共聚焦测量装置

摘要

本发明提供利用共聚焦光学系统来多点测量测量对象物(200)的位移的共聚焦测量装置(100)。共聚焦测量装置(100)具有：光源(21)、头部(10)、分光器(23)以及摄像元件(24)。共聚焦测量装置(100)，利用多个头部(10)将产生轴向色差的光照射至测量对象物(200)，并使聚焦于测量对象物(200)的光通过，再利用分叉光纤以及光纤(11)使通过多个头部(10)的光入射至一个分光器(23)。进一步地，共聚焦测量装置(100)利用沿着分光部的分光方向一维排列构成的摄像元件(24)，来接收分离出的光，利用控制电路部(25)根据摄像元件(24)所接收的光来求出与多个头部(10)的每一个对应的峰波长。

权利要求

1.一种共聚焦测量装置，其特征在于，具有：光源，出射多个波长的光；

多个共聚焦光学部，使得从所述光源出射的光产生轴向色差，使产生该轴向色差的光照射至测量对象物，并且使聚焦于所述测量对象物的光通过；

一个分光部，使光按照各个波长分离；

导光部，使通过所述多个共聚焦光学部的光入射至所述分光部；

受光部，沿着所述分光部进行分光的分光方向来一维排列受光元件，所述受光元件用于接收经所述分光部分离的光；以及控制部，根据所述受光部所接收的光，来求出分别与所述多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部对应的峰波长。

2.如权利要求1所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述多个共聚焦光学部，具有使互不相同的波段的光透过或者被遮挡的光学构件，所述共聚焦光学部，使透过所述光学构件或者被所述光学构件遮挡的光照射至所述测量对象物，所述控制部，分别对所述受光部中的每个对应区域求出峰波长，所述对应区域是指，与透过各所述光学构件或者被各所述光学构件遮挡的波段的光相对应的区域。

3.如权利要求2所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述光学构件，设于光从所述光源入射至所述共聚焦光学部的位置。

4.如权利要求1所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述光源，分别设于所述多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，各所述光源出射互不相同的波段的光，所述控制部，分别对所述受光部中的每个对应区域求出峰波长，所述对应区域是指，与各所述光源出射的光的波段相对应的区域。

5.如权利要求1所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述光源，分别设于所述多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，所述控制部，以使所述光源依次发光的方式，控制各所述光源发光的时机，并配合各所述光源发光的时机，来求出与该发光的所述光源相对应的所述峰波长。

6.如权利要求1所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述光源，分别设于所述多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，所述多个共聚焦光学部，分别具有使互不相同的波段的光透过或者被遮挡的光学构件，所述共聚焦光学部，使透过所述光学构件或者被所述光学构件遮挡的光照射至所述测量对象物，所述控制部，以使所述光源依次发光的方式，来控制各所述光源发光的时机，并配合各所述光源发光的时机，分别对所述受光部中的每个对应区域，求出与该发光的所述光源相对应的所述峰波长，所述对应区域是指，与透过各所述光学构件或者被各所述光学构件遮挡的波段的光相对应的区域。

7.如权利要求5所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述受光部的所述受光元件呈如下形状：所述受光元件在排列方向上的长度，小于在与所述排列方向垂直的方向上的长度，所述排列方向是指所述受光元件沿着一维排列的方向。

8.如权利要求6所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述受光部的所述受光元件呈如下形状：所述受光元件在排列方向上的长度，小于在与所述排列方向垂直的方向上的长度，所述排列方向是指所述受光元件沿着一维排列的方向。

9.如权利要求1所述的共聚焦测量装置，其特征在于，所述共聚焦光学部具有：

衍射透镜，使从所述光源出射的光产生轴向色差，物镜，配置于比所述衍射透镜更靠所述测量对象物侧，使产生所述轴向色差的光会聚于所述测量对象物，光阑，使由所述物镜会聚的光中的聚焦于所述测量对象物的光通过。

说明书

共聚焦测量装置

技术领域

[0001] 本发明是一种以非接触的方式来多点测量测量对象物的位移的测量装置，涉及一种利用共聚焦光学系统来多点测量测量对象物的位移的共聚焦测量装置。

背景技术

[0002] 在JP特开2011-017552号公报(专利文献1)中披露了，以非接触的方式来多点测量测量对象物的位移的测量装置中的一种共聚焦测量装置，该共聚焦测量装置利用共聚焦光学系统，来多点测量测量对象物的位移。在专利文献1中披露的共聚焦测量装置由多个探针、一个检测部、一个监控器构成。探针由光纤和带有色差的透镜构成。来自探针的检测光从沿着垂直于纸面的方向排列成一列的光纤出射。该检测光经准直透镜转化为平行光，通过衍射光栅分光，通过聚光透镜在二维摄像元件面上会聚成多束。

[0003] 由于通过衍射光栅将光束的角度转换为与颜色对应的角度，所以二维摄像元件平面上的聚光位置根据颜色而变化。因此，监控器上的光点的上下方向的高度随着各探针检测出的位移而变化，能够多点测量测量对象物的位移。

[0004] 另外，在JP特开2012-047743号公报(专利文献2)中披露了，利用共聚焦光学系统来多点测量测量对象物的位移的其他共聚焦测量装置。在专利文献2中披露的共聚焦测量装置具有光笔和电子设备部分。光笔具有：光纤连接器、壳体以及光学系统部分。光纤连接器安装于壳体的端部。光纤连接器通过覆盖输入输出光纤的光纤缆线，来收纳该输入输出光纤。输入输出光纤通过光纤开口部(共聚焦开口部)出射光源的光，并且通过光纤开口部接收测量信号的反射光。

[0005] 进一步地，在专利文献2中披露的共聚焦测量装置中，安装有双光束组件。双光束组件能够沿着第一测量轴出射第一测量光束，沿着第二测量轴出射第二测量光束。因此，在专利文献2中披露的共聚焦测量装置能够利用第一测量光束来测量测量对象物的位移，并且也能够利用第二测量光束来测量测量对象物的位移。

[0006] 就双光束组件而言，在光笔的光源光束的光路上配置第一反射元件，该第一反射元件将光源光束有效地分割为两个光束——第一测量光束和第二测量光束。即，第一反射元件是分割光笔的光源光束的光束分离器。因此，在专利文献2中披露的共聚焦测量装置通过使用光束分离器，能够多点测量测量对象物的位移。

