば、自然光あるいは照明を被測定物である試料２Ａに照射して、その反射光により試料２Ａの表面形状を観察する際、試料２Ａの被測定箇所を接眼レンズ６６にて目視しながら、対物レンズ６１の光軸上に設けられた透明電極６２によって被測定箇所までの距離を高精度に測定できる。また、テーブル６５を操作して試料２Ａの表面を走査させながら、被測定箇所までの距離を連続的に測定することもできる。
【００３９】
［本発明の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４０】
前記実施形態では、光学干渉計として、マイケルソン型のレーザ干渉計の場合を説明したが、これに限られない。すなわち、光学干渉計としては、被測定物に測定光を照射してその反射光と参照光との干渉縞から被測定物の位置または表面形状を測定するものであればよく、例えば、フィゾー型干渉計あるいは斜入射型干渉計などであってもよい。
本発明の距離測定装置は、レーザ干渉計や光学顕微鏡に限らず、例えば、測長器、ステージ装置、形状測定装置などにも適用できる。
【００４１】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、レーザ干渉計、測長器、ステージ装置、表面形状測定装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学干渉計の全体構成を示す模式図。
【図２】前記光学干渉計における信号処理回路の構成を示すブロック図。
【図３】前記光学干渉計における透明電極および被測定物の距離と振幅との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学顕微鏡の全体構成を示す側面図。
【図５】図４の光学顕微鏡の部分拡大図。
【符号の説明】
【００４４】
１…レーザ干渉計（光学干渉計）
１Ａ…光学顕微鏡
２…被測定物
２Ａ…試料（被測定物）
４４，６２…透明電極
５２…信号処理回路（静電容量検出手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離を測定する距離測定装置に関し、詳しくは、光軸上に置かれた被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置に関し、および、これを備えた光学干渉計、光学顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ナノメートル単位の精度を要求される部品や、そのような高精度の部品を製造する製造装置の需要が産業界で高まってきており、この産業界の要請に応えるべく、部品の形状などをナノメートル単位の精度で測定できるレーザ干渉計や、可動部などをナノメートル単位の精度で位置決めできるレーザ干渉計を備えた製造装置などが用いられている。
【０００３】
例えば、２次元方向に移動可能に設けられたステージの変位を測定するレーザ干渉計を備えた平面ステージ装置が知られている（特許文献１参照）。
通常、レーザ干渉計は、光源からの光を測定光と参照光とに分割し、測定光を被測定物（ステージの基準面など）に照射するとともに参照光を参照面に照射して、被測定物を反射した測定光と、参照面を反射した参照光とを重ね合わせ、光路差により発生する干渉縞を検出する。そして、被測定物の変位に応じて変化する干渉縞の位相に基づき、被測定物の変位が算出される。
例えば、測定光を被測定物に垂直に照射する場合、発生する干渉縞の縞間隔は、測定光の波長の半分となる。光源として波長が６３３nmである周波数安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源を用いた場合、干渉縞間隔は原理的に３１６．５nmとなるが、検出した干渉縞の信号を内挿手段（インターポレータ）にて３１７分割以上の内挿処理を実行することで、ステージなどの変位をナノメートル単位の精度で測定することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の平面ステージ装置のように、ステージの位置決めを行う際、装置の電源を落とす前と、装置の電源を再投入した後とで、ステージ位置の再現性を確保するためにステージ自体の原点位置を把握したい場合がある。
しかし、前述のレーザ干渉計では、測定光をステージに照射するセンサヘッドに対するステージの相対的な変位を測定できるが、ステージの絶対的な位置（原点位置など）を測定できない。
そのため、特許文献１の平面ステージ装置では、レーザ干渉計とは別に、ステージを検出する光学的なスイッチが設けられ、このスイッチにて検出されたステージ位置がレーザ干渉計による測定の原点として使用される。
【０００６】
