1. 干渉計内参照光と測定光間に複数の位相差を与えた時の干渉光の強度変化を測定することにより、参照光と測定光の位相差φを算出する。
   
2. 測定光の波長λ、および位相差φから各点の高さｈが次式より求められる。
   　　ｈ＝（λ／４π）・φ
   
3. 本方法で求められる位相差には、２πＮ（Ｎは整数）の任意性があるので、高さが連続的に変化しているという仮定を用いて位相接続（アンラッピング）処理を行う。
   
4. よって、ガラス面、フィルム面、ヘッド浮上面など、高さレンジが数μｍ以下の平滑な面を精密に測定する場合に最適である。
   
5. 表面形状測定装置では、次のアルゴリズムが用意され、切り替えて使用可能である。
   

   ・ステップ数： �@４ステップ法
   　　　　　　　　 �A５ステップ法

   ・位相接続 ： �@近傍接続法
   　　　　　　　　 �AMST(Minimum Spanning Tree)法　

　 位相シフト干渉法では、干渉顕微鏡内の参照面をピエゾ素子（ＰＺＴ）により駆動し、参照光路を既知量だけ変化させた時に得られる複数個の干渉画像から位相差φを計算し、さらに高さｈに換算する。

　 理論的には最低３枚の画像で良いが、一般には計算が簡単な４ステップ法が用いられる。この方法では、位相シフト量単位をπ／２とし、０、(1/2)π、π、(3/2)πの４回変化させる。これは、光源の波長がλの場合、０、(1/8)λ、(1/4)λ、(3/8)λの移動を意味する。この時の干渉光強度をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとすると、位相φは次式のような簡単な式になる。
　 　φ＝ｔａｎ^-1［(ａ−ｃ)／(ｂ−ｄ)］

　本方法で求められる位相差には、２πＮ（Ｎは整数）の任意性があるので、高さが連続的に変化しているという仮定を用いて位相接続（アンラッピング）処理を行う。

　位相接続法には多くのアルゴリズムがあるが、最も単純な近傍接続法と、計算時間はかかるが非常にロバストなMST(Minimum Spanning Tree)法が用意されている。

1. サブナノメートルオーダーの高さ分解能がある。

2. 場所による反射率の変化に無関係に測定できる。

3. ４〜５枚の画像を取り込むだけで、画面内の全点の高さ測定が１秒以内に可能である。

4. 位相から高さに換算する時に、位相接続（アンラッピング）が必要であるので、測定対象が波長に比べ十分平滑な面に限定される。

1. 凹レンズ面

   結果を図１、図２に示す。表面形状がｎｍオーダで計測されている。

   

   図１　凹レンズ表面測定結果

   

   図２　凹レンズ表面測定結果（３Ｄ表示）

   （２）ハードディスク基板の表面粗さ

   結果を図３、図４に示す。サブｎｍの表面凹凸が計測されている。

   

   図３　ハードディスク基板表面粗さ測定結果

   

   図４　　ハードディスク基板表面粗さ測定結果 （３Ｄ表示）