JP3219031B2 - 二光束の干渉を利用した変位測定法および装置 - Google Patents
二光束の干渉を利用した変位測定法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被測定面の変位や凹
凸を非接触で測定できる二光束の干渉を利用した変位測
定法および装置に関するものである。
凸を非接触で測定できる二光束の干渉を利用した変位測
定法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】表面に段差のある被測定面の段差を測定
する装置として、二光束干渉計が知られている。二光束
干渉計は、可干渉な光を強度が等しい二光束に分割し、
一方を参照面、他方を被測定面に入射し、両反射光の光
路差（光学距離の差）を干渉縞として測定するものであ
る。光波の分割の仕方や光路の取り方によって、ワトソ
ン型、リンニク型、ミロー型など種々の装置が作られて
いる。
する装置として、二光束干渉計が知られている。二光束
干渉計は、可干渉な光を強度が等しい二光束に分割し、
一方を参照面、他方を被測定面に入射し、両反射光の光
路差（光学距離の差）を干渉縞として測定するものであ
る。光波の分割の仕方や光路の取り方によって、ワトソ
ン型、リンニク型、ミロー型など種々の装置が作られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の二光束干渉計で
は、白色光を二光束干渉計に供給し、参照面までの距離
ｄｒと被測定面までの距離ｄｓとが等しい部分が０次干
渉縞となって現れるので、その位置を目視で判断してい
た。その後、フィルタを入れ替えて単色光を二光束干渉
計に供給し、観察面内の高低差を見るための干渉縞画像
を得て、０次干渉縞の位置から測定すべき点までの単色
光の干渉縞の本数を数えることで、被測定面の段差を測
定していた。
は、白色光を二光束干渉計に供給し、参照面までの距離
ｄｒと被測定面までの距離ｄｓとが等しい部分が０次干
渉縞となって現れるので、その位置を目視で判断してい
た。その後、フィルタを入れ替えて単色光を二光束干渉
計に供給し、観察面内の高低差を見るための干渉縞画像
を得て、０次干渉縞の位置から測定すべき点までの単色
光の干渉縞の本数を数えることで、被測定面の段差を測
定していた。
【０００４】このように、従来では白色光による干渉縞
と単色光による干渉縞とを同時に得ることができないた
め、被測定面の変位のように動的に変化すると測定でき
ず、段差測定などの静的な測定しかできないという欠点
があった。
と単色光による干渉縞とを同時に得ることができないた
め、被測定面の変位のように動的に変化すると測定でき
ず、段差測定などの静的な測定しかできないという欠点
があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、被測定面の変位
など動的な測定が可能な二光束の干渉を利用した変位測
定法および装置を提供することにある。
など動的な測定が可能な二光束の干渉を利用した変位測
定法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、入射光を二光束に分割
し、その一方を被測定面で反射させるとともに、他方を
参照面で反射させる工程と、上記被測定面で反射した光
と参照面で反射した光との干渉縞画像を、同時刻に撮像
された単色光画像と複色光画像とで個別に得る工程と、
上記複色光画像の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を
検出する工程と、上記単色光画像の被測定点における干
渉縞の位置と上記０次干渉縞に対応する干渉縞の位置と
から、被測定点の変位を測定する工程と、を含む変位測
定法である。
め、請求項１に記載の発明は、入射光を二光束に分割
し、その一方を被測定面で反射させるとともに、他方を
参照面で反射させる工程と、上記被測定面で反射した光
と参照面で反射した光との干渉縞画像を、同時刻に撮像
された単色光画像と複色光画像とで個別に得る工程と、
