JP3027322B2 - 検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方法及びそのための装置 - Google Patents
検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方法及びそのための装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物のスペック
ル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方
法及びそのための装置に関するものである。
ル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方
法及びそのための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の先行技術として
は、例えば、 （１）Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅ：Ｓ
ｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ １９７０
Ｖｏｌｕｍｅ ３ ｐ．２１４〜２１８、「Ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
ｓｕｒｆａｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｓｐｅｃｋ
ｌｅ ｅｆｆｅｃｔ」 （２）Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅ
ｒｉｃａ Ａ／Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．５／Ｍａｙ １９９
０ ｐ．８２０〜８２６ 「Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏ
ｆ ｐｈａｓｅ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎｔｅｒ
ｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｆｒｉｎｇｅｓｕｓｉｎｇ ａ
ｓｉｎｇｌｅ−ｐｈａｓｅ−ｓｔｅｐ ｍｅｔｈｏ
ｄ：ａｎｏｖｅｌ ａｐｐｒｏａｃｈ」 （３）Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．３０，
Ｎｏ．７／１ Ｍａｒｃｈ １９９１ ｐ．７１７〜７
２１ 「Ｗｈｏｌｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ−ｐｌａｎｅ
ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｓｉｎｇ
ｐｕｌｓｅｄｐｈａｓｅ−ｓｔｅｐｐｅｄ ＥＳＰＩ」 等に記載されるものがあった。すなわち、ＥＳＰＩ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｐｅｃｋｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ〕を用いることにより、
検査対象物の計測表面の歪みや変位、検査対象物の振動
解析の試みがなされている。
は、例えば、 （１）Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｅ：Ｓ
ｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ １９７０
Ｖｏｌｕｍｅ ３ ｐ．２１４〜２１８、「Ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｎ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ
ｓｕｒｆａｃｅｓ ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ ｓｐｅｃｋ
ｌｅ ｅｆｆｅｃｔ」 （２）Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅ
ｒｉｃａ Ａ／Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．５／Ｍａｙ １９９
０ ｐ．８２０〜８２６ 「Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏ
ｆ ｐｈａｓｅ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ ｉｎｔｅｒ
ｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ ｆｒｉｎｇｅｓｕｓｉｎｇ ａ
ｓｉｎｇｌｅ−ｐｈａｓｅ−ｓｔｅｐ ｍｅｔｈｏ
ｄ：ａｎｏｖｅｌ ａｐｐｒｏａｃｈ」 （３）Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．３０，
Ｎｏ．７／１ Ｍａｒｃｈ １９９１ ｐ．７１７〜７
２１ 「Ｗｈｏｌｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ−ｐｌａｎｅ
ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｓｉｎｇ
ｐｕｌｓｅｄｐｈａｓｅ−ｓｔｅｐｐｅｄ ＥＳＰＩ」 等に記載されるものがあった。すなわち、ＥＳＰＩ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｐｅｃｋｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ〕を用いることにより、
検査対象物の計測表面の歪みや変位、検査対象物の振動
解析の試みがなされている。
【０００３】図２２は従来のダブルビーム（Ｄｏｕｂｌ
ｅ ｂｅａｍ或いはＤｕａｌ ｂｅａｍ）ＥＳＰＩの概
略構成図である。この図において、１は検査対象物（オ
ブジェクト）であり、この検査対象物１に対して、第１
のレーザービームＩと、第２のレーザービームIIとを照
射し、その照射部をＣＣＤカメラ２で撮像する。このと
き、ＣＣＤカメラ２に取り込まれるスペックル像はすべ
て正の値をとる。したがって、以下に現れる対応する数
式はすべて絶対値を意味する。
ｅ ｂｅａｍ或いはＤｕａｌ ｂｅａｍ）ＥＳＰＩの概
略構成図である。この図において、１は検査対象物（オ
ブジェクト）であり、この検査対象物１に対して、第１
のレーザービームＩと、第２のレーザービームIIとを照
射し、その照射部をＣＣＤカメラ２で撮像する。このと
き、ＣＣＤカメラ２に取り込まれるスペックル像はすべ
て正の値をとる。したがって、以下に現れる対応する数
式はすべて絶対値を意味する。
【０００４】すると、検査対象物１の変形前の第１のレ
ーザービームＩによるイメージと、第２のレーザービー
ムIIによるイメージがいずれもスペックル・パターン
（Ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ）となり、ＣＣＤカ
メラ２には、両スペックル・パターンの重ね合わせとし
てのスペックル・パターンを得ることができる。次に、
検査対象物１が変形、すなわち、ｘ，ｙ平面上で不均一
な変位を起こした後、第１のレーザービームＩによるイ
メージと、第２のレーザービームIIによるイメージを得
る。
ーザービームＩによるイメージと、第２のレーザービー
ムIIによるイメージがいずれもスペックル・パターン
（Ｓｐｅｃｋｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ）となり、ＣＣＤカ
メラ２には、両スペックル・パターンの重ね合わせとし
てのスペックル・パターンを得ることができる。次に、
検査対象物１が変形、すなわち、ｘ，ｙ平面上で不均一
な変位を起こした後、第１のレーザービームＩによるイ
メージと、第２のレーザービームIIによるイメージを得
る。
【０００５】このとき、変形の前後で得られるイメージ
の強度は、ｘ，ｙの関数として一般に次式で表すことが
できる。検査対象物１の変形前のスペックル像Ｉbefore
は、 Ｉbefore＝Ａ1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓθ＋Ｎbefore …（１） 検査対象物１の変形後のスペックル像Ｉafter は、 Ｉafter ＝Ａ1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ（θ＋φ）＋Ｎafter …（２） ただし、Ａ1 ，Ａ2 は第１のレーザービームＩ及び第２
のレーザービームIIの光電界の振幅、θは両ビームによ
る変形前のスペックル〔検査対象物１上（ｘ，ｙ）にお
ける〕の位相差（初期位相差）、φはｘ方向の変位成分
ｕ（ｘ，ｙ）により導入される位相差（検査対象物１の
変形による位相差）、及びＮbefore，Ｎ after はそれぞ
れのノイズである。一般にθ及びφもｘ，ｙの関数とな
る。
の強度は、ｘ，ｙの関数として一般に次式で表すことが
できる。検査対象物１の変形前のスペックル像Ｉbefore
は、 Ｉbefore＝Ａ1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓθ＋Ｎbefore …（１） 検査対象物１の変形後のスペックル像Ｉafter は、 Ｉafter ＝Ａ1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ（θ＋φ）＋Ｎafter …（２） ただし、Ａ1 ，Ａ2 は第１のレーザービームＩ及び第２
のレーザービームIIの光電界の振幅、θは両ビームによ
る変形前のスペックル〔検査対象物１上（ｘ，ｙ）にお
ける〕の位相差（初期位相差）、φはｘ方向の変位成分
ｕ（ｘ，ｙ）により導入される位相差（検査対象物１の
変形による位相差）、及びＮbefore，Ｎ after はそれぞ
れのノイズである。一般にθ及びφもｘ，ｙの関数とな
る。
【０００６】第１のレーザービームＩ及び第２のレーザ
ービームIIの検査対象物１に対する入射角がともにαで
あるとき、変形による位相差φは、ｘ方向の変位成分ｕ
と以下の関係を持つ。 φ（ｘ，ｙ）＝（２π／λ）・ｓｉｎα・２ｕ（ｘ，ｙ） …（３） ただし、αは、第１のレーザービームＩ及び第２のレー
ザービームIIの入射角、λはレーザー光の波長である。
ービームIIの検査対象物１に対する入射角がともにαで
あるとき、変形による位相差φは、ｘ方向の変位成分ｕ
と以下の関係を持つ。 φ（ｘ，ｙ）＝（２π／λ）・ｓｉｎα・２ｕ（ｘ，ｙ） …（３） ただし、αは、第１のレーザービームＩ及び第２のレー
ザービームIIの入射角、λはレーザー光の波長である。
【０００７】次に、上記（１），（２）式で表される２
つのスペックル・パターンの強度の差を取ると、上記
（１）−（２）式より、 ΔＩ（ｘ，ｙ）＝２Ａ1 （ｘ，ｙ）・Ａ2 （ｘ，ｙ）〔ｃｏｓθ−ｃｏｓ （θ＋φ）〕＋ΔＮ ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）・Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／ ２）〕ｓｉｎ（φ／２）＋ΔＮ …（４） となり、位相φで補正された強度分布が得られる。
つのスペックル・パターンの強度の差を取ると、上記
（１）−（２）式より、 ΔＩ（ｘ，ｙ）＝２Ａ1 （ｘ，ｙ）・Ａ2 （ｘ，ｙ）〔ｃｏｓθ−ｃｏｓ （θ＋φ）〕＋ΔＮ ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）・Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／ ２）〕ｓｉｎ（φ／２）＋ΔＮ …（４） となり、位相φで補正された強度分布が得られる。
【０００８】ただし、ΔＮは変形前後のノイズ差で通常
無視される。そこで、上記（４）式の一般形を持つ強度