しかしながら、前述の平面ステージ装置では、光学的なスイッチが、レーザ干渉計の測定光との干渉を避けるため測定光の光軸上ではない位置に配設されていることから、スイッチによるステージ位置の原点位置には、アッベ誤差が含まれてしまう。このため、ステージを高精度に位置決めすることが難しい。
このような問題は、平面ステージ装置におけるステージの位置決めの際の原点位置の設定に限らず、レーザ干渉計を使用して被測定物である加工部品の表面形状を測定する際のセンサヘッドから測定箇所までの距離の測定や、光学顕微鏡を使用して被測定物を観察する際の測定箇所までの距離の測定などにおいても、同様に生じるものである。
すなわち、測定光または照明を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の位置を測定、または、被測定物の表面形状を測定もしくは観察する際に、反射光の光軸に沿った被測定物までの距離を従来の方法で測定すると、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという共通した課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、光軸上に置かれた被測定物までの当該光軸に沿った距離を高精度に測定できる距離測定装置、および、これを備えた光学干渉計、光学顕微鏡を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の距離測定装置は、光軸上に置かれた導電性の被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置であって、前記被測定物に対して所定寸法だけ離れた前記光軸上の位置に設けられた透明電極と、前記透明電極と前記被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備え、検出した前記静電容量に基づいて前記透明電極と前記被測定物との間の前記光軸に沿った距離を算出することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、測定光または照明を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の位置を測定、または、被測定物の表面形状を測定もしくは観察する際に、被測定物からの反射光の光軸上に透明電極が設けられるので、当該光軸に沿った被測定物までの距離を高精度に測定することができる。従来は、反射光との干渉を避けるため、光軸上ではない位置にスイッチを配設して、スイッチが検出する被測定物の位置を被測定物の原点位置として被測定物までの距離を測定していたが、スイッチが光軸上にないため、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという問題があった。これに対して本発明では、透明電極を光軸上に配設するので、透明電極と反射光との干渉が生じず、かつ、透明電極にて測定される被測定箇所を被測定物からの反射光の生じる位置に一致させることができる。従って、透明電極によって光軸に沿った距離を直接測定でき、アッベ誤差を含まない高精度な測定が可能となる。
【００１０】
本発明の光学干渉計は、前記距離測定装置を備えたことを特徴とする。
ここで、光学干渉計としては、例えば、被測定物の表面を測定して、測定光の光軸に沿った被測定物の表面までの距離、または、被測定物の表面形状を測定する光学干渉計とすることができる。前者には、例えば所定方向に移動可能に設けられたステージの変位を測定する変位測定装置などが含まれ、後者には、例えば回路基板のパターンのような微細な凹凸などを有する表面性状を測定する表面性状測定装置などが含まれる。
【００１１】
この構成によれば、被測定物を光学干渉計にて測定する際に、従来の光学干渉計では被測定物までの絶対的な距離を測定することができなかったが、光学干渉計の測定光の光軸上に配設された透明電極と、透明電極と被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備えているので、被測定物までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【００１２】
本発明の光学顕微鏡は、前記距離測定装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、被測定物を光学顕微鏡にて測定する際に、光学顕微鏡の対物レンズの光軸上に配設された透明電極と、透明電極と被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備えているので、被測定物を目視しながら、被測定物までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態の光学干渉計としてのマイケルソン型のレーザ干渉計１の全体構成を示す模式図である。