上記複色光画像の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を
検出する工程と、上記単色光画像の被測定点における干
渉縞の位置と上記０次干渉縞に対応する干渉縞の位置と
から、被測定点の変位を測定する工程と、を含む変位測
定法である。
【０００７】請求項４に記載の発明は、１つの光源と、
光源からの光をフィルタを通して単色光と複色光とに光
学的に分ける手段と、単色光と複色光とが並行して入力
され、それぞれ二光束に分割して、一方を被測定面で反
射させるとともに、他方を参照面で反射させる二光束干
渉光学系と、上記被測定面で反射した光と参照面で反射
した光との干渉縞画像を、同時刻に撮像された単色光画
像と複色光画像とで個別に得る手段と、上記複色光画像
の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を検出する手段
と、上記単色光画像の被測定点における干渉縞の位置と
上記０次干渉縞に対応する干渉縞の位置とから、被測定
点の変位を測定する手段と、を備えた変位測定装置であ
る。
光源からの光をフィルタを通して単色光と複色光とに光
学的に分ける手段と、単色光と複色光とが並行して入力
され、それぞれ二光束に分割して、一方を被測定面で反
射させるとともに、他方を参照面で反射させる二光束干
渉光学系と、上記被測定面で反射した光と参照面で反射
した光との干渉縞画像を、同時刻に撮像された単色光画
像と複色光画像とで個別に得る手段と、上記複色光画像
の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を検出する手段
と、上記単色光画像の被測定点における干渉縞の位置と
上記０次干渉縞に対応する干渉縞の位置とから、被測定
点の変位を測定する手段と、を備えた変位測定装置であ
る。
【０００８】請求項５に記載の発明は、１つの光源と、
光源からの光を二光束に分割して、一方を被測定面で反
射させるとともに、他方を参照面で反射させる二光束干
渉光学系と、上記被測定面で反射した光と参照面で反射
した光との干渉縞画像を得る手段と、上記干渉縞画像を
フィルタを通して単色光画像と複色光画像とに光学的に
分ける手段と、上記複色光画像の最大輝度位置から０次
干渉縞の位置を検出する手段と、上記単色光画像の被測
定点における干渉縞の位置と上記０次干渉縞に対応する
干渉縞の位置とから、被測定点の変位を測定する手段
と、を備えた変位測定装置である。
光源からの光を二光束に分割して、一方を被測定面で反
射させるとともに、他方を参照面で反射させる二光束干
渉光学系と、上記被測定面で反射した光と参照面で反射
した光との干渉縞画像を得る手段と、上記干渉縞画像を
フィルタを通して単色光画像と複色光画像とに光学的に
分ける手段と、上記複色光画像の最大輝度位置から０次
干渉縞の位置を検出する手段と、上記単色光画像の被測
定点における干渉縞の位置と上記０次干渉縞に対応する
干渉縞の位置とから、被測定点の変位を測定する手段
と、を備えた変位測定装置である。
【０００９】本発明の方法によれば、入射光が二光束干
渉光学系に入力されて二光束に分割され、その一方が被
測定面で反射されるとともに、他方が参照面で反射され
る。これら光の干渉縞画像がＣＣＤ等の撮像装置により
同時に撮像され、単色光画像と複色光画像（例えばカラ
ー画像）とを得る。この複色光画像の中で、参照面まで
の距離ｄｒと被測定面までの距離ｄｓとが等しい部分で
全ての光の波長が強め合うため、最大輝度位置、つまり
０次干渉縞となって現れる。
渉光学系に入力されて二光束に分割され、その一方が被
測定面で反射されるとともに、他方が参照面で反射され
る。これら光の干渉縞画像がＣＣＤ等の撮像装置により
同時に撮像され、単色光画像と複色光画像（例えばカラ
ー画像）とを得る。この複色光画像の中で、参照面まで
の距離ｄｒと被測定面までの距離ｄｓとが等しい部分で
全ての光の波長が強め合うため、最大輝度位置、つまり
０次干渉縞となって現れる。
【００１０】一方、単色光による干渉縞画像は、上記複
色光画像の構成要素の１つとして得られる。複色光画像