[0007] 现有技术文献

[0008] 专利文献

[0009] 专利文献1：JP特开2011-017552号公报

[0010] 专利文献2：JP特开2012-047743号公报

发明内容

[0011] 发明想要解决的课题

[0012] 但是，在专利文献1中披露的共聚焦测量装置为了多点测量测量对象物的位移，就必须在受光部上使用二维摄像元件。二维摄像元件比一维摄像元件价格高，存在采用二维摄像元件的共聚焦测量装置的制造成本会升高的问题。

[0013] 另外，二维摄像元件与一维摄像元件相比，测量点更多，用于取得测量信号的处理变慢。因此，采用二维摄像元件的共聚焦测量装置难以快速地多点测量测量对象物的位移。进一步地，二维摄像元件与一维摄像元件相比，结构尺寸更大，存在采用二维摄像元件的共聚焦测量装置的装置尺寸变大的问题。

[0014] 另一方面，在专利文献2中披露的共聚焦测量装置为了多点测量测量对象物的位移，使用具有光束分离器的双光束组件。就该双光束组件而言，由于仅利用光束分离器将来自光源的光束简单地分割为两个光束，所以难以分离来自第一测量光束的第一测量信号与来自第二测量光束的第二测量信号，为了能够分离第一测量信号与第二测量信号，每一次测量测量对象物的位移，都需要调整光学元件的位置。

[0015] 另外，由于仅利用光束分离器将来自光源的光束简单地分割为两个光束，因此双光束组件的第一测量光束以及第二测量光束的光强度(光量)大约是光源的光强度的一半。因此，在专利文献2中披露的共聚焦测量装置的第一测量信号以及第二测量信号的S/N比下降，难以维持测量精度。此外，通过延长测量时间能够改善S/N比，但是会变得难以快速地多点测量测量对象物的位移。

[0016] 本发明鉴于这样的事实而提出，其目的在于，提供一种尤其能够快速地进行测量并能够缩小装置尺寸的对测量对象物的位移进行多点测量的共聚焦测量装置。

[0017] 用于解决课题的手段

[0018] 根据本发明的共聚焦测量装置具有：光源，出射多个波长的光；多个共聚焦光学部，使得从光源出射的光产生轴向色差，使产生该轴向色差的光照射至测量对象物，并且使聚焦于测量对象物的光通过；一个分光部，使光按照各个波长分离；导光部，使通过多个共聚焦光学部的光入射至分光部；受光部，沿着分光部进行分光的分光方向来一维排列受光元件，受光元件用于接收经分光部分离的光；以及控制部，根据受光部所接收的光，来求出分别与多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部对应的峰波长。

[0019] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，多个共聚焦光学部具有使互不相同的波段的光透过或者被遮挡的光学构件，共聚焦光学部使透过光学构件或者被光学构件遮挡的光照射至测量对象物，控制部分别对受光部中的每个对应区域求出峰波长，对应区域是指，与透过各光学构件或者被各光学构件遮挡的波段的光相对应的区域。

[0020] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，光学构件设于光从光源入射至共聚焦光学部的位置。

[0021] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，光源分别设于多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，各光源出射互不相同的波段的光，控制部分别对受光部中的每个对应区域求出峰波长，对应区域是指，与各光源出射的光的波段相对应的区域。

[0022] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，光源分别设于多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，控制部以使光源依次发光的方式，控制各光源发光的时机，并配合各光源发光的时机，来求出与该发光的光源相对应的峰波长。

[0023] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，光源分别设于多个共聚焦光学部中的每个共聚焦光学部，多个共聚焦光学部分别具有使互不相同的波段的光透过或者被遮挡的光学构件，共聚焦光学部使透过光学构件或者被光学构件遮挡的光照射至测量对象物，控制部以使光源依次发光的方式，来控制各光源发光的时机，并配合各光源发光的时机，分别对受光部中的每个对应区域，求出与该发光的光源相对应的峰波长，对应区域是指，与透过各光学构件或者被各光学构件遮挡的波段的光相对应的区域。

[0024] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，受光部的受光元件呈如下形状：受光元件在排列方向上的长度，小于在与排列方向垂直的方向上的长度，排列方向是指受光元件沿着一维排列的方向。

[0025] 另外，就本发明的共聚焦测量装置而言，优选地，共聚焦光学部具有：衍射透镜，使从光源出射的光产生轴向色差；物镜，配置于比衍射透镜更靠测量对象物侧，使产生轴向色差的光会聚于测量对象物；光阑，使由物镜会聚的光中的聚焦于测量对象物的光通过。

[0026] 发明效果

[0027] 若采用上述构成，则根据本发明的共聚焦测量装置，利用多个共聚焦光学部将产生轴向色差的光照射至测量对象物，并且使聚焦于测量对象物的光通过，再利用导光部将通过多个共聚焦光学部的光入射至一个分光部。进一步地，根据本发明的共聚焦测量装置，利用沿着分光部的分光方向一维排列构成的受光部，来接收分离出的光；利用控制部根据受光部所接收的光来求出与多个共聚焦光学部的每个共聚焦光学部相对应的峰波长。因此，根据本发明的共聚焦测量装置，不需要将受光元件二维排列而构成的受光部，能够使用将受光元件一维排列而构成的受光部，用于取得测量信号的处理快，能够快速地多点测量测量对象物的位移。另外，由于根据本发明的共聚焦测量装置具有将受光元件一维排列而构成的受光部，所以与具有将受光元件二维排列而构成的受光部的装置相比，能够缩小装置尺寸。

附图说明

[0028] 图1是示出本发明的实施方式1的共聚焦测量装置的结构的示意图。

[0029] 图2是示出分叉光纤的结构的概略图。

[0030] 图3是用于说明滤光器的透过率特性的图形。

[0031] 图4是说明本发明的实施方式1的摄像元件的通道结构的概略图。

[0032] 图5是示出本发明的实施方式1的变形例1的头部的结构的示意图。

[0033] 图6是示出本发明的实施方式1的变形例2的共聚焦测量装置的结构的示意图。

[0034] 图7是示出本发明的实施方式1的变形例3的共聚焦测量装置的结构的示意图。

[0035] 图8是示出本发明的实施方式1的变形例3的共聚焦测量装置的结构的示意图。

[0036] 图9是示出本发明的实施方式2的共聚焦测量装置的结构的示意图。

[0037] 图10是用于说明本发明的实施方式2的共聚焦测量装置的工作的示意图。

[0038] 图11是示出利用摄像元件来测量捆扎多条光纤而入射至分光器的光的样子的示意图。

[0039] 图12是示出本发明的实施方式3的共聚焦测量装置的结构的示意图。

具体实施方式

[0040] 以下，针对本发明的实施方式，一边参照附图一边详细地进行说明。

[0041] (实施方式1)