レーザ干渉計１は、例えば、テーブル装置における移動自在に設けられたテーブルの変位を測定する変位測定装置として使用できる。なお、以降ではテーブルなどの被測定物２の変位を測定する場合について説明する。
【００１４】
［レーザ干渉計の全体構成］
レーザ干渉計１は、レーザ光を発生する光源部３と、被測定物２に対向配置された測定部として、光源部３から供給されたレーザ光に基づいて被測定物２に測定光Ｌ１を照射し、被測定物２を反射した測定光Ｌ１を受光するセンサヘッド部４と、センサヘッド部４から出力される信号を処理する信号処理部５とを備えている。なお、被測定物２は、導電性の材料から形成されたものとする。
【００１５】
光源部３は、レーザ光を発生するレーザ光源３１と、レーザ光を集光するレンズ３２と、集光されたレーザ光の偏波面を一定の方向に保ちながら伝搬する偏波面保存ファイバ３３とを備える。この偏波面保存ファイバ３３は、センサヘッド部４に接続されている。
【００１６】
センサヘッド部４は、入射されたレーザ光を平行光Ｌ０にするコリメータレンズ４１と、この平行光Ｌ０を測定光Ｌ１および参照光Ｌ２に分割する偏光ビームスプリッタ４２と、分割された測定光Ｌ１の光軸上に配置される第１のλ／４板４３および透明電極４４と、分割された参照光Ｌ２の光軸上に配置される第２のλ／４板４５および参照鏡４６と、偏光ビームスプリッタ４２に対して参照鏡４６とは反対側に配置される偏光板４７および位相検出部４８とを備える。
【００１７】
偏光ビームスプリッタ４２で分割された測定光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ４２を直進する。平行光Ｌ０および測定光Ｌ１の光軸に沿って、コリメータレンズ４１、偏光ビームスプリッタ４２、第１のλ／４板４３、透明電極４４が順番に直線状に配置される。ここで、第１のλ／４板４３および透明電極４４は測定光Ｌ１を透過する。また、透明電極４４は、センサヘッド部４の外周に固定されており、かつ、被測定物２に対して距離Ｄの位置に対向配置されている。また、透明電極４４および第１のλ／４板４３は、被測定物２を反射した測定光Ｌ１を再び透過する。偏光ビームスプリッタ４２は、被測定物２からの測定光Ｌ１を偏光板４７に向かって反射するようになっている。
【００１８】
透明電極４４は、透明なガラス基板上に例えばインジウム錫酸化物の薄膜を成膜することにより製造された円盤状の電極であり、可視光に対して透明かつ導電性を有する電極である。この透明電極４４は、測定光Ｌ１の光軸に直交する電極面を有する。透明電極４４と被測定物２との間には、距離Ｄに応じた静電容量が生じるようになっている。なお、透明電極４４は、信号処理部５と電気的に接続されている。
【００１９】
一方、偏光ビームスプリッタ４２で分割された参照光Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ４２で測定光Ｌ１に対して直角方向に反射される。この参照光Ｌ２の光軸に沿って、参照鏡４６、第２のλ／４板４５、偏光ビームスプリッタ４２、偏光板４７、位相検出部４８が順番に直線状に配置されている。
第２のλ／４板４５は、偏光ビームスプリッタ４２からの参照光Ｌ２を透過し、さらに、参照鏡４６を反射した参照光Ｌ２を再び透過する。偏光ビームスプリッタ４２は、参照鏡４６からの参照光Ｌ２を偏光板４７に向かって直進させるようになっている。
【００２０】
偏光板４７は、測定光Ｌ１および参照光Ｌ２を透過し、互いに干渉させて干渉光Ｌ３を発生する。
位相検出部４８は、干渉光Ｌ３を受光するとともに、被測定物２の変位に応じて変化するリサージュ信号Ｓ１（９０°位相差の２相正弦波信号）を信号処理部５に出力するようになっている。
【００２１】
信号処理部５は、位相検出部４８からのリサージュ信号Ｓ１が入力されるインターポレータ５１と、透明電極４４および被測定物２の間に発生する静電容量Ｃｍ（図２参照）を検出して原点信号Ｓ２を出力する信号処理回路５２と、これらのリサージュ信号Ｓ１および原点信号Ｓ２が入力されるカウンタ５３とを備える。
インターポレータ５１は、リサージュ信号Ｓ１を内挿して、被測定物２の変位に応じて変化する９０°位相差の２相矩形波信号Ｓ３をカウンタ５３に出力する。
【００２２】
［信号処理回路の構成］
図２は、静電容量検出手段としての信号処理回路５２の構成を示すブロック図である。