では、入力している光が単波長ではないので、０次干渉
縞付近しか干渉縞が観察されないが、単色光による干渉
縞画像は単一波長であるため、広い範囲で明瞭な縞模様
が得られる。この縞画像の中で、上記複色光画像によっ
て得られた０次干渉縞の位置から、変位を測定すべき点
の干渉縞の位置までの縞の本数を数えることで、被測定
点の変位（参照面までの距離ｄｒと被測定点までの距離
ｄｓとの差）を測定できる。
色光画像の構成要素の１つとして得られる。複色光画像
では、入力している光が単波長ではないので、０次干渉
縞付近しか干渉縞が観察されないが、単色光による干渉
縞画像は単一波長であるため、広い範囲で明瞭な縞模様
が得られる。この縞画像の中で、上記複色光画像によっ
て得られた０次干渉縞の位置から、変位を測定すべき点
の干渉縞の位置までの縞の本数を数えることで、被測定
点の変位（参照面までの距離ｄｒと被測定点までの距離
ｄｓとの差）を測定できる。
【００１１】このように、カラー画像による干渉縞と単
色光画像による干渉縞とを同時に得ることにより、被測
定面の変位を検出するようにしたので、従来では不可能
であった動的な変位測定が可能となる。
色光画像による干渉縞とを同時に得ることにより、被測
定面の変位を検出するようにしたので、従来では不可能
であった動的な変位測定が可能となる。
【００１２】なお、請求項２，請求項４のように、単色
光と複色光を１つの光源からの光をフィルタを通して光
学的に分けることで得るようにしてもよいし、個別の光
源から単色光とそれ以外の光とを得るようにしてもよ
い。ただ、前者の場合にはフィルタを用いることによっ
て同じ強さの２種類の光を簡単に得ることができる。ま
た、請求項３，請求項５のように、単色光画像と複色光
画像とを、被測定面で反射した光と参照面で反射した光
との干渉縞画像をフィルタを通して光学的に分けること
で得るようにしてもよい。要するに、請求項２，４では
フィルタを光源と干渉光学系との間に配置しているのに
対し、請求項３，５ではフィルタを干渉光学系と撮像装
置との間に配置したものである。
光と複色光を１つの光源からの光をフィルタを通して光
学的に分けることで得るようにしてもよいし、個別の光
源から単色光とそれ以外の光とを得るようにしてもよ
い。ただ、前者の場合にはフィルタを用いることによっ
て同じ強さの２種類の光を簡単に得ることができる。ま
た、請求項３，請求項５のように、単色光画像と複色光
画像とを、被測定面で反射した光と参照面で反射した光
との干渉縞画像をフィルタを通して光学的に分けること
で得るようにしてもよい。要するに、請求項２，４では
フィルタを光源と干渉光学系との間に配置しているのに
対し、請求項３，５ではフィルタを干渉光学系と撮像装
置との間に配置したものである。
【００１３】本発明において、単色光画像とは単一波長
の光による画像のことであり、複色光画像とは複数の波
長の光による画像のことである。複色光画像としては例
えばカラー画像が用いられるが、これはＲ，Ｇ，Ｂのカ
ラー撮像素子（ＣＣＤ）を使い、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色光画
像に分解したためであり、これを行なわなければ、白黒
画像となる。白黒画像の場合には、精度はカラー画像に
比べて落ちるが、０次干渉縞を求めることは可能であ
る。要するに、複数の重なり合わない波長帯の光の強度
情報が得られ、そのうちの１つの情報が単色度が高い
（波長帯が狭い）情報であればよい。したがって、ＣＣ
Ｄの受光特性が元々単色度が強い場合には、１つの情報
の単色度を高める必要はない。出力側の光を分光してそ
れぞれフィルタリングすることで、白黒のＣＣＤで受け
た情報を使うことも可能である。
の光による画像のことであり、複色光画像とは複数の波
長の光による画像のことである。複色光画像としては例
えばカラー画像が用いられるが、これはＲ，Ｇ，Ｂのカ
ラー撮像素子（ＣＣＤ）を使い、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色光画
像に分解したためであり、これを行なわなければ、白黒