分布を解析することにより、位相φ（ｘ，ｙ）を（ｘ，
ｙ）の関数として得て、上記（３）式により、ｕ（ｘ，
ｙ）を計算すれば、変形による検査対象物１上の各点の
変位が求められる。この種の変形や変位（振動等）の解
析を総称してＥＳＰＩと言っている。
無視される。そこで、上記（４）式の一般形を持つ強度
分布を解析することにより、位相φ（ｘ，ｙ）を（ｘ，
ｙ）の関数として得て、上記（３）式により、ｕ（ｘ，
ｙ）を計算すれば、変形による検査対象物１上の各点の
変位が求められる。この種の変形や変位（振動等）の解
析を総称してＥＳＰＩと言っている。
【０００９】ΔＩは一般には、干渉縞パターンである。
なお、上記説明では、ＩbeforeとＩafter の差をとるこ
とによって、ｘ方向の変位成分ｕ（ｘ，ｙ）により導入
される位相差φを求める手法について述べたが、要はス
ペックル像から前記位相差φが抽出できればよいわけで
あり、差をとる方法以外にも和をとる方法や、Ｉbefore
とＩafter のスペックルの相関をとる方法などがある。
なお、上記説明では、ＩbeforeとＩafter の差をとるこ
とによって、ｘ方向の変位成分ｕ（ｘ，ｙ）により導入
される位相差φを求める手法について述べたが、要はス
ペックル像から前記位相差φが抽出できればよいわけで
あり、差をとる方法以外にも和をとる方法や、Ｉbefore
とＩafter のスペックルの相関をとる方法などがある。
【００１０】従来の前記位相差φの抽出方法としては、
フーリエ変換法（ＦＦＴ）及び位相ステップ（ＰＳ）法
が用いられている。 （１）ＦＦＴ法は、上記（４）式のΔＩ（ｘ，ｙ）にお
いて、求めようとするφ／２の空間依存性、つまり空間
周波数が他の変数と違うことを利用してφ／２を抽出し
ようとするものである。即ち、Ｉbefore＋Ｉafter また
はＩbefore−Ｉ after を作ってφ／２以外の空間周波数
以外の周波数成分を周波数軸（周波数領域）上で除去し
た後、フーリエ逆変換し、ＦＦＴの実部と虚部の比から
前記位相差φを求める。
フーリエ変換法（ＦＦＴ）及び位相ステップ（ＰＳ）法
が用いられている。 （１）ＦＦＴ法は、上記（４）式のΔＩ（ｘ，ｙ）にお
いて、求めようとするφ／２の空間依存性、つまり空間
周波数が他の変数と違うことを利用してφ／２を抽出し
ようとするものである。即ち、Ｉbefore＋Ｉafter また
はＩbefore−Ｉ after を作ってφ／２以外の空間周波数
以外の周波数成分を周波数軸（周波数領域）上で除去し
た後、フーリエ逆変換し、ＦＦＴの実部と虚部の比から
前記位相差φを求める。
【００１１】通常、空間で一定の周波数を持つキャリア
を導入し、求めようとする周波数成分と不要な成分とを
分離する。以上を式で表現すると、以下のようになる。
一般に解析しようとするスペックル像（光強度分布）
は、以下の形を持つ。 ｉ（ｘ，ｙ）＝ａ（ｘ，ｙ）＋ｂ（ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔２πｆ0 ｘ＋φ（ｘ， ｙ）〕 …（５） ただし、ｆ0 は導入したキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の
周波数である。
を導入し、求めようとする周波数成分と不要な成分とを
分離する。以上を式で表現すると、以下のようになる。
一般に解析しようとするスペックル像（光強度分布）
は、以下の形を持つ。 ｉ（ｘ，ｙ）＝ａ（ｘ，ｙ）＋ｂ（ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔２πｆ0 ｘ＋φ（ｘ， ｙ）〕 …（５） ただし、ｆ0 は導入したキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の
周波数である。
【００１２】上記（５）式を変形すると、
【００１３】
【数１】
【００１４】上記（６）をフーリエ変換すると、ｘにつ
いて、図２３に示すように、 Ｉ（ｆ，ｙ）＝Ａ（ｆ，ｙ）＋Ｃ* （ｆ−ｆ0 ，ｙ）＋
Ｃ（ｆ＋ｆ0 ，ｙ） となる。次に、Ｃ* 及びＡを除去して、Ｃ（ｆ＋ｆ0 ，
ｙ）を周波数軸上で、ｆ0 だけ図２３の左にシフトし
て、フーリエ逆変換すると、ｃ（ｘ，ｙ）が得られ、そ
の実部と虚部の比をとれば、上記（７）式より明らかな
ように、 φ（ｘ，ｙ）＝ｔａｎ-1［Ｉm 〔ｃ（ｘ，ｙ）〕／Ｒe
〔ｃ（ｘ，ｙ）〕］…（８） と位相差φ（ｘ，ｙ）を
求めることができる。
いて、図２３に示すように、 Ｉ（ｆ，ｙ）＝Ａ（ｆ，ｙ）＋Ｃ* （ｆ−ｆ0 ，ｙ）＋
Ｃ（ｆ＋ｆ0 ，ｙ） となる。次に、Ｃ* 及びＡを除去して、Ｃ（ｆ＋ｆ0 ，
ｙ）を周波数軸上で、ｆ0 だけ図２３の左にシフトし
て、フーリエ逆変換すると、ｃ（ｘ，ｙ）が得られ、そ
の実部と虚部の比をとれば、上記（７）式より明らかな
ように、 φ（ｘ，ｙ）＝ｔａｎ-1［Ｉm 〔ｃ（ｘ，ｙ）〕／Ｒe
〔ｃ（ｘ，ｙ）〕］…（８） と位相差φ（ｘ，ｙ）を
求めることができる。
【００１５】（２）次に、ＰＳ（位相ステップ）法につ
いて説明する。ＰＳ法は、検査対象物の変形の前後に変
形による位相差φに代えて、人為的に位相差Ψi を導入
し、これにより、方程式の数を増やして位相差φを求め
ようとするものである。すなわち、検査対象物の変形後
のスペックル像が Ｉi ′after ＝Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓ（θ＋φ＋Ψi ） …（９）i ＝１，２，３ ここに、θ：初期位相差 φ：検査対象物の変形による位相差 Ψi 人為的に導入する既知の位相差 となり、通常、未知数が３個なので、ｉとして１，２，
３が必要である。
いて説明する。ＰＳ法は、検査対象物の変形の前後に変
形による位相差φに代えて、人為的に位相差Ψi を導入
し、これにより、方程式の数を増やして位相差φを求め
ようとするものである。すなわち、検査対象物の変形後
のスペックル像が Ｉi ′after ＝Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓ（θ＋φ＋Ψi ） …（９）i ＝１，２，３ ここに、θ：初期位相差 φ：検査対象物の変形による位相差 Ψi 人為的に導入する既知の位相差 となり、通常、未知数が３個なので、ｉとして１，２，
３が必要である。
【００１６】通常計算を容易にするために、Ψ1 ＝−
Ψ、 Ψ2 ＝０、Ψ3 ＝Ψとおく。すると、求めようと
する変形による位相差φが θ＋φ＝ｔａｎ-1〔（Ｉ1 after −Ｉ3 after ）（ｃｏｓΨ−１）／ （Ｉ1 after ＋Ｉ3 after −２Ｉ2 after ）ｓｉｎΨ〕 …（１０） θ＝ｔａｎ-1［（Ｉ1 before−Ｉ3 before ）（ｃｏｓΨ−１）／ （Ｉ1 before＋Ｉ3 before−２Ｉ2 before）ｓｉｎΨ］ …（１１） として求まる。
Ψ、 Ψ2 ＝０、Ψ3 ＝Ψとおく。すると、求めようと
する変形による位相差φが θ＋φ＝ｔａｎ-1〔（Ｉ1 after −Ｉ3 after ）（ｃｏｓΨ−１）／ （Ｉ1 after ＋Ｉ3 after −２Ｉ2 after ）ｓｉｎΨ〕 …（１０） θ＝ｔａｎ-1［（Ｉ1 before−Ｉ3 before ）（ｃｏｓΨ−１）／ （Ｉ1 before＋Ｉ3 before−２Ｉ2 before）ｓｉｎΨ］ …（１１） として求まる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た先行技術は、以下のような問題を有している。 （１）ＦＦＴ法、ＰＳ法のいずれも検査対象物の変形に
よる位相差φの抽出のための光学系、即ち、ＦＦＴ法の
場合は、空間キャリアを導入するための機構、ＰＳ法の
場合は、位相シフター、つまり、位相差Ψを導入するた
めの機構が必要である。
た先行技術は、以下のような問題を有している。 （１）ＦＦＴ法、ＰＳ法のいずれも検査対象物の変形に
よる位相差φの抽出のための光学系、即ち、ＦＦＴ法の
場合は、空間キャリアを導入するための機構、ＰＳ法の
場合は、位相シフター、つまり、位相差Ψを導入するた
めの機構が必要である。
【００１８】（２）同時に、測定時に関連する手順が必
要となる。つまり、ＦＦＴ法の場合は、空間キャリアを
導入するための操作、ＰＳ法の場合は、位相モジュレー
タを入れる必要がある。 （３）ＦＦＴ法では、イメージデータの処理に大きな計
算時間を要する。 （４）ＦＦＴ法では、不要項を周波数軸上で除去する
が、その際必要な信号の一部も欠落する可能性がある。
要となる。つまり、ＦＦＴ法の場合は、空間キャリアを
導入するための操作、ＰＳ法の場合は、位相モジュレー
タを入れる必要がある。 （３）ＦＦＴ法では、イメージデータの処理に大きな計
算時間を要する。 （４）ＦＦＴ法では、不要項を周波数軸上で除去する
が、その際必要な信号の一部も欠落する可能性がある。
【００１９】（５）ＰＳ法では、導入する位相差Ψの誤
差が検査対象物の変形による位相差φの誤差として現れ
る。例えば、位相シフターとして液晶を用いると、環境
温度の変動によって位相シフトの量が変化してしまう。 上記問題点を解決するために、本願の発明者等は、既
に、特願平６−２４２５０２号として、検査対象物の検
出面における変形前後のダブルビーム照射によるスペッ
クル像Ｉbefore，Ｉafter 及び片方ずつのビーム照射に
よるスペックル像Ｉ1 before，Ｉ2 before，
Ｉ1 after ，Ｉ2 after と、検査対象物の前後のそれぞ
れのダークノイズとをそれぞれＣＣＤカメラに取り込
み、その取り込まれたＣＣＤカメラのスペックル像を操
作することにより、検査対象物の変形に起因する位相差
を抽出するようにした検査対象物のスペックル像からの
位相抽出方法及びそのための装置を提案した。これにに
関する詳細は、Ｓａｎｉｃｈｉｒｏ Ｙｏｓｈｉｄａ，
Ｓｕｐｒａｐｅｄｉ，Ｒｉｎｉ Ｗｉｄｉａｓｔｕｔ
ｉ，Ｅｄｉ Ｔｒｉ Ａｓｔｕｔｉ，ａｎｄ Ａｎｕｎ
ｇ Ｋｕｓｎｏｗｏ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．７，Ｐ７５５〜７５７，Ａｐｒｉ
ｌ １，１９９５，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ
ｏｆＡｍｅｒｉｃａ に記載されている。
差が検査対象物の変形による位相差φの誤差として現れ
る。例えば、位相シフターとして液晶を用いると、環境
温度の変動によって位相シフトの量が変化してしまう。 上記問題点を解決するために、本願の発明者等は、既
に、特願平６−２４２５０２号として、検査対象物の検
出面における変形前後のダブルビーム照射によるスペッ
クル像Ｉbefore，Ｉafter 及び片方ずつのビーム照射に
よるスペックル像Ｉ1 before，Ｉ2 before，
Ｉ1 after ，Ｉ2 after と、検査対象物の前後のそれぞ
れのダークノイズとをそれぞれＣＣＤカメラに取り込
み、その取り込まれたＣＣＤカメラのスペックル像を操
作することにより、検査対象物の変形に起因する位相差
を抽出するようにした検査対象物のスペックル像からの
位相抽出方法及びそのための装置を提案した。これにに
関する詳細は、Ｓａｎｉｃｈｉｒｏ Ｙｏｓｈｉｄａ，
Ｓｕｐｒａｐｅｄｉ，Ｒｉｎｉ Ｗｉｄｉａｓｔｕｔ
ｉ，Ｅｄｉ Ｔｒｉ Ａｓｔｕｔｉ，ａｎｄ Ａｎｕｎ
ｇ Ｋｕｓｎｏｗｏ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ
Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．７，Ｐ７５５〜７５７，Ａｐｒｉ
ｌ １，１９９５，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ
ｏｆＡｍｅｒｉｃａ に記載されている。
【００２０】それによれば、検査対象物表面上の各点の
変位に起因する干渉縞パターンから各点の変位に対応す
る位相差φを簡便に抽出することができる。しかしなが
ら、φはすべて｜ｔａｎ（φ／２）｜の形で評価される
ため、その符号を含めた一般象限での値を決定すること
はできない。つまり、例えば｜ｔａｎ（φ／２）｜＝１