[0042] 图1是示出本发明的实施方式1的共聚焦测量装置的结构的示意图。图1所示的共聚焦测量装置100是利用多个头部(在图1的情况下是两个)的共聚焦光学系统来多点(在图1的情况下是2点)测量测量对象物200的位移的测量装置。在利用共聚焦测量装置100来测量的测量对象物200中，有例如液晶显示面板的液晶层间隙(cell gap)等。

[0043] 共聚焦测量装置100具有：装备有共聚焦的光学系统的第一头部10a以及第二头部10b、经由光纤11光学连接的控制器部20、显示从控制器部20输出的信号的监控器部30。

[0044] 第一头部10a是用于测量测量对象物200在某个位置的位移的头部。第一头部10a具有：衍射透镜1、物镜2、第一滤光器3a以及聚光透镜4。物镜2配置于比衍射透镜1更靠测量对象物200侧。第一滤光器3a仅使从光纤11入射的光中的某个特定波段的光透过。聚光透镜4使透过第一滤光器3a的光会聚于衍射透镜1。衍射透镜1的焦距大于从衍射透镜到物镜的距离与物镜的焦距之差。

[0045] 此处，衍射透镜1是使从光源(例如，白色光源)出射的光产生轴向色差的光学元件。例如，在衍射透镜1的表面上周期性地形成相息图形状或者二进制形状(台阶形状、楼梯形状)等微小的起伏形状，或者形成周期性地变更光的透过率的振幅型的波带片。此外，衍射透镜1的结构并不仅限定于上述所记载的结构。

[0046] 物镜2是使经衍射透镜1产生色差的光会聚于测量对象物200的光学元件。可以使用凸透镜等作为物镜2。

[0047] 第一滤光器3a是一种仅使从光纤11入射的光中的某个特定波段的光透过的光学元件。该第一滤光器3a设于光纤11与第一头部10a相连接的位置的附近。图1所示的第一滤光器3a设于第一头部10a的内部，且设于光纤11与聚光透镜4之间的位置。例如，在使用白色光源作为光源的情况下，第一滤光器3a仅使如下的光透过，该光是从光纤11入射的光(可见光区域的400nm～800nm左右波长的光)中的400nm～600nm波长的光。具体地，第一滤光器3a是仅透过某个特定波段的光的分色滤光器等。

[0048] 聚光透镜4是为了使入射至第一头部10a的光高效率地通过衍射透镜1，而使入射的光会聚的光学元件。可以使用凸透镜等作为聚光透镜4。

[0049] 另一方面，第二头部10b是用于测量测量对象物200在其他位置的位移的头部。第二头部10b具有：衍射透镜1、物镜2、第二滤光器3b以及聚光透镜4。物镜2配置于比衍射透镜1更靠测量对象物200侧。第二滤光器3b仅使从光纤11入射的光中的某个特定波段的光透过。聚光透镜4使透过第二滤光器3b的光会聚于衍射透镜1。此外，第二头部10b对与第一头部10a相同的结构标记上相同的附图标记，并不再重复详细的说明。

[0050] 第二滤光器3b是一种仅使如下的光透过的光学元件，该光是从光纤11入射的光中与第一滤光器3a不同的波段的光。该第二滤光器3b设于光纤11与第二头部10b相连接的位置的附近。图1所示的第二滤光器3b设于第二头部10b的内部，且设于光纤11与聚光透镜4之间的位置。例如，在使用白色光源作为光源的情况下，第二滤光器3b仅使如下的光透过，该光是从光纤11入射的光(可见光区域的400nm～800nm左右波长的光)中的600nm～800nm波长的光。具体地，第二滤光器3b是透过的光的波段与第一滤光器3a的不同的分色滤光器等。

[0051] 此处，共聚焦测量装置100具有第一头部10a以及第二头部10b这两个头部，但是在以下的说明中，在针对第一头部10a以及第二头部10b共同地进行说明的情况下，有时会将第一头部10a以及第二头部10b统称为头部10来记载。另外，头部10是一种共聚焦光学部，使从光源出射的光产生轴向色差，并且使聚焦于测量对象物200的光通过。

[0052] 从光源出射的光经由光纤11被传导至头部10。光纤11是从头部10到控制器部20的光路，并且还起到光阑的作用。即，在利用物镜2会聚的光中，聚焦于测量对象物200的光在光纤11的开口部也聚焦。因此，光纤11遮挡不聚焦于测量对象物200的波长的光，起到了仅使聚焦于测量对象物200的光通过的光阑的作用。通过使用光纤11来作为从头部10到控制器部20的光路，就不需要用到光阑。

[0053] 共聚焦测量装置100也可以不使用光纤11作为从头部10到控制器部20的光路，但是通过使用光纤11作为该光路，头部10能够相对于控制器部20灵活地移动。另外，在不使用光纤11作为从头部10到控制器部20的光路的情况下，共聚焦测量装置100需要具有光阑，但是在使用光纤11的情况下，共聚焦测量装置100不需要具有光阑。

[0054] 控制器部20具有：作为白色光源的白色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)21、分叉光纤22、分光器23、摄像元件24以及控制电路部25。虽然使用白色LED21作为白色光源，但只要是能够出射白色光的光源，使用其他的光源也可以。另外，作为光源，并不仅限定于白色光的，只要是具有某种程度的波段的光源即可。

[0055] 分叉光纤22在与第一头部10a以及第二头部10b延伸出的两条光纤11连接的一侧具有两条光纤22a、22d，在相反侧具有两条光纤22b、22c。此外，光纤22b与白色LED21连接，光纤22c与分光器23连接。分叉光纤22是在使两条光纤接触的状态下加热使之融合，进一步地通过在加热的状态下拉伸两条光纤来制作而成。图2是示出分叉光纤22的结构的概略图。在图2所示的分叉结合部22e中，光分叉到两个光路，或者是两个光路的光结合到一个光路。
因此，分叉光纤22能够将从白色LED21出射的光传导至两条光纤11，并且经由光纤11将从头部10返回的光传导至分光器23。光纤11以及分叉光纤22是将通过多个头部10的光导入分光器23的导光部。

[0056] 分光器23是将通过头部10的光分离为各个波长的光的分光部。分光器23具有：凹面镜23a、衍射光栅23b以及聚光透镜23c。凹面镜23a将从头部10返回的光反射为平行光。被凹面镜23a反射的光入射至衍射光栅23b。聚光透镜23c会聚从衍射光栅23b射出的光。分光器23只要是能够将从头部10返回的光分离为各个波长的光，可以是柴尔尼-特纳型、利特罗型等任一种结构。