画像となる。白黒画像の場合には、精度はカラー画像に
比べて落ちるが、０次干渉縞を求めることは可能であ
る。要するに、複数の重なり合わない波長帯の光の強度
情報が得られ、そのうちの１つの情報が単色度が高い
（波長帯が狭い）情報であればよい。したがって、ＣＣ
Ｄの受光特性が元々単色度が強い場合には、１つの情報
の単色度を高める必要はない。出力側の光を分光してそ
れぞれフィルタリングすることで、白黒のＣＣＤで受け
た情報を使うことも可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明にかかる変位測定装
置の第１実施例を示す。この実施例では、被測定面Ｓを
例えばロールＲ上に塗布されたセラミックスラリの塗膜
としてある。光源１は例えば白色光を発するハロゲン光
源よりなる。光源１からの光はフィルタ２，３を通って
干渉光学系５に入力される。このうち、フィルタ２は例
えば緑色の光（波長５４８ｎｍ，半値幅２ｎｍ）のみを
通す干渉フィルタであり、フィルタ３は緑色の光（例え
ば波長５００〜６００ｎｍの光）をカットするマゼンタ
フィルタである。フィルタ２，３を通った光は、例えば
光ファイバー４によって干渉光学系５に送られる。
置の第１実施例を示す。この実施例では、被測定面Ｓを
例えばロールＲ上に塗布されたセラミックスラリの塗膜
としてある。光源１は例えば白色光を発するハロゲン光
源よりなる。光源１からの光はフィルタ２，３を通って
干渉光学系５に入力される。このうち、フィルタ２は例
えば緑色の光（波長５４８ｎｍ，半値幅２ｎｍ）のみを
通す干渉フィルタであり、フィルタ３は緑色の光（例え
ば波長５００〜６００ｎｍの光）をカットするマゼンタ
フィルタである。フィルタ２，３を通った光は、例えば
光ファイバー４によって干渉光学系５に送られる。
【００１５】干渉光学系５は例えば公知のミロー型の干
渉光学系であり、その内部には、図２に示すように反射
鏡６と干渉対物レンズ７とが設けられている。対物レン
ズ７の中央には参照面である反射参照鏡８が取り付けら
れ、対物レンズ７と被測定面Ｓとの中間には半透鏡（ビ
ームスプリッタ）９が配置されている。フィルタ２，３
を通った光はビームスプリッタ９によってそれぞれ強度
が等しい二光束に分割され、一方の光は反射参照鏡８で
反射し、他方の光は被測定面Ｓで反射する。これらの反
射光が干渉し、その干渉縞画像が干渉光学系５の上部に
配置された撮像装置であるカラーＣＣＤカメラ１０によ
って撮像される。ＣＣＤカメラ１０はＲ，Ｇ，Ｂ各波長
域の光の画像（強度情報）を得る。その撮像データはパ
ソコンなどの画像処理装置１１に送られる。
渉光学系であり、その内部には、図２に示すように反射
鏡６と干渉対物レンズ７とが設けられている。対物レン
ズ７の中央には参照面である反射参照鏡８が取り付けら
れ、対物レンズ７と被測定面Ｓとの中間には半透鏡（ビ
ームスプリッタ）９が配置されている。フィルタ２，３
を通った光はビームスプリッタ９によってそれぞれ強度
が等しい二光束に分割され、一方の光は反射参照鏡８で
反射し、他方の光は被測定面Ｓで反射する。これらの反
射光が干渉し、その干渉縞画像が干渉光学系５の上部に
配置された撮像装置であるカラーＣＣＤカメラ１０によ
って撮像される。ＣＣＤカメラ１０はＲ，Ｇ，Ｂ各波長
域の光の画像（強度情報）を得る。その撮像データはパ
ソコンなどの画像処理装置１１に送られる。
【００１６】一般に、ＲＧＢのＣＣＤカメラ１０の受光
特性は、図３のように単色度が低い（Ｒ，Ｇ，Ｂの各受
光範囲が広い）。そこで、上記のようにフィルタ２，３
を通すことで、入力側の光を図４のような特性とするこ
とができ、ＣＣＤカメラ１０が受光する緑色の光の画像
を、非常に単色度の高いものとしている。したがって、
カラー画像の中から緑色の鮮明な画像を容易に取り出す
ことができる。
特性は、図３のように単色度が低い（Ｒ，Ｇ，Ｂの各受
光範囲が広い）。そこで、上記のようにフィルタ２，３
を通すことで、入力側の光を図４のような特性とするこ
とができ、ＣＣＤカメラ１０が受光する緑色の光の画像
を、非常に単色度の高いものとしている。したがって、
カラー画像の中から緑色の鮮明な画像を容易に取り出す