である場合に、φ／２の可能性として（φ／２）＝±１
／４（２ｍ＋１）π（ただしｍは任意の整数）のいずれ
もが考えられる。即ち、ｍの値として任意の整数が許さ
れるため、φ／２の値として無限通りの可能性があるこ
とになる。したがって、こうして得られたφから（３）
式により、変位ｕを評価しようとするとやはり無限通り
の解があり得ることになる。以降、この様に、φ／２を
表現した時のｍの値を干渉縞の次数と呼ぶことにする。
また、ｍの値、即ち干渉縞の次数が不明であるめ、φや
ｕの値が一意的に決まらないことを「干渉縞の次数が不
明なために、φおよびｕが絶対的には決定されない」と
表現することにする。（逆にｍの値、即ち干渉縞の次数
が明らかな場合を「φおよびｕが符号を含めた形で絶対
的に決定される」ということにする。ただし、“符号を
含めた形で”はコンテクストにより省略するか別の類似
の表現に置き換えることがある）。
変位に起因する干渉縞パターンから各点の変位に対応す
る位相差φを簡便に抽出することができる。しかしなが
ら、φはすべて｜ｔａｎ（φ／２）｜の形で評価される
ため、その符号を含めた一般象限での値を決定すること
はできない。つまり、例えば｜ｔａｎ（φ／２）｜＝１
である場合に、φ／２の可能性として（φ／２）＝±１
／４（２ｍ＋１）π（ただしｍは任意の整数）のいずれ
もが考えられる。即ち、ｍの値として任意の整数が許さ
れるため、φ／２の値として無限通りの可能性があるこ
とになる。したがって、こうして得られたφから（３）
式により、変位ｕを評価しようとするとやはり無限通り
の解があり得ることになる。以降、この様に、φ／２を
表現した時のｍの値を干渉縞の次数と呼ぶことにする。
また、ｍの値、即ち干渉縞の次数が不明であるめ、φや
ｕの値が一意的に決まらないことを「干渉縞の次数が不
明なために、φおよびｕが絶対的には決定されない」と
表現することにする。（逆にｍの値、即ち干渉縞の次数
が明らかな場合を「φおよびｕが符号を含めた形で絶対
的に決定される」ということにする。ただし、“符号を
含めた形で”はコンテクストにより省略するか別の類似
の表現に置き換えることがある）。
【００２１】干渉縞の次数が干渉縞パターンから即座に
は読み取れないことは、変形前後のスッペクル像の差お
よび和として得られる干渉縞パターンについて共通に言
える。即ち、上記特願平６−２４５０２号に示す技術を
用いるか否か無関係にＥＳＰＩの干渉縞パターンの各縞
の次数、〔つまり（４）式に対応するスペックル像の差
に基づく干渉縞の場合にはφ／２＝±ｍπ、また上記し
た対応するスペックル像の和に基づく干渉縞の場合には
φ／２＝±（１／２）（２ｍ＋１）πと表現される縞上
でのφ／２のｍの値〕は、干渉縞パターンを見ただけで
は、一般に分からない。従って、特願平６−２４５０号
に記載の技術等を用いて干渉縞間の値をも含めて連続的
にφを求めようとせずに、干渉縞の上で離散的（ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅｌｙ）にφまたは対応するｕの値を決定しよ
うとする場合でも、これらの値は符号を含めて絶対的に
は決定できない。つまり変位がある軸に沿って例え連続
的であっても単調増加（減少）ではない場合に、φ／２
＝ｎπの干渉縞に隣合う干渉縞の次数の可能性としてｎ
π、（ｎ−１）π、（ｎ＋１）πの３通りが考えられ
る。
は読み取れないことは、変形前後のスッペクル像の差お
よび和として得られる干渉縞パターンについて共通に言
える。即ち、上記特願平６−２４５０２号に示す技術を
用いるか否か無関係にＥＳＰＩの干渉縞パターンの各縞
の次数、〔つまり（４）式に対応するスペックル像の差
に基づく干渉縞の場合にはφ／２＝±ｍπ、また上記し
た対応するスペックル像の和に基づく干渉縞の場合には
φ／２＝±（１／２）（２ｍ＋１）πと表現される縞上
でのφ／２のｍの値〕は、干渉縞パターンを見ただけで
は、一般に分からない。従って、特願平６−２４５０号
に記載の技術等を用いて干渉縞間の値をも含めて連続的
にφを求めようとせずに、干渉縞の上で離散的（ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅｌｙ）にφまたは対応するｕの値を決定しよ
うとする場合でも、これらの値は符号を含めて絶対的に
は決定できない。つまり変位がある軸に沿って例え連続
的であっても単調増加（減少）ではない場合に、φ／２
＝ｎπの干渉縞に隣合う干渉縞の次数の可能性としてｎ
π、（ｎ−１）π、（ｎ＋１）πの３通りが考えられ
る。
【００２２】そこで多くの場合、物理的考察によって各
干渉縞の次数を推定することが試みられる。例えば引張
り試験の負荷と平行な方向の変位成分ｖに対応する干渉
縞の場合は、明らかに変位を起こさない部位（例えば引
張り試験機の静止チャックの部分）を通過する干渉縞の
次数を０として、それより引張りの方向に順次１，２，
３・・・と各干渉縞の次数が割り当てられていく。この
方法は、当然のことながら、変位の方向が物理的考察か
らは推定できない様な例には応用できない。例えば、引
張り試験で引張り方向と垂直な方向の変位ｕに対応する
干渉縞の次数の推定には用いることができない。つま
り、たとえ明らかに変位を起こさない部位を通過する干
渉縞の次数を０と割り当てることができたとしても、そ
の次に現れる干渉縞が＋ｕに対応するのか−ｕに対応す
るのかは分からない。
干渉縞の次数を推定することが試みられる。例えば引張
り試験の負荷と平行な方向の変位成分ｖに対応する干渉
縞の場合は、明らかに変位を起こさない部位（例えば引
張り試験機の静止チャックの部分）を通過する干渉縞の
次数を０として、それより引張りの方向に順次１，２，
３・・・と各干渉縞の次数が割り当てられていく。この
方法は、当然のことながら、変位の方向が物理的考察か
らは推定できない様な例には応用できない。例えば、引
張り試験で引張り方向と垂直な方向の変位ｕに対応する
干渉縞の次数の推定には用いることができない。つま
り、たとえ明らかに変位を起こさない部位を通過する干
渉縞の次数を０と割り当てることができたとしても、そ
の次に現れる干渉縞が＋ｕに対応するのか−ｕに対応す
るのかは分からない。
【００２３】この点について、図２４、図２５及び図２
６を用いて説明する。図２４に示すように、静止チャッ
ク１０１と可動チャック１０２との間に対象物体１０３
が設けられており、変位のｙ方向成分をｖ、変位のｘ方
向成分をｕとし、ｖに対応する干渉縞が、図２５に示す
ようであるとする。ただし、ここで、ｖ0 は次数１に対
する変位量、即ち、φ／２＝（２π／λ）ｓｉｎα・ｖ
0 ＝π×１を満たすｖ0 （αは入射角）である。ここで
は、上記の物理的考察によって、次数０の干渉縞から出
発して引張り方向に順次干渉縞次数を１，２，３，……
と割り当てていく様子を示している。
６を用いて説明する。図２４に示すように、静止チャッ
ク１０１と可動チャック１０２との間に対象物体１０３
が設けられており、変位のｙ方向成分をｖ、変位のｘ方
向成分をｕとし、ｖに対応する干渉縞が、図２５に示す
ようであるとする。ただし、ここで、ｖ0 は次数１に対
する変位量、即ち、φ／２＝（２π／λ）ｓｉｎα・ｖ
0 ＝π×１を満たすｖ0 （αは入射角）である。ここで
は、上記の物理的考察によって、次数０の干渉縞から出
発して引張り方向に順次干渉縞次数を１，２，３，……
と割り当てていく様子を示している。
【００２４】一方、ｕに対する干渉縞は、図２６に示す
ようであるとする。なお、ｕ0 は、ｖ0 と同様である。
ｕの場合は、上記の物理的考察が適用できないので、こ
の図に示す様にｎπの干渉縞の隣の干渉縞の次数の可能
性としてｎπ、（ｎ−１）π、（ｎ＋１）πのいずれも
が有り得る。他方、変位を符号を含めて絶対的に決定す
る方法には、従来ＦＦＴ法があった。ＦＦＴ法の場合に
は、導入される空間キャリアの各干渉縞の次数が分かる
ため、それに基づいて、変位による干渉縞の次数を決め
ることができる。しかしながらＦＦＴ法は、「発明が解
決しようとする課題」の（１）〜（４）に記述したよう
な問題を有する。
ようであるとする。なお、ｕ0 は、ｖ0 と同様である。
ｕの場合は、上記の物理的考察が適用できないので、こ
の図に示す様にｎπの干渉縞の隣の干渉縞の次数の可能
性としてｎπ、（ｎ−１）π、（ｎ＋１）πのいずれも
が有り得る。他方、変位を符号を含めて絶対的に決定す
る方法には、従来ＦＦＴ法があった。ＦＦＴ法の場合に
は、導入される空間キャリアの各干渉縞の次数が分かる
ため、それに基づいて、変位による干渉縞の次数を決め
ることができる。しかしながらＦＦＴ法は、「発明が解
決しようとする課題」の（１）〜（４）に記述したよう
な問題を有する。
【００２５】さらに、この種の技術（本願発明の対象と
する技術のこと）を応用する多くの例で、最終的に変位
ではなく、次式で示される歪や回転を評価することが求
要されるのに対し、ＦＦＴ法では、一般的にｕおよびｖ
しか実験量として得られないので、実験データを入力値
として次式を用いて歪および回転量を計算する必要があ
った。 εｘｘ＝∂ｕ／∂ｘ， εｙｙ＝∂ｖ／∂ｙ， εｘｙ
＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）＋（∂ｕ／∂ｙ）〕， ωｚ
＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）−（∂ｕ／∂ｙ）〕 本発明は、上記問題点を解決するために、検査対象物の
変形前後のスペックル像に基づいて、簡便に、かつ正確
に検査対象物の変形による位相差を抽出するとともに、
それに対応する変位の値を符号を含めて絶対的に決定
し、さらに必要に応じて干渉縞上で変位そのものではな
く、変位の空間偏微分、即ち、∂ｕ／∂ｘ，∂ｕ／∂
ｙ，∂ｖ／∂ｘ，∂ｖ／∂ｙをも直接的に評価（ｅｖａ
ｌｕａｔｅ）できる検査対象物のスペックル像からの位
相抽出、符号を含めた変位値の絶対的評価方法及びその
ための装置を提供することを目的とする。
する技術のこと）を応用する多くの例で、最終的に変位
ではなく、次式で示される歪や回転を評価することが求
要されるのに対し、ＦＦＴ法では、一般的にｕおよびｖ
しか実験量として得られないので、実験データを入力値
として次式を用いて歪および回転量を計算する必要があ
った。 εｘｘ＝∂ｕ／∂ｘ， εｙｙ＝∂ｖ／∂ｙ， εｘｙ
＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）＋（∂ｕ／∂ｙ）〕， ωｚ
＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）−（∂ｕ／∂ｙ）〕 本発明は、上記問題点を解決するために、検査対象物の
変形前後のスペックル像に基づいて、簡便に、かつ正確
に検査対象物の変形による位相差を抽出するとともに、
それに対応する変位の値を符号を含めて絶対的に決定
し、さらに必要に応じて干渉縞上で変位そのものではな
く、変位の空間偏微分、即ち、∂ｕ／∂ｘ，∂ｕ／∂
ｙ，∂ｖ／∂ｘ，∂ｖ／∂ｙをも直接的に評価（ｅｖａ
ｌｕａｔｅ）できる検査対象物のスペックル像からの位
相抽出、符号を含めた変位値の絶対的評価方法及びその
ための装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 （１）検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号
を含む変位値の絶対的評価方法において、（ａ）前記検
査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２
のレーザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前
のスペックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに取り込むステ
ップと、（ｂ）第２のレーザービームを遮光して第１の
レーザービームのみの照射による前記検査対象物の変形
前のスペックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメラに取り込む