[0057] 摄像元件24是测量从分光器23出射的光强度的线阵CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)或者线阵CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)。即，摄像元件24是一维排列的受光元件构成的受光部，该受光元件接收被分光器23分离出的光。此外，摄像元件24是仅用于测量光强度的黑白的线阵CMOS或者线阵CCD。当然，只要能够测量光强度，摄像元件24也可以是彩色的线阵CMOS或者线阵CCD。

[0058] 控制电路部25是具有电子电路的控制部，该电子电路控制白色LED21、摄像元件24等的工作，处理摄像元件24的输出信号。控制电路部25根据作为摄像元件24的输出信号的光谱波形来求出强度峰值。由此，能够确定出聚焦于测量对象物200的光的波长(峰波长)。通过预先得到聚焦的光的波长与测量对象物200的位移之间的关系，能够测量测量对象物
200的位移。另外，虽然未图示，但是在控制电路部25中具有输入接口和输出接口等，输入接口输入用于调整白色LED21、摄像元件24等工作的信号，输出接口输出摄像元件24的信号。

[0059] 监控器部30显示摄像元件24输出的信号。例如，监控器部30绘制从头部10返回的光的光谱波形，来显示出利用第一头部10a测量出的测量对象物的位移是0μm，利用第二头部10b测量出的测量对象物的位移是123.45μm。

[0060] 就共聚焦测量装置100而言，为了利用一个摄像元件24及第一头部10a测量测量对象物200在某个位置的位移，并且利用一个摄像元件24及第二头部10b测量测量对象物200在其他的位置的位移，各个头部10的产生轴向色差的光的波段不同。即，第一头部10a使某个波段的光产生轴向色差，第二头部10b使与第一头部10a不同的波段的光产生轴向色差。

[0061] 共聚焦测量装置100为了分割波段，如上所述，在第一头部10a设有第一滤光器3a，在第二头部10b设有第二滤光器3b。具体地，在使用白色光源作为光源的情况下，针对第一滤光器3a以及第二滤光器3b的透过率特性，说明如下。

[0062] 图3是用于说明滤光器的透过率特性的图形。此外，图3所示的图形的横轴表示波长[nm]，纵轴表示透过率[％]。图3所示的第一滤光器3a的波形示出第一滤光器3a的透过率特性，并示出透过大约100％的400nm～600nm波长的光，而遮挡600nm～800nm波长的光的样子。另一方面，图3所示的第二滤光器3b的波形示出第二滤光器3b的透过率特性，示出透过大约100％的600nm～800nm波长的光，而遮挡400nm～600nm波长的光的样子。

[0063] 此外，如图3的波形所示，就600nm附近波长的光而言，虽然难以仅利用第一滤光器3a以及第二滤光器3b来分割波段，但是在控制电路部25或者与控制电路部25相连接的计算机等中，能够通过使用软件的运算处理来分割波段。

[0064] 就共聚焦测量装置100而言，通过利用第一滤光器3a以及第二滤光器3b来分割波段，能够将摄像元件24分为：第一头部10a所利用的区域(通道(channel)1)和第二头部10b所利用的区域(通道2)。图4是说明本发明的实施方式1的摄像元件24的通道结构的概略图。在图4所示的摄像元件24中，Y个检测光强度的受光元件24a沿着图中的纵向排列成一列。在摄像元件24中，利用图4的上侧的受光元件24a来接收利用分光器23分离出的光中波长较短的光，利用图4的下侧的受光元件24a来接收波长较长的光。因此，透过第一滤光器3a的光被图4的上侧的受光元件24a接收，作为通道1的测量信号。另一方面，透过第二滤光器3b的光被图4的下侧的受光元件24a接收，作为通道2的测量信号。此外，在不分割波段的共聚焦测量装置中，由于一个头部利用图4所示的全部受光元件24a，所以只要利用多个头部，就需要二维排列受光元件的摄像元件。

[0065] 如图4所示，虽然来自第一头部10a的光与来自第二头部10b的光的区域不同，但是都被相同的摄像元件24接收。因此，利用摄像元件24得到的光谱波形是在如下的各个区域都具有强度峰值的波形，所述各个区域为与透过第一滤光器3a或者第二滤光器3b的光的波段相对应的各区域，或者被第一滤光器3a或者第二滤光器3b遮挡的光的波段相对应的各区域。控制电路部25从该光谱波形读取各个强度峰值的波长，根据预先得到的光的波长与测量对象物200的位移之间的关系，来测量各个测量对象物200的位移。例如，在将通道1分割为400nm～600nm的波段，而将通道2分割为600nm～800nm的波段的情况下，控制电路部25以400nm～600nm波长范围内的强度峰值的波长作为通道1的峰波长，以600nm～800nm波长范围内的强度峰值的波长作为通道2的峰波长。然后，控制电路部25根据预先得到的光的波长与测量对象物200的位移之间的关系，来分别测量如下的测量对象物200的位移：基于通道1的波长，利用第一头部10a测量出的测量对象物200的位移；以及基于通道2的波长，利用第二头部10b测量出的测量对象物200的位移。

[0066] 共聚焦测量装置100基于通道1的测量信号，在监控器部30上绘制从第一头部10a返回的光谱波形，并输出利用第一头部10a测量出的测量对象物200的位移是0μm这一信息。另外，共聚焦测量装置100基于通道2的测量信号，在监控器部30上绘制从第二头部10b返回的光谱波形，并输出利用第二头部10b测量出的测量对象物200的位移是123.45μm这一信息。

[0067] 如上所述，就本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100而言，由于为了多点测量测量对象物200的位移，头部10将透过滤光器的光或者被滤光器遮挡的光照射至测量对象物200，并利用控制电路部25来求出各个摄像元件24中的与透过各滤光器或者被各滤光器遮挡的光的波段相对应的区域的峰波长，所以能够使用一维排列受光元件24a的摄像元件24，而不需要二维排列受光元件的摄像元件。因此，就本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100而言，与使用二维排列受光元件的摄像元件的情况相比，用于取得测量信号的处理更快，能够快速地多点测量测量对象物200的位移。另外，就本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100而言，由于具有一维排列受光元件24a的摄像元件24，所以与具有二维排列受光元件的摄像元件的装置相比，能够缩小装置尺寸。