ことができる。
【００１７】ここで、本発明の変位測定法を図５，図６
を参照しながら説明する。図５はある時刻ｔ＝ｔ0 にお
けるＲＧＢカラー画像と緑色画像とを示し、図６は時刻
ｔ0からｔ1 秒後のＲＧＢカラー画像と緑色画像とを示
す。緑色画像の中で、白い線は緑色を表し、黒い線は黒
色を表している。
を参照しながら説明する。図５はある時刻ｔ＝ｔ0 にお
けるＲＧＢカラー画像と緑色画像とを示し、図６は時刻
ｔ0からｔ1 秒後のＲＧＢカラー画像と緑色画像とを示
す。緑色画像の中で、白い線は緑色を表し、黒い線は黒
色を表している。
【００１８】ビームスプリッタ９から被測定面Ｓまでの
距離をｄｓ、ビームスプリッタ９から参照面８までの距
離をｄｒ（＝一定）とすると、ＣＣＤカメラ１０によっ
て撮像されたカラー画像は入光した光が単波長ではない
ので、ｄｓ＝ｄｒ付近でしか干渉縞は観察されない。ま
た、被測定面Ｓ内のｄｓ＝ｄｒとなる位置では、赤色，
緑色，青色の３つの波長で強め合う干渉（センターバー
スト）が起こるので、この最大輝度位置を０次干渉縞Ｃ
0 の位置として検出する。一方、緑色の画像は、カラー
画像とは異なり、光が単波長であるため、ｄｓ＝ｄｒ付
近だけでなく、その周辺でも明瞭な干渉縞画像を得るこ
とができる。そして、干渉縞間隔は緑色の光の半波長
分、つまり２７４ｎｍとなる。
距離をｄｓ、ビームスプリッタ９から参照面８までの距
離をｄｒ（＝一定）とすると、ＣＣＤカメラ１０によっ
て撮像されたカラー画像は入光した光が単波長ではない
ので、ｄｓ＝ｄｒ付近でしか干渉縞は観察されない。ま
た、被測定面Ｓ内のｄｓ＝ｄｒとなる位置では、赤色，
緑色，青色の３つの波長で強め合う干渉（センターバー
スト）が起こるので、この最大輝度位置を０次干渉縞Ｃ
0 の位置として検出する。一方、緑色の画像は、カラー
画像とは異なり、光が単波長であるため、ｄｓ＝ｄｒ付
近だけでなく、その周辺でも明瞭な干渉縞画像を得るこ
とができる。そして、干渉縞間隔は緑色の光の半波長
分、つまり２７４ｎｍとなる。
【００１９】ここで、時刻ｔ0 における緑色画像の０次
干渉縞Ｃ0 の位置と被測定点Ａの干渉縞ＣA の位置とか
ら、被測定面Ｓと参照面８との変位（段差）δ0 を測定
する。図５では、０次干渉縞の位置と被測定点Ａとの間
に２本の干渉縞が存在しているので、変位δ0 ＝２×２
７４ｎｍ＝５４８ｎｍとなる。
干渉縞Ｃ0 の位置と被測定点Ａの干渉縞ＣA の位置とか
ら、被測定面Ｓと参照面８との変位（段差）δ0 を測定
する。図５では、０次干渉縞の位置と被測定点Ａとの間
に２本の干渉縞が存在しているので、変位δ0 ＝２×２
７４ｎｍ＝５４８ｎｍとなる。
【００２０】次に、ｔ1 秒後におけるＲＧＢカラー画像
と緑色画像とから、同様に被測定面Ｓと参照面８との変
位（段差）δ1 を求める。すなわち、図６では、緑色画
像の０次干渉縞Ｃ0 の位置と被測定点Ａの干渉縞ＣA と
の間に４本の干渉縞が存在しているので、変位δ1 ＝４
×２７４ｎｍ＝１０９６ｎｍとなる。したがって、被測
定点Ａのｔ1 秒間の変位は、δ1 −δ0 ＝５４８ｎｍと
なる。つまり、被測定点Ａはｔ1 秒後にビームスプリッ
タ側に５４８ｎｍだけ変位したことになる。このよう
に、ＣＣＤカメラ１０で干渉縞画像を連続的に撮影し、
上記のような解析を行なうことにより、被測定面Ｓの任
意の被測定点Ａにおける時間的変位を追跡することがで
きる。
と緑色画像とから、同様に被測定面Ｓと参照面８との変
位（段差）δ1 を求める。すなわち、図６では、緑色画
像の０次干渉縞Ｃ0 の位置と被測定点Ａの干渉縞ＣA と
の間に４本の干渉縞が存在しているので、変位δ1 ＝４
×２７４ｎｍ＝１０９６ｎｍとなる。したがって、被測
定点Ａのｔ1 秒間の変位は、δ1 −δ0 ＝５４８ｎｍと
なる。つまり、被測定点Ａはｔ1 秒後にビームスプリッ
タ側に５４８ｎｍだけ変位したことになる。このよう
に、ＣＣＤカメラ１０で干渉縞画像を連続的に撮影し、
上記のような解析を行なうことにより、被測定面Ｓの任
意の被測定点Ａにおける時間的変位を追跡することがで
きる。
【００２１】図７は本発明にかかる変位測定装置の第２