ステップと、（ｃ）第１のレーザービームを遮光して第
２のレーザービームのみの照射による前記検査対象物の
変形前のスペックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤカメラに取り
込むステップと、（ｄ）前記ＣＣＤカメラにキャップを
つけてダークノイズを取り込むステップと、（ｅ）前記
検査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第
２のレーザービームとを照射し、前記検査対象物の変形
後のスペックル像Ｉafter をＣＣＤカメラに取り込むス
テップと、（ｆ）第２のレーザービームを遮光して第１
のレーザービームのみの照射による前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉ1 after をＣＣＤカメラに取り込
むステップと、（ｇ）第１のレーザービームを遮光して
第２のレーザービームのみの照射による前記検査対象物
の変形後のスペックル像Ｉ2 af ter をＣＣＤカメラに取
り込むステップと、（ｈ）前記検査対象物の変形後のダ
ークノイズをＣＣＤカメラに取り込むステップと、
（ｉ）前記第１のレーザービームの位相を若干量変化さ
せ、スペックル像Ｉ′after とスペックル像Ｉ1 ′af
ter をそれぞれＣＣＤカメラに取り込むステップと、
（ｊ）前記それぞれに取り込まれたスペックル像からダ
ークノイズを消去することにより、ノイズが消去された
前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉafter n.f と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前の第１のレーザービームのみ
によるスペックル像Ｉ1 be fore n.fと、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第２のレーザービームの
みによるスペックル像Ｉ2 before n.fと、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形後の第１のレーザービーム
のみによるスペックル像Ｉ1 after n.f と、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形後の第２のレーザービー
ムのみによるスペックル像Ｉ2 after n.f と、ノイズが
消去された前記第１のレーザービームの位相を若干量変
化させて得られたスペックル像Ｉ′after n.f とスペッ
クル像Ｉ1 ′after n.f とを得るステップと、（ｋ）ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形前のスペックル
像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前記検査対象物の
変形後のスペックル像Ｉafter n.f とのスペックル像の
和Ｉadd と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形
前のスペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前
記第１のレーザービームの位相を若干量変化させて得ら
れたスペックル像Ｉ′after n.f とのスペックル像の和
Ｉadd ′とを得るステップと、（ｌ）前記Ｉadd −（Ｉ
1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ
2 after n.f）であるＩadd mod と、前記Ｉadd ′−
（Ｉ1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ 1 ′after n.f
＋Ｉ2 after n.f）であるＩ′add mod とを得るステッ
プと、（ｍ）前記Ｉbefore n.f−Ｉafter n.fであるＩ
sub と、前記Ｉbefore n.f−Ｉ′ after n.fであるＩ′
sub を得るステップと、（ｎ）前記Ｉsub 及びＩ′sub
ならびに前記Ｉadd mod 及びＩ′add mod に基づいて、
前記Ｉsub 及びＩadd modの各スペックル像に現れてい
る各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座標軸
に対する傾きの符号及び大きさを決定するステップと、
（ｏ）前記Ｉsub スペックル像に現れる干渉縞の０次の
ものまたはそれ以外の次数の値のわかっている基準干渉
縞を決定し、それとその位置での変形による位相差の選
ばれた座標軸に対する傾きの符号に基づき、Ｉadd mod
スペックル像の基準干渉縞を決定するステップと、前記
Ｉsub 及びＩadd mod スペックル像において、基準干渉
縞から出発して前記各干渉縞位置での変形による位相差
の選ばれた座標軸に対する傾きの符号から各干渉縞の次
数を決定するステップとを施すようにしたものである。
成するために、 （１）検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号
を含む変位値の絶対的評価方法において、（ａ）前記検
査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２
のレーザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前
のスペックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに取り込むステ
ップと、（ｂ）第２のレーザービームを遮光して第１の
レーザービームのみの照射による前記検査対象物の変形
前のスペックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメラに取り込む
ステップと、（ｃ）第１のレーザービームを遮光して第
２のレーザービームのみの照射による前記検査対象物の
変形前のスペックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤカメラに取り
込むステップと、（ｄ）前記ＣＣＤカメラにキャップを
つけてダークノイズを取り込むステップと、（ｅ）前記
検査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第
２のレーザービームとを照射し、前記検査対象物の変形
後のスペックル像Ｉafter をＣＣＤカメラに取り込むス
テップと、（ｆ）第２のレーザービームを遮光して第１
のレーザービームのみの照射による前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉ1 after をＣＣＤカメラに取り込
むステップと、（ｇ）第１のレーザービームを遮光して
第２のレーザービームのみの照射による前記検査対象物
の変形後のスペックル像Ｉ2 af ter をＣＣＤカメラに取
り込むステップと、（ｈ）前記検査対象物の変形後のダ
ークノイズをＣＣＤカメラに取り込むステップと、
（ｉ）前記第１のレーザービームの位相を若干量変化さ
せ、スペックル像Ｉ′after とスペックル像Ｉ1 ′af
ter をそれぞれＣＣＤカメラに取り込むステップと、
（ｊ）前記それぞれに取り込まれたスペックル像からダ
ークノイズを消去することにより、ノイズが消去された
前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉafter n.f と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前の第１のレーザービームのみ
によるスペックル像Ｉ1 be fore n.fと、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第２のレーザービームの
みによるスペックル像Ｉ2 before n.fと、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形後の第１のレーザービーム
のみによるスペックル像Ｉ1 after n.f と、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形後の第２のレーザービー
ムのみによるスペックル像Ｉ2 after n.f と、ノイズが
消去された前記第１のレーザービームの位相を若干量変
化させて得られたスペックル像Ｉ′after n.f とスペッ
クル像Ｉ1 ′after n.f とを得るステップと、（ｋ）ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形前のスペックル
像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前記検査対象物の
変形後のスペックル像Ｉafter n.f とのスペックル像の
和Ｉadd と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形
前のスペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前
記第１のレーザービームの位相を若干量変化させて得ら
れたスペックル像Ｉ′after n.f とのスペックル像の和
Ｉadd ′とを得るステップと、（ｌ）前記Ｉadd −（Ｉ
1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ
2 after n.f）であるＩadd mod と、前記Ｉadd ′−
（Ｉ1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ 1 ′after n.f
＋Ｉ2 after n.f）であるＩ′add mod とを得るステッ
プと、（ｍ）前記Ｉbefore n.f−Ｉafter n.fであるＩ
sub と、前記Ｉbefore n.f−Ｉ′ after n.fであるＩ′
sub を得るステップと、（ｎ）前記Ｉsub 及びＩ′sub
ならびに前記Ｉadd mod 及びＩ′add mod に基づいて、
前記Ｉsub 及びＩadd modの各スペックル像に現れてい
る各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座標軸
に対する傾きの符号及び大きさを決定するステップと、
（ｏ）前記Ｉsub スペックル像に現れる干渉縞の０次の
ものまたはそれ以外の次数の値のわかっている基準干渉
縞を決定し、それとその位置での変形による位相差の選
ばれた座標軸に対する傾きの符号に基づき、Ｉadd mod
スペックル像の基準干渉縞を決定するステップと、前記
Ｉsub 及びＩadd mod スペックル像において、基準干渉
縞から出発して前記各干渉縞位置での変形による位相差
の選ばれた座標軸に対する傾きの符号から各干渉縞の次
数を決定するステップとを施すようにしたものである。
【００２７】（２）上記（１）記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出・変位値の符号を含む絶対的評
価方法において、前記各干渉縞位置での変形による位相
差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号と大きさから変
位の空間偏微分値を評価するようにしたものである。 （３）検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号
を含む変位値の絶対的評価装置において、（ａ）前記検
査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２
のレーザービームとを照射する手段と、（ｂ）第１のレ
ーザービームを遮光可能な第１のシャッタと、（ｃ）第
２のレーザービームを遮光可能な第２のシャッタと、
（ｄ）前記第１のレーザービーム又は第２のレーザービ
ームの位相を変化させる手段と、（ｅ）前記検査対象物