[0068] 进一步地，受光元件24a一维排列构成的摄像元件24，比受光元件二维排列构成的摄像元件廉价，能够降低共聚焦测量装置100的制造成本。另外，本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100通过分割波段，能够在摄像元件24中对各个头部10分配测量信号的通道。进一步地，由于本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100仅通过分割波段，并非分割光强度(光量)，所以不会降低测量信号的S/N比，能够维持测量精度。

[0069] (变形例1)

[0070] 在本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100中，为了多点测量测量对象物200的位移，将产生轴向色差的光的波长按照各个头部10来分割波段。但是，就本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100而言，说明了在头部10的内部且在光纤11与聚光透镜4之间的位置上，设有第一滤光器3a以及第二滤光器3b的结构，但是并不仅限定于此。只要能够按照各个头部10来分割波段，任一种结构均可。以下，作为本发明的实施方式1的共聚焦测量装置100的变形例，示出按照各个头部10来分割波段的一个例子。此外，在以下的说明中，在针对第一滤光器3a以及第二滤光器3b共同进行说明的情况下，有时将第一滤光器3a以及第二滤光器3b总称为滤光器3来记载。

[0071] 图5是示出本发明的实施方式1的变形例的头部10的结构的示意图。图5的(a)示出在衍射透镜1与物镜2之间的位置，设有滤光器3的头部10的结构。图5的(b)示出在头部10的外部且在物镜2与测量对象物200之间的位置，设有滤光器3的头部10的结构。

[0072] 在图5的(a)所示的位置设有滤光器3的情况下，由于被衍射透镜1转化为平行光的光透过滤光器3，所以具有分割波段的精度提高的优点。另一方面，在图5的(b)所示的位置上设有滤光器3的情况下，由于滤光器3能够安装于头部10且能够从头部10上拆除，所以当利用一个头部10来单点测量测量对象物200的位移时，和利用多个头部10来多点测量测量对象物200的位移时，可以利用相同的头部10。

[0073] 此外，在图1所示的位置上设有滤光器3的情况下，由于入射的光束的直径较小，与设于其他的位置的情况相比，能够缩小滤光器3的尺寸，从而能够降低制造成本。

[0074] (变形例2)

[0075] 以下，说明使用光束分离器的变形例。图6是示出本发明的实施方式1的变形例2的共聚焦测量装置的结构的示意图。图6所示的共聚焦测量装置100a设有光束分离器5，而不是在各个头部10上设置滤光器3。此外，图6所示的共聚焦测量装置100a在与图1所示的共聚焦测量装置100相同的结构上，标记相同的附图标记，并不再重复详细的说明。另外，在图6所示的共聚焦测量装置100a中，针对在图1的共聚焦测量装置100中示出，但是不用于以下的说明的结构，也省略图示。进一步地，说明图6所示的共聚焦测量装置100a具有使用准直透镜23d的分光器23的结构，准直透镜23d取代凹面镜23a。

[0076] 光束分离器5设于光纤11与分叉光纤22之间。光束分离器5将经由从分叉光纤22的一端延伸出的光纤22a出射的光(由光纤22b传导的白色LED21的光)，按照各个波段来分割，来分别将一个波段的光入射至与第一头部10a连接的光纤11，而将另一个波段的光入射至与第二头部10b连接的光纤11。

[0077] 光束分离器5具有聚光透镜5a和光学镜5b。聚光透镜5a会聚经由光纤22a出射的光。光学镜5b将被聚光透镜5a会聚的光分为透过的光与反射的光。例如，光学镜5b通过反射400nm～600nm波长的光，透过600nm～800nm波长的光，来按照各个波段分割光。被光学镜5b反射的光与透过第一滤光器3a的光等同，是400nm～600nm波长的光。另一方面，透过光学镜
5b的光与透过第二滤光器3b的光等同，是600nm～800nm波长的光。

[0078] 共聚焦测量装置100a利用衍射透镜1，使经光束分离器5分割波段之后的光产生轴向色差，并且利用物镜2将产生了色差的光会聚于测量对象物200。共聚焦测量装置100a将聚焦于测量对象物200的光从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。共聚焦测量装置100a在监控器部30上绘制出入射至摄像元件24的光谱波形，输出利用头部10测量出的测量对象物200的位移。由此，共聚焦测量装置100a与图1所示的共聚焦测量装置100同样地，能够多点测量测量对象物200的位移。

[0079] (变形例3)

[0080] 以下，说明使用多个光源的变形例。图7是示出本发明的实施方式1的变形例3的共聚焦测量装置的结构的示意图。图7所示的共聚焦测量装置100b不是在各个头部10设置滤光器3的结构，而是在各个头部10设置光源的结构。此外，图7所示的共聚焦测量装置100b在与图1所示的共聚焦测量装置100相同的结构上，标记上相同的附图标记，并不再重复详细的说明。另外，在图7所示的共聚焦测量装置100b中，针对在图1的共聚焦测量装置100中示出但是不用于以下的说明的结构，也省略图示。进一步地，说明图7所示的共聚焦测量装置100b是具有使用准直透镜23d的分光器23的结构，准直透镜23d取代凹面镜23a。

[0081] 光源中设有光源21a和光源21b。光源21a发出某个波段的光。光源21b发出与光源21a不同的波段的光。例如，光源21a发出400nm～600nm波长的光，光源21b发出600nm～
800nm波长的光。而且，光源21a的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第一头部10a。另一方面，光源21b的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第二头部10b。

[0082] 共聚焦测量装置100b通过与第一头部10a以及第二头部10b分别对应地，设置发出的光的波段不同的光源21a以及光源21b，来按照第一头部10a以及第二头部10b分割波段。即，第一头部10a不利用第一滤光器3a将来自白色光源的白色LED21的光分割波段，而是使用光源21a的光。另外，第二头部10b不利用第二滤光器3b将来自白色光源的白色LED21的光分割波段，而是使用光源21b的光。

[0083] 共聚焦测量装置100b利用衍射透镜1，使光源21a以及光源21b的光产生轴向色差，并且利用物镜2将产生了色差的光会聚于测量对象物200。共聚焦测量装置100b将聚焦于测量对象物200的光从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。共聚焦测量装置100b在监控器部30上绘制入射至摄像元件24的光谱波形，来输出利用头部10测量出的测量对象物200的位移。由此，共聚焦测量装置100b与图1所示的共聚焦测量装置100同样，能够多点测量测量对象物200的位移。