信号処理回路５２は、通常の静電容量変位計の信号処理回路にパルス状の原点信号Ｓ２を発生させる機能が追加された構成である。すなわち、信号処理回路５２は、検出した静電容量Ｃｍが設定された閾値を通過するとカウンタ５３に向かって原点信号Ｓ２を出力する機能を有する。
具体的には、図２に示すように、信号処理回路５２は、振幅Ｖ０が一定である正弦波状電圧を発生する正弦波信号発信器５２１と、正弦波信号発信器５２１および透明電極４４の間に直列接続された静電容量Ｃｒのコンデンサ５２２と、検出した静電容量Ｃｍおよびコンデンサ５２２の静電容量Ｃｒで分圧された電圧の振幅Ｖｍを検出する振幅検出手段としてのＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３と、可変電圧Ｖｒを発生する可変基準電圧源５２４と、振幅Ｖｍおよび可変電圧Ｖｒが印加され２つの値の一致、不一致を検出するコンパレータ５２５と、コンパレータ５２５の出力の変化を検出し、検出信号を原点信号Ｓ２としてカウンタ５３に出力する立上り立下り検出回路５２６とを備える。ここで、ＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３には、市販のＩＣチップ AD637（Analog Device社製）を採用できる。
【００２３】
図１にてカウンタ５３は、インターポレータ５１からの２相矩形波信号Ｓ３をカウントするとともに、このカウント値を演算処理して被測定物２の変位を算出する。さらに、カウンタ５３は、原点信号Ｓ２が入力されるタイミングでカウント値をリセットし、被測定物２の原点位置を検出するようになっている。
【００２４】
なお、本実施形態において、レーザ干渉計１の測定光Ｌ１の光軸上に配置された透明電極４４と、透明電極４４および被測定物２の間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路５２とによって、被測定物２および透明電極４４の間の測定光Ｌ１の光軸に沿った距離Ｄを測定する本発明の距離測定装置が構成される。
【００２５】
［被測定物の変位の測定方法］
次に、レーザ干渉計１を用いた被測定物２の変位の測定方法を説明する。
図１にて、レーザ光源３１から射出したレーザ光は、レンズ３２、偏波面保存ファイバ３３を介してセンサヘッド部４に入射する。センサヘッド部４に入射したレーザ光は、コリメータレンズ４１によって平行光Ｌ０にされ、偏光ビームスプリッタ４２に入射する。平行光Ｌ０は、偏光ビームスプリッタ４２によって測定光Ｌ１および参照光Ｌ２に分割される。
【００２６】
測定光Ｌ１は、第１のλ／４板４３および透明電極４４を透過して被測定物２を照射する。被測定物２で反射された測定光Ｌ１は、再び透明電極４４および第１のλ／４板４３を透過し、偏光ビームスプリッタ４２で反射されて偏光板４７に入射する。一方、参照光Ｌ２は、第２のλ／４板４５を透過して参照鏡４６に入射し、参照鏡４６で反射される。反射された参照光Ｌ２は、再び第２のλ／４板４５、偏光ビームスプリッタ４２を透過して偏光板４７に入射する。そして、偏光板４７に入射した測定光Ｌ１および参照光Ｌ２は、偏光板４７を透過することで干渉光Ｌ３となる。干渉光Ｌ３は、位相検出部４８で受光される。
【００２７】
位相検出部４８において、被測定物２の変位に応じて変化するリサージュ信号Ｓ１が出力される。リサージュ信号Ｓ１はインターポレータ５１で内挿されて、被測定物２の変位に応じて変化する９０°位相差の２相矩形波信号Ｓ３となる。この２相矩形波信号Ｓ３は、カウンタ５３でカウントされる。カウント値は、被測定物２の変位に比例して変化するので、このカウンタ値を演算処理することで被測定物２の変位を算出できる。
【００２８】
［被測定物の変位の測定方法］
次に、被測定物２の原点位置の検出方法を説明する。
図２にて、正弦波信号発信器５２１により振幅一定（Ｖ０）の正弦波状電圧をコンデンサ５２２および透明電極４４に印加する。透明電極４４と被測定物２との間の静電容量Ｃｍは、距離Ｄに応じて変化するので、静電容量Ｃｍとコンデンサ５２２の静電容量Ｃｒとで分圧された電圧の振幅Ｖｍも距離Ｄに応じて変化することになる。そして、分圧された電圧の振幅ＶｍをＲＭＳ−ＤＣ変換回路５２３により検出する。
振幅Ｖｍは以下の式（１）によって表される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
ここで、εｒは空気の比誘電率、ε0は真空中の誘電率、Ｓは透明電極４４における被測定物２と対向する部分の面積である。
距離Ｄと振幅Ｖｍとの関係を図３に示す。図３にて、被測定物２が原点位置にある状態での距離をＤ０とすると、距離Ｄ０に対応する振幅Ｖｍの値は、一義的に決定される。
【００３１】