実施例を示す。なお、第１実施例と同一部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。この実施例では、干渉
光学系５から出力される干渉縞画像を含む光を反射鏡１
２で二つに分け、その一方の光のうち干渉フィルタ２で
緑色光のみが通過し、この緑色光は集光レンズ１３を介
してＣＣＤカメラ１４で撮像される。また、他方の光の
うちマゼンタフィルタ３によって緑色光をカットした複
色光が通過し、この複色光は集光レンズ１５を介してＣ
ＣＤカメラ１６で撮像される。ＣＣＤカメラ１４，１６
の各撮像データは画像処理装置１１に送られる。この実
施例は、図１のように入射光を単色光と複色光とに光学
的に分けるのではなく、被測定物から反射した後の光を
単色光と複色光とに光学的に分けたものである。したが
って、ＣＣＤカメラ１４から単色光画像を、ＣＣＤカメ
ラ１６から複色光画像をそれぞれ得ることができる。
実施例を示す。なお、第１実施例と同一部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。この実施例では、干渉
光学系５から出力される干渉縞画像を含む光を反射鏡１
２で二つに分け、その一方の光のうち干渉フィルタ２で
緑色光のみが通過し、この緑色光は集光レンズ１３を介
してＣＣＤカメラ１４で撮像される。また、他方の光の
うちマゼンタフィルタ３によって緑色光をカットした複
色光が通過し、この複色光は集光レンズ１５を介してＣ
ＣＤカメラ１６で撮像される。ＣＣＤカメラ１４，１６
の各撮像データは画像処理装置１１に送られる。この実
施例は、図１のように入射光を単色光と複色光とに光学
的に分けるのではなく、被測定物から反射した後の光を
単色光と複色光とに光学的に分けたものである。したが
って、ＣＣＤカメラ１４から単色光画像を、ＣＣＤカメ
ラ１６から複色光画像をそれぞれ得ることができる。
【００２２】第１，第２実施例では、フィルタを用いて
単色光画像と複色光画像とを得るようにしたが、フィル
タを用いずに画像処理によって各干渉縞画像を得ること
も可能である。例えば、カラーの干渉縞画像の中から、
所定の波長比率となるところの画像を取り出し、この画
像から変位を得るようにしてもよい。但し、この場合に
は単色光画像の中に他の光が多少混じることになる。
単色光画像と複色光画像とを得るようにしたが、フィル
タを用いずに画像処理によって各干渉縞画像を得ること
も可能である。例えば、カラーの干渉縞画像の中から、
所定の波長比率となるところの画像を取り出し、この画
像から変位を得るようにしてもよい。但し、この場合に
は単色光画像の中に他の光が多少混じることになる。
【００２３】上記実施例では、干渉光学系としてミロー
型を用いたが、これに限るものではなく、ワトソン型、
リンニク型などの公知の装置を用いてもよい。また、単
色光として緑色の光を用いたが、これに限らず、赤色や
青色の光を用いてもよいことは勿論である。本発明の対
象となる被測定面としては、光を散乱しにくい鏡面を持
ち、所定の波長の光が吸収されないものであれば、測定
可能である。したがって、ロールに塗布されたセラミッ
クスラリの塗膜に限らないことは勿論である。
型を用いたが、これに限るものではなく、ワトソン型、
リンニク型などの公知の装置を用いてもよい。また、単
色光として緑色の光を用いたが、これに限らず、赤色や
青色の光を用いてもよいことは勿論である。本発明の対
象となる被測定面としては、光を散乱しにくい鏡面を持
ち、所定の波長の光が吸収されないものであれば、測定
可能である。したがって、ロールに塗布されたセラミッ
クスラリの塗膜に限らないことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、干渉縞画像を同時刻に撮像された単色光画像と
複色光画像とで個別に得るとともに、複色光画像の最大
輝度位置から０次干渉縞の位置を検出し、単色光画像の
被測定点の干渉縞の位置と０次干渉縞に対応する位置と
から被測定面の変位を求めるようにしたので、従来では
不可能であった動的な変位測定が可能となる。