[0084] 如上所述，本变形例3的共聚焦测量装置100为了多点测量测量对象物200的位移，分别设于多个头部10的各光源21a、21b出射互不相同的波段的光，分别对与各光源出射的光的波段相对应的区域求出峰波长，因而能够与图1所示的共聚焦测量装置100同样地多点测量测量对象物200的位移。

[0085] (变形例4)

[0086] 以下，说明头部10与分光器23之间的导光部不使用光纤的变形例。图8是示出本发明的实施方式1的变形例4的共聚焦测量装置的结构的示意图。图8所示的共聚焦测量装置100c是设置准直透镜221～224、半反射镜225以及反射镜226，来取代分叉光纤22以及光纤
11的结构。此外，图8所示的共聚焦测量装置100c在与图1所示的共聚焦测量装置100相同的结构上，标记相同的附图标记，并不再重复详细的说明。另外，在图8所示的共聚焦测量装置
100c中，针对在图1的共聚焦测量装置100中示出但是不用于以下的说明的结构，也省略图示。进一步地，说明图8所示的共聚焦测量装置100c具有使用准直透镜23d的分光器23，准直透镜23d取代凹面镜23a。

[0087] 来自光源21的光经由准直透镜221转化为平行光，并被半反射镜225分离到朝向反射镜226的路径与朝向第二滤光器3b的路径。反射镜226反射的光透过第一滤光器3a，经准直透镜222会聚于第一头部10a的光阑6a。另一方面，在透过第二滤光器3b的光经准直透镜223会聚于第二头部10b的光阑6b。

[0088] 在通过第一头部10a的光中，聚焦于测量对象物200的光通过光阑6a返回准直透镜222。返回准直透镜222的光经由第一滤光器3a、反射镜226、半反射镜225以及准直透镜224输入至分光器23。另一方面，通过第二头部10b的光中，聚焦于测量对象物200的光通过光阑
6b返回准直透镜223。返回准直透镜223的光经由第二滤光器3b、半反射镜225以及准直透镜
224输入至分光器23。即在本变形例中，准直透镜222或者准直透镜223以及反射镜226、半反射镜225以及准直透镜224构成导光部，该导光部使通过多个头部10的光入射至分光器23。

[0089] 如上所述，本变形例4的共聚焦测量装置100c不设置分叉光纤22以及光纤11，而是设置准直透镜221～224、半反射镜225以及反射镜226，也能够与图1所示的共聚焦测量装置100同样地多点测量测量对象物200的位移。进一步地，就共聚焦测量装置100c而言，与使用分叉光纤22以及光纤11的情况相比，更容易在头部10与分光器23之间配置滤光器。

[0090] (实施方式2)

[0091] 以下，就本发明的实施方式2的共聚焦测量装置而言，为了多点测量测量对象物的位移，并不按照各个头部来将产生轴向色差的光的波长分割波段，而是配合光源发光的时机，求出与该发光的头部相对应的峰波长。

[0092] 图9是示出本发明的实施方式2的共聚焦测量装置的结构的示意图。图9所示的共聚焦测量装置101是利用多个头部(图9的情况是两个)的共聚焦光学系统，来多点(图9的情况是两点)测量测量对象物200的位移的测量装置。在利用共聚焦测量装置101来测量的测量对象物200中，有例如液晶显示面板的液晶层间隙等。此外，图9所示的共聚焦测量装置101在与图1所示的共聚焦测量装置100相同的结构上，标记相同的附图标记，并不再重复详细的说明。

[0093] 在共聚焦测量装置101中，以能够配合光源发光的时机，求出与该发光的头部10相对应的峰波长的方式，来设置第一光源21A以及第二光源21B这两个光源。在共聚焦测量装置101中，为了将从第一光源21A出射的光传导至光纤11，并且将经由光纤11从头部10返回的光传导至分光器23，以及为了将从第二光源21B出射的光传导至光纤11，并且将经由光纤11从头部10返回的光传导至分光器23，所以分别设置分叉光纤22。分叉光纤22在与从头部
10延伸出的光纤11相连接的一侧具有一条光纤22a，在相反侧具有两条光纤22b、22c。此外，光纤22b与白色LED21连接，光纤22c与分光器23连接。另外，分别设于多个头部10的光纤11以及分叉光纤22是使通过各个头部10的光入射至分光器23的导光部。

[0094] 而且，共聚焦测量装置101通过点亮第一光源21A(第二光源21B处于未点亮状态)来使光通过第一头部10a，再在t秒后点亮第二光源21B(第一光源21A处于未点亮状态)来使光通过第二头部10b，从而使光通过各个头部10的时机错开。即，共聚焦测量装置101配合第一光源21A或者第二光源21B发光的时机，求出与该发光的头部10相对应的峰波长。

[0095] 在图9所示的共聚焦测量装置101中，在监控器部30上显示通道1和通道2的测量结果。该通道1是点亮第一光源21A并利用第一头部10a来测量测量对象物200的位移的。该通道2是点亮第二光源21B并利用第二头部10b来测量测量对象物200的位移的。

[0096] 以下，针对共聚焦测量装置101的工作，来进一步地进行详细说明。图10是用于说明本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101的工作的示意图。特别地，图10的(a)是用于说明共聚焦测量装置101在点亮第一光源21A(第二光源21B处于未点亮状态)的情况下的工作的示意图。另一方面，图10的(b)是用于说明共聚焦测量装置101在点亮第二光源21B(第一光源21A处于未点亮状态)的情况下的工作的示意图。此外，在图10所示的共聚焦测量装置101中，针对在图9的共聚焦测量装置101中示出，但是不用于以下的说明的结构，也省略图示。进一步地，说明在图10所示的共聚焦测量装置101中具有使用准直透镜23d的分光器23，准直透镜23d取代凹面镜23a。

[0097] 首先，如图10的(a)所示，在点亮第一光源21A(第二光源21B处于未点亮状态)的情况下，虽然第一头部10a有光通过，但是第二头部10b没有光通过。即，共聚焦测量装置101与仅利用第一头部10a来测量测量对象物200的位移的结构相同。

[0098] 共聚焦测量装置101利用第一头部10a的衍射透镜1，来使第一光源21A的光产生轴向色差，并且利用第一头部10a的物镜2，来使产生色差的光会聚于测量对象物200。共聚焦测量装置101将聚焦于测量对象物200的光从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，并利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。控制电路部25根据作为摄像元件24的输出信号的光谱波形来求出强度峰值，来确定聚焦于测量对象物200的光的波长。进一步地，控制电路部25根据预先得到的聚焦的光的波长与测量对象物200的位移之间的关系，来测量利用第一头部10a的测量对象物200的位移。进一步地，共聚焦测量装置101在监控器部30上绘制入射至摄像元件24的光谱波形，并输出利用第一头部10a测量出的测量对象物200的位移。