のスペックル像を取り込むＣＣＤカメラと、（ｆ）該Ｃ
ＣＤカメラからのスペックル像を処理するイメージプロ
セッシングコンピュータとを設け、（ｇ）前記検査対象
物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｈ）第２のレーザービームを遮光して第１のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｉ）第１のレーザービームを遮光して第２のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｊ）前記ＣＣＤカメラにキャップをつけてダークノイ
ズを取り込む手段と、（ｋ）前記検査対象物に等しい入
射角で第１のレーザービームと第２のレーザービームと
を照射し、前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｌ）第２の
レーザービームを遮光して第１のレーザービームのみの
照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
1 after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｍ）第１
のレーザービームを遮光して第２のレーザービームのみ
の照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
2 after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｎ）前記
検査対象物の変形後のダークノイズをＣＣＤカメラに取
り込む手段と、（ｏ）前記第１のレーザービームの位相
を若干量変化させ、スペックル像Ｉ′after とスペック
ル像Ｉ1 ′after をそれぞれＣＣＤカメラに取り込む手
段と、（ｐ）前記それぞれに取り込まれたスペックル像
からダークノイズを消去することにより、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉafter n.f と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前の第１のレーザービームのみ
によるスペックル像Ｉ1 before n.fと、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第２のレーザービームの
みによるスペックル像Ｉ 2 before n.fと、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形後の第１のレーザービーム
のみによるスペックル像Ｉ1 after n.fと、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形後の第２のレーザービー
ムのみによるスペックル像Ｉ2 after n.fと、ノイズが
消去された前記第１のレーザービームの位相を若干量変
化させて得られたスペックル像Ｉ′after n.f とスペッ
クル像Ｉ1 ′after n.f とを得る手段と、（ｑ）ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変形
後のスペックル像Ｉafter n.f とのスペックル像の和Ｉ
add と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の
スペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前記第
１のレーザービームの位相を若干量変化させて得られた
スペックル像Ｉ′after とのスペックル像の和Ｉadd′
とを得る手段と、（ｒ）前記Ｉadd −（Ｉ1 before n.f
＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ 1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）
であるＩadd mod と、前記Ｉadd ′−（Ｉ1 be fore n.f
＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 ′after n.f＋
Ｉ2 after n.f）であるＩ′ad d mod とを得る手段と、
（ｓ）前記Ｉbefore n.f−Ｉafter n.fであるＩ
sub と、前記Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.fであるＩ′
sub を得る手段と、（ｔ）前記Ｉsub 及びＩ′sub なら
びに前記Ｉadd mod 及びＩ′add mod に基づいて、前記
Ｉsub 及びＩadd mod の各スペックル像に現れている各
干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座標軸に対
する傾き及び大きさを決定する手段と、（ｕ）前記Ｉ
sub スペックル像に現れる干渉縞の０次のものまたはそ
れ以外の次数の値のわかっている基準干渉縞を決定し、
それとその位置での変形による位相差の選ばれた座標軸
に対する傾きの符号に基づき、Ｉadd mod スペックル像
の基準干渉縞を決定する手段と、（ｖ）前記Ｉsub 及び
Ｉadd mod スペックル像において、基準干渉縞から出発
して前記各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた
座標軸に対する傾きの符号から各干渉縞の次数を決定す
る手段とを具備するようにしたものである。
ックル像からの位相抽出・変位値の符号を含む絶対的評
価方法において、前記各干渉縞位置での変形による位相
差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号と大きさから変
位の空間偏微分値を評価するようにしたものである。 （３）検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号
を含む変位値の絶対的評価装置において、（ａ）前記検
査対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２
のレーザービームとを照射する手段と、（ｂ）第１のレ
ーザービームを遮光可能な第１のシャッタと、（ｃ）第
２のレーザービームを遮光可能な第２のシャッタと、
（ｄ）前記第１のレーザービーム又は第２のレーザービ
ームの位相を変化させる手段と、（ｅ）前記検査対象物
のスペックル像を取り込むＣＣＤカメラと、（ｆ）該Ｃ
ＣＤカメラからのスペックル像を処理するイメージプロ
セッシングコンピュータとを設け、（ｇ）前記検査対象
物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｈ）第２のレーザービームを遮光して第１のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｉ）第１のレーザービームを遮光して第２のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤカメラに取り込む手段と、
（ｊ）前記ＣＣＤカメラにキャップをつけてダークノイ
ズを取り込む手段と、（ｋ）前記検査対象物に等しい入
射角で第１のレーザービームと第２のレーザービームと
を照射し、前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｌ）第２の
レーザービームを遮光して第１のレーザービームのみの
照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
1 after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｍ）第１
のレーザービームを遮光して第２のレーザービームのみ
の照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
2 after をＣＣＤカメラに取り込む手段と、（ｎ）前記
検査対象物の変形後のダークノイズをＣＣＤカメラに取
り込む手段と、（ｏ）前記第１のレーザービームの位相
を若干量変化させ、スペックル像Ｉ′after とスペック
ル像Ｉ1 ′after をそれぞれＣＣＤカメラに取り込む手
段と、（ｐ）前記それぞれに取り込まれたスペックル像
からダークノイズを消去することにより、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形後のスペックル像Ｉafter n.f と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前の第１のレーザービームのみ
によるスペックル像Ｉ1 before n.fと、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第２のレーザービームの
みによるスペックル像Ｉ 2 before n.fと、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形後の第１のレーザービーム
のみによるスペックル像Ｉ1 after n.fと、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形後の第２のレーザービー
ムのみによるスペックル像Ｉ2 after n.fと、ノイズが
消去された前記第１のレーザービームの位相を若干量変
化させて得られたスペックル像Ｉ′after n.f とスペッ
クル像Ｉ1 ′after n.f とを得る手段と、（ｑ）ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変形
後のスペックル像Ｉafter n.f とのスペックル像の和Ｉ
add と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の
スペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前記第
１のレーザービームの位相を若干量変化させて得られた
スペックル像Ｉ′after とのスペックル像の和Ｉadd′
とを得る手段と、（ｒ）前記Ｉadd −（Ｉ1 before n.f
＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ 1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）
であるＩadd mod と、前記Ｉadd ′−（Ｉ1 be fore n.f
＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 ′after n.f＋
Ｉ2 after n.f）であるＩ′ad d mod とを得る手段と、
（ｓ）前記Ｉbefore n.f−Ｉafter n.fであるＩ
sub と、前記Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.fであるＩ′
sub を得る手段と、（ｔ）前記Ｉsub 及びＩ′sub なら
びに前記Ｉadd mod 及びＩ′add mod に基づいて、前記
Ｉsub 及びＩadd mod の各スペックル像に現れている各
干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座標軸に対
する傾き及び大きさを決定する手段と、（ｕ）前記Ｉ
sub スペックル像に現れる干渉縞の０次のものまたはそ
れ以外の次数の値のわかっている基準干渉縞を決定し、
それとその位置での変形による位相差の選ばれた座標軸
に対する傾きの符号に基づき、Ｉadd mod スペックル像
の基準干渉縞を決定する手段と、（ｖ）前記Ｉsub 及び
Ｉadd mod スペックル像において、基準干渉縞から出発
して前記各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた
座標軸に対する傾きの符号から各干渉縞の次数を決定す
る手段とを具備するようにしたものである。