よれば、干渉縞画像を同時刻に撮像された単色光画像と
複色光画像とで個別に得るとともに、複色光画像の最大
輝度位置から０次干渉縞の位置を検出し、単色光画像の
被測定点の干渉縞の位置と０次干渉縞に対応する位置と
から被測定面の変位を求めるようにしたので、従来では
不可能であった動的な変位測定が可能となる。
【図１】本発明にかかる変位測定装置の第１実施例の構
成図である。
成図である。
【図２】図１に示された変位測定装置の干渉光学系の詳
細図である。
細図である。
【図３】ＲＧＢのＣＣＤカメラの受光特性図である。
【図４】入力側の光のスペクトル図である。
【図５】図１の変位測定装置によって得られるある時点
ｔ0 のカラー干渉縞画像と緑色干渉縞画像である。
ｔ0 のカラー干渉縞画像と緑色干渉縞画像である。
【図６】図１の変位測定装置によって得られるある時点
からｔ1 秒後のカラー干渉縞画像と緑色干渉縞画像であ
る。
からｔ1 秒後のカラー干渉縞画像と緑色干渉縞画像であ
る。
【図７】本発明にかかる変位測定装置の第２実施例の構
成図である。
成図である。
Ｓ 被測定面 １ 光源 ２，３ フィルタ ５ 干渉光学系 ７ 干渉対物レンズ ８ 反射参照鏡（参照面） ９ ビームスプリッタ １０ ＣＣＤカメラ
Claims (5)
- 【請求項１】入射光を二光束に分割し、その一方を被測
定面で反射させるとともに、他方を参照面で反射させる
工程と、 上記被測定面で反射した光と参照面で反射した光との干
渉縞画像を、同時刻に撮像された単色光画像と複色光画
像とで個別に得る工程と、 上記複色光画像の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を
検出する工程と、 上記単色光画像の被測定点における干渉縞の位置と上記
０次干渉縞に対応する干渉縞の位置とから、被測定点の
変位を測定する工程と、を含む変位測定法。 - 【請求項２】上記入射光は、１つの光源からの光をフィ
ルタを通して光学的に分けられた単色光と複色光とで構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の変位測
定法。 - 【請求項３】上記被測定面で反射した光と参照面で反射
した光との干渉縞画像をフィルタを通して光学的に分け
ることで、単色光画像と複色光画像とを得ることを特徴
とする請求項１に記載の変位測定法。 - 【請求項４】１つの光源と、 光源からの光をフィルタを通して単色光と複色光とに光
学的に分ける手段と、 単色光と複色光とが並行して入力され、それぞれ二光束
に分割して、一方を被測定面で反射させるとともに、他
方を参照面で反射させる二光束干渉光学系と、 上記被測定面で反射した光と参照面で反射した光との干
渉縞画像を、同時刻に撮像された単色光画像と複色光画
像とで個別に得る手段と、 上記複色光画像の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を
検出する手段と、 上記単色光画像の被測定点における干渉縞の位置と上記
０次干渉縞に対応する干渉縞の位置とから、被測定点の
変位を測定する手段と、を備えた変位測定装置。 - 【請求項５】１つの光源と、 光源からの光を二光束に分割して、一方を被測定面で反
射させるとともに、他方を参照面で反射させる二光束干
渉光学系と、 上記被測定面で反射した光と参照面で反射した光との干
渉縞画像を得る手段と、 上記干渉縞画像をフィルタを通して単色光画像と複色光
画像とに光学的に分ける手段と、 上記複色光画像の最大輝度位置から０次干渉縞の位置を
検出する手段と、 上記単色光画像の被測定点における干渉縞の位置と上記
０次干渉縞に対応する干渉縞の位置とから、被測定点の
変位を測定する手段と、を備えた変位測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978697A JP3219031B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 二光束の干渉を利用した変位測定法および装置 |