[0099] t秒后，如图10的(b)所示，在点亮第二光源21B(第一光源21A处于未点亮状态)的情况下，虽然第二头部10b有光通过，但是第一头部10a没有光通过。即，共聚焦测量装置101与仅利用第二头部10b来测量测量对象物200的位移的结构相同。

[0100] 共聚焦测量装置101利用第二头部10b的衍射透镜1，来使第二光源21B的光产生轴向色差，并且利用第二头部10b的物镜2，来使产生色差的光会聚于测量对象物200。共聚焦测量装置101将聚焦于测量对象物200的光从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，并利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。控制电路部25根据作为摄像元件24的输出信号的光谱波形来求出强度峰值，来确定聚焦于测量对象物200的光的波长。进一步地，控制电路部25根据预先得到的聚焦的光的波长与测量对象物200的位移之间的关系，测量利用第二头部10b的测量对象物200的位移。进一步地，共聚焦测量装置101在监控器部30上绘制入射至摄像元件24的光谱波形，并输出利用第二头部10b测量出的测量对象物200的位移。

[0101] 如上所述，就本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101而言，由于为了多点测量测量对象物200的位移，控制电路部25配合各光源发光的时机，求出与该发光的光源相对应的峰值的波长，所以不需要受光元件二维排列构成的摄像元件，能够使用受光元件24a一维排列构成的摄像元件24。因此，就本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101而言，与使用受光元件二维排列构成的摄像元件的情况相比较，用于取得测量信号的处理更快，能够快速地多点测量测量对象物200的位移。另外，本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101由于具有受光元件24a一维排列构成的摄像元件24，所以与具有受光元件二维排列构成的摄像元件的装置相比较，能够缩小装置尺寸。

[0102] 进一步地，受光元件24a一维排列构成的摄像元件24比受光元件二维排列构成的摄像元件更廉价，能够降低共聚焦测量装置101的制造成本。另外，本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101由于分割波段，所以在摄像元件24中能够按照各个头部10划分测量信号的通道。进一步地，就本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101而言，由于仅通过配合光源发光的时机，来求出与该发光的头部10相对应的峰波长，并不分割光强度(光量)，所以不会降低测量信号的S/N比，能够维持测量精度。

[0103] 此外，已针对本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101的以下结构进行了说明，该结构是通过分别与多个头部10相对应地设置第一光源21A以及第二光源21B，依次单独点亮第一光源21A以及第二光源21B中的一个，来使光通过各个头部10的时机错开，但是本发明并不仅限定于此。例如，就共聚焦测量装置101而言，也可以设置一个光源，或者对每单位数量的头部10设置一个光源，在控制器部20或者头部10中设置能够使从光源入射至头部1的光点亮/熄灭(ON/OFF)的遮光器，控制该遮光器来使光通过各个头部10的时机错开。

[0104] 进一步地，针对如本发明的实施方式2的共聚焦测量装置101那样，将多条光纤22c(图9中是两条)捆扎在一起来向分光器23传导光的结构进行说明。图11是示出利用摄像元件24，来测量将多个光纤22c捆扎在一起向分光器23入射的光的样子的示意图。图11所示的两条光纤22c被V形槽基板26捆扎在一起，并沿着图中的上下方向配置为一列。从该两条光纤22c出射的光经由准直透镜23d入射至分光器23的衍射光栅23b，经衍射光栅23b分离，再经聚光透镜23c会聚于摄像元件24。两条光纤22c沿着与如下的平面正交的方向配置，该平面包含来自衍射光栅23b的反射光的焦点随着波长而变化的方向。另外，摄像元件24以沿着如下的方向排列的方式来配置，该方向是来自衍射光栅23b的反射光的焦点随着波长而变化的方向。

[0105] 因此，将摄像元件24的各受光元件24a的形状设置为，沿着与各受光元件24a排列的方向(图中左右方向)正交的方向(图中上下方向)较长的长条形状。即，在光不是沿着摄像元件24的受光元件24a的排列的方向(图中左右方向)会聚，而是沿着受光元件24a的纵向(图中上下方向)会聚的情况下，各受光元件24a的形状呈能够接收会聚的光的长条形状。如这样，由于即使光纤22c的数量增加，通过聚光透镜23c的光的焦点位置沿着与摄像元件24的受光面正交的方向的变化量也不会增大，所以摄像元件24容易对准。

[0106] (实施方式3)

[0107] 以下，本发明的实施方式3的共聚焦测量装置为了多点测量测量对象物的位移，组合如下的两个动作，该两个动作是：按照各个头部分割产生轴向色差的光的波段，来求出峰波长；以及配合光源发光的时机，来求出与该发光的头部10相对应的峰波长。

[0108] 图12是示出本发明的实施方式3的共聚焦测量装置的结构的示意图。图12所示的共聚焦测量装置102是利用多个头部(图12的情况是4个)的共聚焦光学系统来多点(图12的情况是4点)测量测量对象物200的位移的测量装置。在利用共聚焦测量装置102测量的测量对象物200中，例如有液晶显示面板的液晶层间隙等。此外，图12所示的共聚焦测量装置102，在与图1所示的共聚焦测量装置100相同的结构上，标记相同的附图标记，并不再重复详细的说明。另外，在图12所示的共聚焦测量装置102中，针对在图1的共聚焦测量装置100中示出但是不用于以下的说明的结构，也省略图示。进一步地，说明在图12所示的共聚焦测量装置102中，具有使用准直透镜23d来取代凹面镜23a的分光器23。

[0109] 共聚焦测量装置102对4个头部10设有4个光源，来实现组合如下的两种结构，该两种结构是：按照各个头部来分割产生轴向色差的光的波段的结构，以及错开光源发光的时机的结构。因此，4个光源分为：发出某个波段的光的第一光源21Aa以及第二光源21Ba，以及发出与第一光源21Aa以及第二光源21Ba不同的波段的光的第三光源21Ab和第四光源21Bb。具体地，第一光源21Aa以及第二光源21Ba发出例如400nm～600nm波长的光，第三光源21Ab以及第四光源21Bb发出600nm～800nm波长的光。

[0110] 然后，第一光源21Aa的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第一头部10a。第二光源21Ba的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第二头部10b。第三光源21Ab的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第三头部10c。第四光源21Bb的光经由分叉光纤22以及光纤11入射至第四头部10d。

