定物上进行扫描，沿着被测定物的形状上下移动。当触针上下移动时，聚焦伺服机构起作用而使光探测器整体上下移动，因而是物镜的焦点始终对在反射镜上这样的装置。
[0077]同样，在图14B和图14C的图表中示出分别使用现有的三维形状测定装置的探测部与本实施方式所涉及的三维形状测定装置100的探测部3，对图14A所示的半径为5.55mm的基准球直至±70度倾斜以1.2mm/sec的扫描速度进行Y轴往复扫描测定时的测定数据与设计式之差(即，测定装置的测定精度)。各图表的纵轴表示测定数据与设计式之间的差值，横轴表示Y轴方向的位置。如图14B和图14C所示，在60度倾斜时，在现有的三维形状测定装置中存在57nm的误差的偏差，而本实施方式所涉及的三维形状测定装置100缩小至25nm的误差的偏差。另外，在70度倾斜时，在现有的三维形状测定装置中存在155nm的误差的偏差，而本实施方式所涉及的三维形状测定装置100缩小至56nm的误差的偏差。
[0078]由这些结果可知，在以1.2mm/sec的扫描速度进行扫描测定时，在现有的装置中存在10nm级的测定精度的偏差，而在本实施方式所涉及的三维形状测定装置100中，偏差减小至1nm级的测定精度。
[0079]需要说明的是，这些测定例中的现有的三维形状测定装置的探测部与本实施方式所涉及的三维形状测定装置100的探测部3各自的测定力为30mgf。
[0080]根据上述本实施方式能够产生如下效果。
[0081]首先，推测在现有例所述的非专利文献I所涉及的装置中，例如，在作为测定物203的一例的透镜所要求的高倾斜角(30度?70度)范围内，不能快速地移动探测部201。因此，在非专利文献I的图11中，最大倾斜角度是18度，却以0.02mm/s的缓慢的速度使探测部201进行扫描测定。认为这是由于，若以比0.02mm/s的速度快的速度移动探测部201，则隔膜230发生变形，探测部201的前端倾斜，从而成为ΔΧ1的测定误差。另外，在这种情况下，也容易产生振动噪声。若更快地移动探测部201，则会出现探测部前端或隔膜230破损的危险性。在探测部201损伤时，冲击力也强烈地作用于测定物203，会产生测定物203破损的危险性。由于这样的理由，在非专利文献I所涉及的装置中，极其难以实现在透镜的生产线中期待的mm/s级的扫描测定。
[0082]另外，在非专利文献I所涉及的装置中，由真空筒204构成的非接触密封部210和静压气体轴承211是将两个不同体的构件串行配置的结构。静压气体轴承211具有在最适间隙下具有最大的刚性的特征。然而，若相对于非接触密封部210和静压气体轴承211而存在Z轴驱动轴220的轴错位(几μ m程度)，则Z轴驱动轴220偏向一侧，Z轴驱动轴220的刚性变弱，其结果是，Z轴驱动轴220的旋转刚性变弱，变得容易在高倾角(30度?70度)的探测部前端处产生测定误差。因此，与前述同样，推定在图11中以0.02mm/s的缓慢速度进行扫描测定。若以比上述快的速度进行测定，则静压气体轴承211处的Z轴驱动轴220的旋转振动变得激烈，从而导致测定时的振动噪声变大、或者探测部周边破损。由于这样的理由，在非专利文献I所涉及的装置中，极其难以实现在透镜的生产线中期待的mm/s级的扫描测定。
[0083]另外，除了 mm/s级的测定要求，在例如用于智能手机等的非球面透镜中，产生了直至高倾斜角70度为止达到10nm以下的形状精度的要求。作为满足这样的扫描速度以及测定精度的要求的装置，可以使用本发明的本实施方式所涉及的三维形状测定装置100。即，本实施方式所涉及的三维形状测定装置100通过以下那样的结构，由此在对气动滑块中空轴2进行上下驱动时，不向气动滑块中空轴2施加旋转力矩，并且不向气动滑块中空轴2的光学系统施加偏斜力，因而例如直至高倾斜角70度为止能够以0.3mN以下的低测定力且以mm/sec级的速度进行扫描测定，并且能够以1nm级的测定精度以及测定重现性进行测定。
[0084]根据本实施方式，为了在对气动滑块中空轴2进行上下驱动时，不向气动滑块中空轴2施加旋转力矩并且不向气动滑块中空轴2的光学系统施加偏斜力，而采用以下的结构。通过该采用，能够提高Z轴驱动轴(气动滑块中空轴2)的旋转刚性，并且对热膨胀所引起的Z轴驱动轴(气动滑块中空轴2)的偏斜进行抑制。