さらに、コンパレータ５２５に振幅Ｖｍと可変基準電圧源５２４を用いて発生させた可変電圧Ｖｒとを印加する。ここで、可変電圧Ｖｒが図３に示す距離Ｄ０に対応する振幅Ｖｍの値となるように可変電圧Ｖｒを設定することで、原点位置における距離Ｄ０に対応する電圧Ｖｒを閾値としてコンパレータ５２５の出力を変化させることができる。つまり距離Ｄが任意の原点位置における距離Ｄ０より大きいときと小さいときでコンパレータ５２５の出力を変化させることができる。コンパレータ５２５の出力の変化は、立上り立下り検出回路５２６を用いて検出され、パルス状の原点信号Ｓ２が発生され、カウンタ５３に印加される。カウンタ５３は、原点信号Ｓ２が入力されると、そのタイミングでカウント値をリセットする。
以上のようにして、信号処理回路５２は、透明電極４４と被測定物２との距離Ｄが原点位置に対応する距離Ｄ０になった瞬間にパルス状の原点信号Ｓ２を発生し、被測定物２の原点位置を検出することができる。
【００３２】
本実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）測定光Ｌ１を被測定物２に照射して、被測定物２を反射する測定光Ｌ１により被測定物２の変位を測定する際に、被測定物２からの測定光Ｌ１の光軸上に透明電極４４が設けられているので、測定光Ｌ１の光軸に沿った透明電極４４から被測定物２までの距離Ｄを高精度に測定することができる。従来は、被測定物２からの測定光Ｌ１との干渉を避けるため、測定光Ｌ１の光軸上ではない位置にスイッチを配設して、スイッチが検出する被測定物２の位置を原点位置として被測定物２までの絶対的な距離を測定していたが、スイッチが光軸上にないため、測定値にアッベ誤差が含まれてしまうという問題があった。これに対して本実施形態では、透明電極４４を測定光Ｌ１の光軸上に配設するので、透明電極４４と測定光Ｌ１との干渉が生じず、かつ、透明電極４４にて距離が測定される被測定物２の被測定箇所を測定光Ｌ１の反射する位置に一致させることができる。従って、透明電極４４によって測定光Ｌ１の光軸に沿った距離Ｄを直接測定でき、被測定物２の原点位置を高精度に測定できる。
【００３３】
（２）静電容量Ｃｍを検出する信号処理回路５２を備えているので、信号処理回路５２を０〜１０マイクロメートル程度の測定範囲に設定することにより、透明電極４４および被測定物２の距離Ｄを１０ナノメートル単位の精度で検出することができ、被測定物２の原点位置を１０ナノメートル単位の精度で測定できる。
【００３４】
（３）レーザ光源３１として例えば波長６３３nmの周波数安定化Ｈｅ-Ｎｅレーザ光源を用いて、インターポレータ５１にてリサージュ信号Ｓ１に対して３１７分割以上の内挿を行えば、被測定物２の変位をナノメートル単位の精度で測定できる。
【００３５】
［本実施形態の変形例］
また、本実施形態のレーザ干渉計は、加工部品の表面性状を測定する表面性状測定装置として使用してもよい。例えば、レーザ干渉計を用いて回路基板の金属パターンのような微細な凹凸などを有する加工部品の表面形状の測定の際にも本実施形態のレーザ干渉計を適用できる。すなわち、レーザ干渉計のセンサヘッドから照射される測定光の光軸上に透明電極を配置して、表面形状を測定しながら、その被測定箇所までの距離を測定する。
このような構成の表面性状測定装置であれば、測定光を被測定物に照射して、その反射光により被測定物の表面形状を測定する際に、被測定物からの測定光の光軸上に透明電極が設けられるので、測定光の光軸に沿った被測定物までの距離を高精度に測定することができる。従って、透明電極にて測定される被測定物の被測定箇所と、レーザ干渉計による被測定物の被測定箇所とを一致させることができる。従って、レーザ干渉計によって測定される被測定箇所までの絶対的な距離を高精度に測定することができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る距離測定装置を備えた光学顕微鏡１Ａについて図面に基づいて説明する。
図４は、光学顕微鏡１Ａの全体構成を示す側面図である。図５は、図４に示す光学顕微鏡１Ａの部分拡大図である。
光学顕微鏡１Ａは、通常の光学顕微鏡において、対物レンズ６１と試料２Ａとの間に透明電極６２を配置することで、対物レンズ６１を通して観察される試料２Ａの被測定箇所から透明電極６２までの距離Ｄ１を（図５）を測定する機能を備えたものである。ここで、本発明の被測定物としての試料２Ａは導電性の物質からなるものとする。
【００３７】
図４にて光学顕微鏡１Ａは、側面Ｌ字型に形成されたフレーム６３と、このフレーム６３の上部に昇降自在に支持された観察ヘッド６４と、フレーム６３の下部において対物レンズ６１の光軸に直交する２方向に移動自在に支持され、かつ、試料２Ａが載置可能とされるテーブル６５とを備える。