[0111] 第一头部10a以及第二头部10b分别使光会聚于测量对象物200a，来测量在会聚的光的位置上的测量对象物200a的位移。另外，第三头部10c以及第四头部10d分别使光会聚于测量对象物200b，来测量在会聚的光的位置上的测量对象物200b的位移。此外，测量对象物200a可以是与测量对象物200b相同的构件，也可以是不同的构件。例如，考虑到测量对象物200a作为相对于测量对象物200b的参考构件的情况等。

[0112] 共聚焦测量装置102利用第一光源21Aa以及第二光源21Ba、第三光源21Ab以及第四光源21Bb，按照各个头部10来分割产生轴向色差的光的波长；利用第一光源21Aa以及第三光源21Ab、第二光源21Ba以及第四光源21Bb，来按照各个头部错开光源发光的时机。

[0113] 具体地，共聚焦测量装置102首先点亮第一光源21Aa以及第三光源21Ab(第二光源21Ba以及第四光源21Bb未点亮)，使光通过第一头部10a以及第三头部10c。

[0114] 在共聚焦测量装置102点亮第一光源21Aa以及第三光源21Ab的情况下，光通过第一头部10a以及第三头部10c，将通过第一头部10a的光和通过第三头部10c的光分割波段。因此，如利用图7的共聚焦测量装置100b说明的那样，共聚焦测量装置102利用第一头部10a和第三头部10c，来分割产生轴向色差的光的波长。

[0115] 即，共聚焦测量装置102利用第一头部10a以及第三头部10c的衍射透镜1，使第一光源21Aa以及第三光源21Ab的光产生轴向色差，并且利用物镜2使产生色差的光分别会聚于测量对象物200a以及测量对象物200b上。共聚焦测量装置102将分别聚焦于测量对象物200a以及测量对象物200b的光从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，并利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。共聚焦测量装置102在监控器部30上绘制入射至摄像元件24的光谱波形，并输出利用第一头部10a以及第三头部10c测量出的测量对象物200a以及测量对象物200b各自的位移。例如，共聚焦测量装置102输出：利用第一头部10a测量出的测量对象物200a的位移是0μm这一信息、以及利用第三头部10c测量出的测量对象物200b的位移是123.45μm这一信息。

[0116] 以下，t秒后，共聚焦测量装置102点亮第二光源21Ba以及第四光源21Bb(第一光源21Aa以及第三光源21Ab未点亮)，来使光通过第二头部10b以及第四头部10d。

[0117] 在共聚焦测量装置102点亮第二光源21Ba以及第四光源21Bb的情况下，光通过第二头部10b以及第四头部10d，将通过第二头部10b的光和通过第四头部10d的光分割波段。因此，以图7的共聚焦测量装置100b说明的那样，共聚焦测量装置102利用第二头部10b和第四头部10d，来分割产生轴向色差的光的波长。

[0118] 即，共聚焦测量装置102利用第二头部10b以及第四头部10d的衍射透镜1，来使第二光源21Ba以及第四光源21Bb的光产生轴向色差，并且利用物镜2使产生色差的光分别会聚于测量对象物200a以及测量对象物200b。共聚焦测量装置102将分别聚焦于测量对象物200a以及测量对象物200b的光，从光纤22c经由准直透镜23d传导至衍射光栅23b，并利用聚光透镜23c将经该衍射光栅23b分离的光入射至摄像元件24。共聚焦测量装置102在监控器部30上绘制入射至摄像元件24的光谱波形，并输出利用第二头部10b以及第四头部10d测量出的测量对象物200a以及测量对象物200b各自的位移。例如，共聚焦测量装置102输出：利用第二头部10b测量出的测量对象物200a的位移是10μm这一信息、利用第四头部10d测量出的测量对象物200b的位移是132μm这一信息。

[0119] 由此，共聚焦测量装置102能够利用第一头部10a以及第二头部10b，来两点测量测量对象物200a的位移；并利用第三头部10c以及第四头部10d，来两点测量测量对象物200b的位移。即，共聚焦测量装置102能够使用第一头部10a～第四头部10d，来四点测量测量对象物200a以及测量对象物200b的位移。

[0120] 如上所述，就本发明的实施方式3的共聚焦测量装置102而言，由于为了多点测量测量对象物200的位移，组合如下的两个动作，该两个动作是：对摄像元件24中与分割出的波段相对应的各个区域求出峰波长、求出与发光的光源相对应的峰值的波长；所以能够测量更多的测量对象物200的位移。此外，共聚焦测量装置102具有与上述的实施方式1以及实施方式2的共聚焦测量装置的效果同样的效果。

[0121] 此外，在本发明的实施方式3的共聚焦测量装置102中，将4个光源分为发出某个波段的光的第一光源21Aa以及第二光源21Ba、发出与第一光源21Aa以及第二光源21Ba不同的波段的光的第三光源21Ab以及第四光源21Bb，来进行波段分割。但是，本发明的实施方式3的共聚焦测量装置102并不仅限于此，也可以使用发出相同波段的光的4个光源，并通过分别在第一头部10a以及第二头部10b中设置图1所示的第一滤光器3a，在第三头部10c以及第四头部10d中设置图1所示的第二滤光器3b，来进行波段分割。

[0122] 另外，在本发明的实施方式1～3的共聚焦测量装置中，针对在头部10中利用衍射透镜1使光产生轴向色差的结构进行了说明，但是本发明并不仅限定于此。例如，在本发明的共聚焦测量装置中，也可以使用产生轴向色差的一个透镜，或者组合多个透镜的光学系统部件，来取代衍射透镜1。

[0123] 进一步地，在本发明的实施方式1～3的共聚焦测量装置中，针对具有2个或者4个头部10的结构进行了说明，但是这只是举例示出，也可以是具有更多头部10的结构。

[0124] 本发明披露的实施方式在全部的方面都是举例示出，应该理解为不是限制性的。本发明的范围不是由上述的说明，而是由权利要求的范围来表示，并谋求与权利要求的范围等同的意思以及包含范围内的全部变更。

[0125] 附图标记的说明

[0126] 1衍射透镜，2物镜，3a第一滤光器，3b第二滤光器，4、23c集光透镜，5光束分离器，10、10a～10d头部，11、22a、22b、22c、22d光纤，20控制器部，21光源，22分叉光纤，23分光器，
23a凹面镜，23b衍射光栅，24摄像元件，25控制电路部，26V形槽基板，30监控器部，100、
100a、100b、101、102共聚焦测量装置，200、200a、200b测量对象物。