【００２８】（４）上記（３）記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評
価装置において、前記第１のレーザービーム又は第２の
レーザービームの位相を変化させる手段として、光路に
作用するくさび状のガラス板とその駆動装置を設けるよ
うにしたものである。 （５）上記（３）記載の検査対象物のスペックル像から
の位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置におい
て、前記第１のレーザービーム又は第２のレーザービー
ムの位相を変化させる手段として、光路に作用する光学
鏡とその駆動装置を設けるようにしたものである。
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評
価装置において、前記第１のレーザービーム又は第２の
レーザービームの位相を変化させる手段として、光路に
作用するくさび状のガラス板とその駆動装置を設けるよ
うにしたものである。 （５）上記（３）記載の検査対象物のスペックル像から
の位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置におい
て、前記第１のレーザービーム又は第２のレーザービー
ムの位相を変化させる手段として、光路に作用する光学
鏡とその駆動装置を設けるようにしたものである。
【００２９】（６）上記（３）記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評
価装置において、波長の切り換えを行うために第３のレ
ーザービーム源を具備するようにしたものである。 （７）上記（５）記載の検査対象物のスペックル像から
の位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置におい
て、前記第１及び第２のレーザービームの前記検査対象
物への入射角を若干量変化させるために前記光学鏡を駆
動させる手段を具備するようにしたものである。
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評
価装置において、波長の切り換えを行うために第３のレ
ーザービーム源を具備するようにしたものである。 （７）上記（５）記載の検査対象物のスペックル像から
の位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置におい
て、前記第１及び第２のレーザービームの前記検査対象
物への入射角を若干量変化させるために前記光学鏡を駆
動させる手段を具備するようにしたものである。
【００３０】
【作用】本発明によれば、 （Ａ）図２及び図３に示すように、検査対象物の変形前
の(1) スペックル像Ｉ before、(2) スペックル像Ｉ
1 before、(3) スペックル像Ｉ2 before、(4) ダークノ
イズbeforeをそれぞれＣＣＤカメラへ取り込む。
の(1) スペックル像Ｉ before、(2) スペックル像Ｉ
1 before、(3) スペックル像Ｉ2 before、(4) ダークノ
イズbeforeをそれぞれＣＣＤカメラへ取り込む。
【００３１】次いで、検査対象物の変形後の(5) スペッ
クル像Ｉafter 、(6) スペックル像Ｉ1 after 、(7) ス
ペックル像Ｉ2 after 、(8) ダークノイズafter をそれ
ぞれＣＣＤカメラへ取り込む。次に、第１のビームの位
相を若干量変化させ、(9) スペックル像Ｉ′after 、(1
0)スペックル像Ｉ′1 after をそれぞれＣＣＤカメラへ
取り込む。
クル像Ｉafter 、(6) スペックル像Ｉ1 after 、(7) ス
ペックル像Ｉ2 after 、(8) ダークノイズafter をそれ
ぞれＣＣＤカメラへ取り込む。次に、第１のビームの位
相を若干量変化させ、(9) スペックル像Ｉ′after 、(1
0)スペックル像Ｉ′1 after をそれぞれＣＣＤカメラへ
取り込む。
【００３２】次に、(11)ノイズが消去されたＩ
before n.fと、Ｉafter n.f と、Ｉ1 before n.fと、Ｉ
2 before n.fと、Ｉ1 after n.fと、Ｉ
2 after n.fと、Ｉ′after n.fとＩ′1 after n.fを得
る。次いで、(12)Ｉadd 、およびＩ′add つまりＩ
before n.f＋Ｉafter n.f 、Ｉ before n.f＋Ｉ′
after n.fを得る。
before n.fと、Ｉafter n.f と、Ｉ1 before n.fと、Ｉ
2 before n.fと、Ｉ1 after n.fと、Ｉ
2 after n.fと、Ｉ′after n.fとＩ′1 after n.fを得
る。次いで、(12)Ｉadd 、およびＩ′add つまりＩ
before n.f＋Ｉafter n.f 、Ｉ before n.f＋Ｉ′
after n.fを得る。
【００３３】次いで、(13)Ｉadd mod およびＩ′
add mod 、つまりＩadd −（Ｉ1 before n .f＋Ｉ
2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）、
Ｉ′add −（Ｉ1 be fore n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ′
1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）を得る。次いで、(14)
Ｉsub およびＩ′sub 、つまり、Ｉbefore n.f−Ｉ
after n.f ，Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.f を得る。
add mod 、つまりＩadd −（Ｉ1 before n .f＋Ｉ
2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）、
Ｉ′add −（Ｉ1 be fore n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ′
1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）を得る。次いで、(14)
Ｉsub およびＩ′sub 、つまり、Ｉbefore n.f−Ｉ
after n.f ，Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.f を得る。
【００３４】次いで、(15) I subおよびＩ′sub ならび
にＩadd mod およびＩ′add mod に基づいてＩsub およ
びＩadd mod の各スペックル像に現れている各干渉縞位
置での変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾き
（変位を絶対的に決定するだけの場合は傾きの符号の
み、変位の空間偏微分値をも評価したい場合は、傾きの
符号および大きさ）を決定する。
にＩadd mod およびＩ′add mod に基づいてＩsub およ
びＩadd mod の各スペックル像に現れている各干渉縞位
置での変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾き
（変位を絶対的に決定するだけの場合は傾きの符号の
み、変位の空間偏微分値をも評価したい場合は、傾きの
符号および大きさ）を決定する。
【００３５】変位を符号を含めて絶対的に決定したい場
合は、Ｉsub スペックル像に現れる干渉縞の０次のもの
またはそれ以外の次数で次数の値の分かっているもの、
即ち基準干渉縞を決定し、それとその位置での変形によ
る位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号に基づ
き、Ｉadd mod スペックル像の基準干渉縞を決定する。
次に、Ｉsub およびＩadd mod スペックル像において基
準干渉縞から出発して上記で得られた各干渉縞位置での
変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号
から各干渉縞の次数を決定していくことを特徴とする。
合は、Ｉsub スペックル像に現れる干渉縞の０次のもの
またはそれ以外の次数で次数の値の分かっているもの、
即ち基準干渉縞を決定し、それとその位置での変形によ
る位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号に基づ
き、Ｉadd mod スペックル像の基準干渉縞を決定する。
次に、Ｉsub およびＩadd mod スペックル像において基
準干渉縞から出発して上記で得られた各干渉縞位置での
変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号
から各干渉縞の次数を決定していくことを特徴とする。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す検査
対象物の検出面におけるスペックル像からの位相抽出・
符号を含む変位値の絶対的評価装置の概略構成図、図２
はその位相抽出・変位値の符号を含む絶対的評価手順を
示すフローチャート（その１）、図３はその位相抽出・
符号を含む変位値の絶対的評価手順を示すフローチャー
ト（その２）である。なお、ここに示す装置及び方法は
一例に過ぎず、本発明の装置及び方法は、これに限定さ
れるものではない。
がら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す検査
対象物の検出面におけるスペックル像からの位相抽出・
符号を含む変位値の絶対的評価装置の概略構成図、図２
はその位相抽出・変位値の符号を含む絶対的評価手順を
示すフローチャート（その１）、図３はその位相抽出・
符号を含む変位値の絶対的評価手順を示すフローチャー
ト（その２）である。なお、ここに示す装置及び方法は
一例に過ぎず、本発明の装置及び方法は、これに限定さ
れるものではない。
【００３７】この図において、１０はＨｅ−Ｎｅレーザ
ーであり、このＨｅ−Ｎｅレーザー１０より出力された
レーザビームは反射鏡１１，１２で反射され、ビームス
プリッタ１５によって直進する第１のレーザービーム２
１と下方に進む第２のレーザービーム２２とに分けら
れ、第１のレーザービーム２１は反射鏡１３により反射
され、対物レンズ１６を通して入射角α（ここでは、例
えば４５度）で検査対象物２０に照射する。
ーであり、このＨｅ−Ｎｅレーザー１０より出力された
レーザビームは反射鏡１１，１２で反射され、ビームス
プリッタ１５によって直進する第１のレーザービーム２
１と下方に進む第２のレーザービーム２２とに分けら
れ、第１のレーザービーム２１は反射鏡１３により反射
され、対物レンズ１６を通して入射角α（ここでは、例
えば４５度）で検査対象物２０に照射する。
【００３８】一方、第２のレーザービーム２２は、対物
レンズ１７を通して反射鏡１４で反射させ、第１のレー
ザービーム２１とは反対側から入射角α（ここでは、例
えば４５度）で検査対象物２０に照射する。更に、第１
のレーザービーム２１は、第１のシャッタ１８により、
第２のレーザービーム２２は、第２のシャッタ１９によ
り、それぞれ開閉することができる。それらのシャッタ
１８及び１９は制御装置２６によって、同期をとって開
閉制御される。
レンズ１７を通して反射鏡１４で反射させ、第１のレー
ザービーム２１とは反対側から入射角α（ここでは、例
えば４５度）で検査対象物２０に照射する。更に、第１
のレーザービーム２１は、第１のシャッタ１８により、
第２のレーザービーム２２は、第２のシャッタ１９によ
り、それぞれ開閉することができる。それらのシャッタ
１８及び１９は制御装置２６によって、同期をとって開
閉制御される。
【００３９】また、第１のレーザービーム２１及び第２
のレーザービーム２２によって照射された検査対象物２
０の検出面は、開口度を調整可能な絞り２８及びレンズ
２３を通してＣＣＤカメラ２４で撮像される。そのＣＣ
Ｄカメラ２４で撮像されたスペックル像は、イメージプ