観察ヘッド６４には、対物レンズ６１および接眼レンズ６６を有する観察光学系が形成されている。また、フレーム６３には、透明なガラス基板６７に薄膜状に形成された透明電極６２が、支持アーム６８を介して観察ヘッド６４の移動方向に沿って昇降自在に支持されている。また、透明電極６２は、対物レンズ６１の光軸上に配設されている。
図示を省略するが、透明電極６２には前記実施形態と同様に、試料２Ａとの間の静電容量を検出する静電容量検出手段としての信号処理回路が電気的に接続されている。
【００３８】
このような本実施形態によれば、自然光あるいは照明を被測定物である試料２Ａに照射して、その反射光により試料２Ａの表面形状を観察する際、試料２Ａの被測定箇所を接眼レンズ６６にて目視しながら、対物レンズ６１の光軸上に設けられた透明電極６２によって被測定箇所までの距離を高精度に測定できる。また、テーブル６５を操作して試料２Ａの表面を走査させながら、被測定箇所までの距離を連続的に測定することもできる。
【００３９】
［本発明の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４０】
前記実施形態では、光学干渉計として、マイケルソン型のレーザ干渉計の場合を説明したが、これに限られない。すなわち、光学干渉計としては、被測定物に測定光を照射してその反射光と参照光との干渉縞から被測定物の位置または表面形状を測定するものであればよく、例えば、フィゾー型干渉計あるいは斜入射型干渉計などであってもよい。
本発明の距離測定装置は、レーザ干渉計や光学顕微鏡に限らず、例えば、測長器、ステージ装置、形状測定装置などにも適用できる。
【００４１】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、レーザ干渉計、測長器、ステージ装置、表面形状測定装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学干渉計の全体構成を示す模式図。
【図２】前記光学干渉計における信号処理回路の構成を示すブロック図。
【図３】前記光学干渉計における透明電極および被測定物の距離と振幅との関係を示すグラフ。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学顕微鏡の全体構成を示す側面図。
【図５】図４の光学顕微鏡の部分拡大図。
【符号の説明】
【００４４】
１…レーザ干渉計（光学干渉計）
１Ａ…光学顕微鏡
２…被測定物
２Ａ…試料（被測定物）
４４，６２…透明電極
５２…信号処理回路（静電容量検出手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸上に置かれた導電性の被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置であって、
前記被測定物に対して所定寸法だけ離れた前記光軸上の位置に設けられた透明電極と、
前記透明電極と前記被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備え、
検出した前記静電容量に基づいて前記透明電極と前記被測定物との間の前記光軸に沿った距離を算出することを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置を備えたことを特徴とする光学干渉計。
【請求項３】
請求項１に記載の距離測定装置を備えたことを特徴とする光学顕微鏡。
【請求項１】
光軸上に置かれた導電性の被測定物までの当該光軸に沿った距離を測定する距離測定装置であって、
前記被測定物に対して所定寸法だけ離れた前記光軸上の位置に設けられた透明電極と、
前記透明電極と前記被測定物との間の静電容量を検出する静電容量検出手段とを備え、
検出した前記静電容量に基づいて前記透明電極と前記被測定物との間の前記光軸に沿った距離を算出することを特徴とする距離測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の距離測定装置を備えたことを特徴とする光学干渉計。
【請求項３】
請求項１に記載の距離測定装置を備えたことを特徴とする光学顕微鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２８８１５９（Ｐ２００９−２８８１５９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２８４５（Ｐ２００８−１４２８４５）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【Ｆターム（参考）】
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