[0085]构成为气动滑块中空轴2的中心轴与气动滑块外框I的中心轴一致地配置的结构(换言之，构成为两个中心轴之间在XY面内不存在偏置的结构)。
[0086]构成为如下结构:两个线性电动机20的两个驱动轴(线圈21的中心轴)之间的中心轴与通过气动滑块中空轴2的重心的中心轴一致(两中心轴之间没有偏置)，因而在控制部90的作用下由两个线性电动机20同步地对气动滑块中空轴2进行上下驱动，从而对气动滑块中空轴2的重心位置的部分进行驱动。
[0087]构成为聚焦光学系统4和探测部3的中心轴配置在气动滑块中空轴2的中心轴上的结构。
[0088]构成为各支承部8的中心轴(例如杆27a的中心轴)、各驱动部7的中心轴(例如线圈21的中心轴)、以及气动滑块中空轴2的中心轴(换言之，气动滑块外框的中心轴)相互平行地配置的结构。
[0089]构成为如下结构:两个支承臂5沿横向配置在聚焦光学系统4、探测部3以及气动滑块中空轴2的合计的重心的高度处，在各支承臂5的中间部配置有线性电动机20的线圈21来作为驱动部7的示例，在该线圈21的更外侧配置有支承部8。
[0090]通过具有以上的结构，能够产生上述的作用效果。
[0091]另外，若分别构成为以下的结构作为一例，则能够进一步提高上述的作用效果。
[0092]优选在俯视观察时，各支承部8的中心轴(例如杆27a的中心轴)、各驱动部7的中心轴(例如线圈21的中心轴)、以及气动滑块中空轴2的中心轴(换言之，气动滑块外框的中心轴)配置在一直线上。若像这样构成，则在对气动滑块中空轴2进行上下驱动时，旋转力矩更加不易作用于气动滑块中空轴2。因此，也能够使偏斜力更加不易作用于气动滑块中空轴2的光学系统。其结果是，能够进一步抑制驱动时的Z轴驱动轴(气动滑块中空轴2)的偏斜。
[0093]若构成为通过气动滑块中空轴2自身(或气动滑块中空轴2自身以及支承臂5自身)的隔热材料而与线性电动机20的线圈21的发热体隔断，则不会产生气动滑块中空轴2的热膨胀，从而能够抑制热膨胀对气动滑块中空轴2的光学系统所带来的恶劣影响。
[0094]若构成为气动滑块中空轴2等的重心位置经由两个支承臂5而由两个支承部8的气垫28支承为能够横向移动，则在对气动滑块中空轴2进行上下驱动时，即便横向的力作用于气动滑块中空轴2，气动滑块中空轴2也能够通过两个支承部8的气垫28而沿横向移动。其结果是，旋转力矩变得不易作用于气动滑块中空轴2，另外，也能够使偏斜力不易作用于气动滑块中空轴2的光学系统。
[0095]若各线性电动机20为线圈21由支承臂5支承且将磁体24固定在气动滑块外框I上的可动线圈方式，则能够使比较重的磁体为固定侧，比较轻的线圈为可动侧，从而能够整体上减轻线性电动机20的可动部分的重量。其结果是，在对气动滑块中空轴2进行上下驱动时，即便横向的力作用于气动滑块中空轴2，气动滑块中空轴2也能够通过两个支承部8的气垫28而沿横向移动。其结果是，旋转力矩变得难以作用于气动滑块中空轴2，另外，也能够使偏斜力不易作用于气动滑块中空轴2的光学系统。
[0096]需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，也能够以其他各种方式实施。
[0097]例如，也可以代替支承部8而采用以下的结构。
[0098]如图15以及图16所示，也可以由半球支承部31直接接触并支承各支承臂5的支承承受部5a的下表面5b。具体而言，在杆27a的上端经由基座32而配置有半球支承部31，且半球支承部31的顶部与支承承受部5a的下表面5b点接触，各支承臂5被支承为相对于半球支承部31的顶部向前后转动自如且能够沿横向移动。
[0099]根据该变形例的结构，其结构比之前的实施方式的支承部8还要简单。
[0100]另外，如图17以及图18所示，也可以由浮动接头33来支承各支承臂5的支承承受部5a的下表面5b。具体而言，浮动接头33从上到下依次包括上轴承34、上板部36、球状的中轴承38、下板部37以及下轴承35。上轴承34在与上板部36之间将多个滚珠39转动自如地配置为环状，上轴承34的上表面与各支承臂5的支承承受部5a的下表面5b接触。下轴承35在