ロセッシングコンピュータ２５で処理されて モニタ２
７でモニタすることができる。
のレーザービーム２２によって照射された検査対象物２
０の検出面は、開口度を調整可能な絞り２８及びレンズ
２３を通してＣＣＤカメラ２４で撮像される。そのＣＣ
Ｄカメラ２４で撮像されたスペックル像は、イメージプ
ロセッシングコンピュータ２５で処理されて モニタ２
７でモニタすることができる。
【００４０】更に、くさび状のガラス板５１とそのガラ
ス板５１を駆動するための駆動装置５２を配置して、制
御装置２６からの信号によって駆動装置５２を操作し、
くさび状のガラス板５１を操作して、変位の向きを判別
できるように構成する。以下、本発明の実施例を示す検
査対象物の検出面におけるスペックル像からの位相抽出
方法について図１乃至図３を用いて説明する。ここで、
式の煩雑さを避けるために、両レーザービームの照射に
よる検査対象物の変形前後における光電界の振幅Ａ1 ，
Ａ2 はそれぞれ等しいものとして式を表現する。また、
各ステップでＣＣＤカメラ２４に取り込まれるスペック
ル像は、イメージプロセッシングコンピュータ２５に内
蔵されるフレームメモリーに記憶され、スペックル像の
加減は、そのフレームメモリーから読み出されたスペッ
クル像の加減操作により実行することができる。
ス板５１を駆動するための駆動装置５２を配置して、制
御装置２６からの信号によって駆動装置５２を操作し、
くさび状のガラス板５１を操作して、変位の向きを判別
できるように構成する。以下、本発明の実施例を示す検
査対象物の検出面におけるスペックル像からの位相抽出
方法について図１乃至図３を用いて説明する。ここで、
式の煩雑さを避けるために、両レーザービームの照射に
よる検査対象物の変形前後における光電界の振幅Ａ1 ，
Ａ2 はそれぞれ等しいものとして式を表現する。また、
各ステップでＣＣＤカメラ２４に取り込まれるスペック
ル像は、イメージプロセッシングコンピュータ２５に内
蔵されるフレームメモリーに記憶され、スペックル像の
加減は、そのフレームメモリーから読み出されたスペッ
クル像の加減操作により実行することができる。
【００４１】（１）まず、上記した検査対象物の変形前
のスペックル像Ｉbefore、すなわち、上記（１）式のＡ
1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）
Ａ2（ｘ，ｙ）ｃｏｓθ＋ＮbeforeをＣＣＤカメラ２４
に取り込む（ステップＳ１）。 （２）次に、第２のレーザービーム２２を第２のシャッ
タ１９により遮蔽することによって、Ｉ1 beforeである
Ａ1 2 before＋Ｎbeforeと、第１のレーザービーム２１
を第１のシャッタ１８により遮蔽することによって、Ｉ
2 beforeであるＡ2 2 before＋ＮbeforeとをそれぞれＣ
ＣＤカメラ２４に取り込む（ステップＳ２，ステップＳ
３）。
のスペックル像Ｉbefore、すなわち、上記（１）式のＡ
1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）
Ａ2（ｘ，ｙ）ｃｏｓθ＋ＮbeforeをＣＣＤカメラ２４
に取り込む（ステップＳ１）。 （２）次に、第２のレーザービーム２２を第２のシャッ
タ１９により遮蔽することによって、Ｉ1 beforeである
Ａ1 2 before＋Ｎbeforeと、第１のレーザービーム２１
を第１のシャッタ１８により遮蔽することによって、Ｉ
2 beforeであるＡ2 2 before＋ＮbeforeとをそれぞれＣ
ＣＤカメラ２４に取り込む（ステップＳ２，ステップＳ
３）。
【００４２】（３）次に、ＣＣＤカメラ２４にキャップ
（図示なし）をつけて、ダークノイズ（ｄａｒｋ ｎｏ
ｉｓｅ）を取り込む（ステップＳ４）。 （４）上記（１）〜（３）と同じ操作を変形後に行う。
すなわち、Ｉafter 、つまり、上記（２）式のＡ
1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）
Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ（θ＋φ）＋Ｎafter をＣＣＤカ
メラ２４に取り込む（ステップＳ５）。
（図示なし）をつけて、ダークノイズ（ｄａｒｋ ｎｏ
ｉｓｅ）を取り込む（ステップＳ４）。 （４）上記（１）〜（３）と同じ操作を変形後に行う。
すなわち、Ｉafter 、つまり、上記（２）式のＡ
1 2 （ｘ，ｙ）＋Ａ2 2 （ｘ，ｙ）＋２Ａ1 （ｘ，ｙ）
Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ（θ＋φ）＋Ｎafter をＣＣＤカ
メラ２４に取り込む（ステップＳ５）。
【００４３】また、第２のレーザービーム２２を第２の
シャッタ１９により遮蔽することによって、Ｉ1 after
であるＡ1 2 after ＋Ｎafter と、第１のレーザービー
ム２１を第１のシャッタ１８により遮蔽することによっ
て、Ｉ2 after であるＡ2 2 after ＋Ｎafter とをそれ
ぞれＣＣＤカメラ２４に取り込む（ステップＳ６，
７）。
シャッタ１９により遮蔽することによって、Ｉ1 after
であるＡ1 2 after ＋Ｎafter と、第１のレーザービー
ム２１を第１のシャッタ１８により遮蔽することによっ
て、Ｉ2 after であるＡ2 2 after ＋Ｎafter とをそれ
ぞれＣＣＤカメラ２４に取り込む（ステップＳ６，
７）。
【００４４】更に、ダークノイズ（ｄａｒｋ ｎｏｉｓ
ｅ）を取り込む（ステップＳ８）。 （５）次に、第１のレーザビーム２１又は第２のレーザ
ービーム２２の位相を若干（π／４以下程度）遅らせる
か進める。干渉縞上での変位の空間偏微分値を直接評価
しなくてよい場合は、ここで変化させる位相量が例えば
π／４以下であるとわかっていればよく、それが何ラジ
アンであるかを正確に知る必要はない。干渉縞上での変
位の空間偏微分値を直接評価したい場合は、変化させる
位相量が１周期分、即ち干渉縞の次数差１に相当する量
の何分の１であるかを知る必要がある。これを知るに
は、例えばくさび状のガラス板５１を厚さが変化する方
向に少しづつ動かしてゆき、動かす前のスペックル像と
の相関が最も大きい位置、即ちくさび状のガラス板を動
かす前後のスペックル像の差が最小となる位置までのく
さび状のガラス板の移動量を予め測定しておき、これを
１周期分に相当する移動量とみなし、実際に位相変化を
導入する際のくさび状のガラス板の移動量がその何分の
１であるかを調べればよい。この要領で例えばくさび状
のガラス板５１を予め第１のレーザービーム２１の光路
の対物レンズ１６の手前に配置しておき、これを駆動装
置５２により、所定量だけ厚さが変化する方向にずらせ
ばよい。即ち、変位の空間偏微分の評価を必要としない
場合は、π／４以下程度の適当量、また変位の空間偏微
分を干渉縞の現れる位置で評価したい場合は、予め設定
したπ／４以下程度の１周期分に対する相対量として既
知の位相変化量だけずらせばよい。ただし、いずれの場
合も厚さが増す方向にずらすのか、減る方向にずらすの
かは、分かっている必要がある。つまり、ビームの通過
する部分の厚さが増す方向にずらせば位相が遅れるし、
その逆に動かせば位相が進む。こうして位相を変化させ
た後に、第１のビームと第２のビーム両方を用いて撮像
するイメージをＩ′after 、また第１のビーム、言い換
えると位相をくさび状のガラス板等によって変化させる
方のビームのみを用いて撮像するイメージをＩ′
1 after と呼ぶことにする。なお、Ｉ′after および
Ｉ′1 after 以外のイメージ即ちＩbefo re，Ｉ1 before
…はすべて同じくさび状のガラス板５１の位置で撮像し
ておく必要がある。
ｅ）を取り込む（ステップＳ８）。 （５）次に、第１のレーザビーム２１又は第２のレーザ
ービーム２２の位相を若干（π／４以下程度）遅らせる
か進める。干渉縞上での変位の空間偏微分値を直接評価
しなくてよい場合は、ここで変化させる位相量が例えば
π／４以下であるとわかっていればよく、それが何ラジ
アンであるかを正確に知る必要はない。干渉縞上での変
位の空間偏微分値を直接評価したい場合は、変化させる
位相量が１周期分、即ち干渉縞の次数差１に相当する量
の何分の１であるかを知る必要がある。これを知るに
は、例えばくさび状のガラス板５１を厚さが変化する方
向に少しづつ動かしてゆき、動かす前のスペックル像と
の相関が最も大きい位置、即ちくさび状のガラス板を動
かす前後のスペックル像の差が最小となる位置までのく
さび状のガラス板の移動量を予め測定しておき、これを
１周期分に相当する移動量とみなし、実際に位相変化を
導入する際のくさび状のガラス板の移動量がその何分の
１であるかを調べればよい。この要領で例えばくさび状
のガラス板５１を予め第１のレーザービーム２１の光路
の対物レンズ１６の手前に配置しておき、これを駆動装
置５２により、所定量だけ厚さが変化する方向にずらせ
ばよい。即ち、変位の空間偏微分の評価を必要としない
場合は、π／４以下程度の適当量、また変位の空間偏微
分を干渉縞の現れる位置で評価したい場合は、予め設定
したπ／４以下程度の１周期分に対する相対量として既
知の位相変化量だけずらせばよい。ただし、いずれの場
合も厚さが増す方向にずらすのか、減る方向にずらすの
かは、分かっている必要がある。つまり、ビームの通過
する部分の厚さが増す方向にずらせば位相が遅れるし、
その逆に動かせば位相が進む。こうして位相を変化させ
た後に、第１のビームと第２のビーム両方を用いて撮像
するイメージをＩ′after 、また第１のビーム、言い換
えると位相をくさび状のガラス板等によって変化させる
方のビームのみを用いて撮像するイメージをＩ′
1 after と呼ぶことにする。なお、Ｉ′after および
Ｉ′1 after 以外のイメージ即ちＩbefo re，Ｉ1 before
…はすべて同じくさび状のガラス板５１の位置で撮像し
ておく必要がある。
【００４５】（６）上記ステップで取り込んだ
Ｉbefore，Ｉafter ，Ｉ1 before，Ｉ2 befo re，Ｉ
1 after ，Ｉ2 after ，Ｉ′after ，Ｉ′1 after のそ
れぞれから上記（３）及び（４）で取り込んだダークノ
イズ（ｄａｒｋ ｎｏｉｓｅ）を差し引く。つまり、こ
こで、Ｉbefore n.f，Ｉafter n.f ，Ｉ1 before n.f，
Ｉ2 before n.f，Ｉ1 after n.f ，Ｉ2 after n.f ，
Ｉ′after n.f，Ｉ′1 after n.f を得ることができる
（ステップＳ１１）。ここで、ｎ．ｆはノイズが消去さ
れたノイズ・フリーを示している。
Ｉbefore，Ｉafter ，Ｉ1 before，Ｉ2 befo re，Ｉ
1 after ，Ｉ2 after ，Ｉ′after ，Ｉ′1 after のそ
れぞれから上記（３）及び（４）で取り込んだダークノ
イズ（ｄａｒｋ ｎｏｉｓｅ）を差し引く。つまり、こ
こで、Ｉbefore n.f，Ｉafter n.f ，Ｉ1 before n.f，
Ｉ2 before n.f，Ｉ1 after n.f ，Ｉ2 after n.f ，
Ｉ′after n.f，Ｉ′1 after n.f を得ることができる
（ステップＳ１１）。ここで、ｎ．ｆはノイズが消去さ
れたノイズ・フリーを示している。
【００４６】（７）次に、ノイズが消去された検査対象
物の変形前のスペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去
された検査対象物の変形後のスペックル像Ｉafter n.f
およびＩ′after n.fとの和を得る（ステップＳ１
２）。 Ｉadd ＝Ｉbefore n.f＋Ｉafter n.f Ｉ′add ＝Ｉbefore n.f＋Ｉ′after n.f また、ノイズが消去された検査対象物の変形前のスペッ
クル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された検査対象物の
変形後のスペックル像Ｉafter n.f との差を得る。