| US09/156,628 US6072582A (en) | 1997-09-25 | 1998-09-18 | Displacement measuring method and apparatus using interference of two beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978697A JP3219031B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 二光束の干渉を利用した変位測定法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101610A JPH11101610A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3219031B2 true JP3219031B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=17615905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27978697A Expired - Fee Related JP3219031B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 二光束の干渉を利用した変位測定法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6072582A (ja) |
| JP (1) | JP3219031B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1907788A4 (en) * | 2005-07-18 | 2011-01-26 | Univ Ohio State | METHOD AND SYSTEMS FOR MEASURING AND CONTROLLING OBJECT MOVEMENT IN SIX FREEDOM LEVELS BY MEANS OF PROJECTION AND MEASUREMENT OF INTERFERENCE FRINGS |
| DE102007016774A1 (de) * | 2007-04-04 | 2008-10-09 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Verfahren und Vorrichtung zur interferenziellen Abstandsmessung von Objekten |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5280340A (en) * | 1991-10-23 | 1994-01-18 | Phase Metrics | Method and apparatus to calibrate intensity and determine fringe order for interferometric measurement of small spacings |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP27978697A patent/JP3219031B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-18 US US09/156,628 patent/US6072582A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11101610A (ja) | 1999-04-13 |
| US6072582A (en) | 2000-06-06 |
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|---|---|---|---|
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