物の変形前のスペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去
された検査対象物の変形後のスペックル像Ｉafter n.f
およびＩ′after n.fとの和を得る（ステップＳ１
２）。 Ｉadd ＝Ｉbefore n.f＋Ｉafter n.f Ｉ′add ＝Ｉbefore n.f＋Ｉ′after n.f また、ノイズが消去された検査対象物の変形前のスペッ
クル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された検査対象物の
変形後のスペックル像Ｉafter n.f との差を得る。
【００４７】Ｉsub ＝Ｉbefore n.f−Ｉafter n.f これらは、イメージプロセッシングコンピュータ２５の
フレームメモリーにＩ before n.fを記憶しておき、別の
フレームメモリーにＩafter n.f を記憶しおき、イメー
ジの加算・減算として、イメージプロセッシングコンピ
ュータ２５で演算処理する。
フレームメモリーにＩ before n.fを記憶しておき、別の
フレームメモリーにＩafter n.f を記憶しおき、イメー
ジの加算・減算として、イメージプロセッシングコンピ
ュータ２５で演算処理する。
【００４８】更に、Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.f であ
る差をとる。これにより、Ｉbefore n.f−Ｉafter n.f
であるＩsub と類似するが、くさび状のガラス板５１に
よる位相変化の分だけ干渉縞の位置が異なる干渉縞パタ
ーンが得られる。これをＩ′ sub と呼ぶ。すると、Ｉ
sub とＩ′sub の干渉縞の位置の動き具合によって、そ
の干渉縞の符号を知ることができる。この本発明におけ
る特徴点について、詳細に後述する。
る差をとる。これにより、Ｉbefore n.f−Ｉafter n.f
であるＩsub と類似するが、くさび状のガラス板５１に
よる位相変化の分だけ干渉縞の位置が異なる干渉縞パタ
ーンが得られる。これをＩ′ sub と呼ぶ。すると、Ｉ
sub とＩ′sub の干渉縞の位置の動き具合によって、そ
の干渉縞の符号を知ることができる。この本発明におけ
る特徴点について、詳細に後述する。
【００４９】（８）前記スペックル像Ｉadd からＩ
1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 af ter n.f ＋Ｉ
2 after n.f を減算する。これをＩadd mod と呼ぶ。さ
らにＩ′ad d からＩ1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋
Ｉ′1 after n.f＋Ｉ2 after n.fを減算する（ステッ
プＳ１３）。これによりＩadd mod と類似するがくさび
状のガラス板５１による位相変化の分だけ干渉縞の位置
が異なる干渉縞パターンが得られる。これをＩ′
add mod と呼ぶ。（ここでmod はmodifiedで補正の意味
である。） （９）上記により、 Ｉadd mod ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔θ＋（φ／２）〕ｃｏ ｓ（φ／２） …（１２） Ｉ′add mod ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔θ＋（φ／２＋δｗ ／２）〕ｃｏｓ〔（φ／２）＋δｗ／２〕 …（１３） Ｉsub ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／２）〕ｓｉｎ （φ／２） …（１４） Ｉ′sub ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／２）＋δｗ／ ２〕ｓｉｎ（φ／２＋δｗ／２） …（１５） が得られる。上式においてφは検査対象物の変形に起因
する第１のビームと第２のビームの検査対象物上で今問
題としている点における位相差の変化、δｗは、くさび
状のガラス板の動きに起因する位相変化を表す。
1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 af ter n.f ＋Ｉ
2 after n.f を減算する。これをＩadd mod と呼ぶ。さ
らにＩ′ad d からＩ1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋
Ｉ′1 after n.f＋Ｉ2 after n.fを減算する（ステッ
プＳ１３）。これによりＩadd mod と類似するがくさび
状のガラス板５１による位相変化の分だけ干渉縞の位置
が異なる干渉縞パターンが得られる。これをＩ′
add mod と呼ぶ。（ここでmod はmodifiedで補正の意味
である。） （９）上記により、 Ｉadd mod ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔θ＋（φ／２）〕ｃｏ ｓ（φ／２） …（１２） Ｉ′add mod ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｃｏｓ〔θ＋（φ／２＋δｗ ／２）〕ｃｏｓ〔（φ／２）＋δｗ／２〕 …（１３） Ｉsub ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／２）〕ｓｉｎ （φ／２） …（１４） Ｉ′sub ＝４Ａ1 （ｘ，ｙ）Ａ2 （ｘ，ｙ）ｓｉｎ〔θ＋（φ／２）＋δｗ／ ２〕ｓｉｎ（φ／２＋δｗ／２） …（１５） が得られる。上式においてφは検査対象物の変形に起因
する第１のビームと第２のビームの検査対象物上で今問
題としている点における位相差の変化、δｗは、くさび
状のガラス板の動きに起因する位相変化を表す。
【００５０】（１０）Ｉsub 及びＩadd mod の干渉縞に
垂直になる方向（図４参照）を選んで、その方向に平行
な近接のピクセルの並びについて、つまり、位相差φに
影響を与えない方向について平均をとる。ここで、図４
（ａ）は矩形状の検査対象物（例えば、金属体）３１の
左端が固定部３２で固定され、その検査対象物３１の右
端が右方向に機械的応力Ｆを受け、その検査対象物３１
が変形する様子を示しており、その検査対象物３１の前
記Ｉsub のイメージは図４（ｂ）のようになる。なお、
図４（ｃ）は、ある時間経過した後、変形が進行した状
態での同様のＩsub イメージである。
垂直になる方向（図４参照）を選んで、その方向に平行
な近接のピクセルの並びについて、つまり、位相差φに
影響を与えない方向について平均をとる。ここで、図４
（ａ）は矩形状の検査対象物（例えば、金属体）３１の
左端が固定部３２で固定され、その検査対象物３１の右
端が右方向に機械的応力Ｆを受け、その検査対象物３１
が変形する様子を示しており、その検査対象物３１の前
記Ｉsub のイメージは図４（ｂ）のようになる。なお、
図４（ｃ）は、ある時間経過した後、変形が進行した状
態での同様のＩsub イメージである。
【００５１】このようなＩsub イメージ乃至位相マップ
の作成については、特願平６−２４２５０２号に詳述さ
れているので省略する。 （１１）次にＩsub とＩ′sub およびＩadd mod とＩ′
add mod の干渉縞パターンをそれぞれ比較し、各干渉縞
の動き具合を検討することによって、それぞれの干渉縞
の近傍での位相分布の空間的変化、即ち、各干渉縞位置
での変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの
符号および大きさを推定する。そして、その結果に基づ
き、基準干渉縞から順次、各干渉縞の次数を決定してい
く（ステップＳ１７）。以下この方法について例を用い
て説明する。
の作成については、特願平６−２４２５０２号に詳述さ
れているので省略する。 （１１）次にＩsub とＩ′sub およびＩadd mod とＩ′
add mod の干渉縞パターンをそれぞれ比較し、各干渉縞
の動き具合を検討することによって、それぞれの干渉縞
の近傍での位相分布の空間的変化、即ち、各干渉縞位置
での変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの
符号および大きさを推定する。そして、その結果に基づ
き、基準干渉縞から順次、各干渉縞の次数を決定してい
く（ステップＳ１７）。以下この方法について例を用い
て説明する。
【００５２】まず、Ｉsub が図６（ａ）の斜線を施した
干渉縞であり、くさび状のガラス板の動きによって、各
干渉縞が同図の破線で示す位置にまで移動したとする。
換言すれば、Ｉ′sub の各干渉縞の位置が破線で示すも
のであるとする。次に、Ｉ′sub を取り込むにあたって
のくさび状のガラス板５１ａによる位相変化が変位によ
るφ、即ち第１のレーザービーム２１と第２のレーザー
ビーム２２の位相差の変形による変化を助長する方向に
動くとする。これは、例えばＩ sub を得るにあたっての
変位が図５の左から右への方向である場合に第１のレー
ザービーム２１の位相を遅らせる方向にくさび状のガラ
ス板５１ａを動かしてＩ′after を取り込むことに相当
する。つまり、この場合、変位ｕが第１のレーザービー
ム２１の光源からは遠ざかり、第２のレーザービーム２
２の光源には近づく方向に発生しているわけだからそれ
を助長するためには、第１のレーザービーム２１の位相
がより遅れる方向、即ち第１のレーザービーム２１の光
源が実効的に検査対象物から遠ざかる様にくさび状のガ
ラス板５１ａが動かなければならないことになる。これ
を式で表せば次の様になる。
干渉縞であり、くさび状のガラス板の動きによって、各
干渉縞が同図の破線で示す位置にまで移動したとする。
換言すれば、Ｉ′sub の各干渉縞の位置が破線で示すも
のであるとする。次に、Ｉ′sub を取り込むにあたって
のくさび状のガラス板５１ａによる位相変化が変位によ
るφ、即ち第１のレーザービーム２１と第２のレーザー
ビーム２２の位相差の変形による変化を助長する方向に
動くとする。これは、例えばＩ sub を得るにあたっての
変位が図５の左から右への方向である場合に第１のレー
ザービーム２１の位相を遅らせる方向にくさび状のガラ
ス板５１ａを動かしてＩ′after を取り込むことに相当
する。つまり、この場合、変位ｕが第１のレーザービー
ム２１の光源からは遠ざかり、第２のレーザービーム２
２の光源には近づく方向に発生しているわけだからそれ
を助長するためには、第１のレーザービーム２１の位相
がより遅れる方向、即ち第１のレーザービーム２１の光
源が実効的に検査対象物から遠ざかる様にくさび状のガ
ラス板５１ａが動かなければならないことになる。これ
を式で表せば次の様になる。
【００５３】まず、変位ｕ（図５で右向きを正と定義）
に対応する第１および第２のレーザービーム２１、２２
の検査対象物上の点（ｘ，ｙ）での位相θ1 （ｘ，ｙ）
およびθ2 （ｘ，ｙ）の差の変化をφ（ｘ，ｙ）とす
る。すると、検査対象物変形後の両ビームの位相はそれ
ぞれθ1 ＋（φ／２），θ2 −（φ／２）、即ち位相差
の変化の絶対値＝｜｛〔θ1 ＋（φ／２）〕−〔θ2 −
（φ／２）〕｝−（θ1−θ2 ）｜＝｜φ｜となる。次
に、くさび状ガラス板５２ａが位相にしてδｗだけ検査
対象物から遠ざかったとすると、第１のビーム２１の検
査対象物上での位相がδｗだけ大きな値となる。即ち、
θ1 ＋（φ／２）＋δｗとなる。よって、両レーザービ
ームの位相差は｛〔θ1 ＋（φ／２）＋δｗ〕−〔θ2
−（φ／２）〕｝となり、初期位相差からの変化の絶対
値は、｜｛〔θ1 ＋（φ／２）＋δｗ〕−〔θ2 −（φ
／２）〕｝−（θ1 −θ2 ）｜＝｜φ＋δｗ｜となり、
変位による位相差の変化が、みかけ上δｗだけ助長され
たことになる。因みに、くさび状のガラス板５１ａの動
きが逆、即ち−δｗであるか、変位の方向が逆、即ち−
φであれば、変位による位相差の変化が｜φ−δｗ｜と
みかけ上δｗだけ小さくなることになる。
に対応する第１および第２のレーザービーム２１、２２
の検査対象物上の点（ｘ，ｙ）での位相θ1 （ｘ，ｙ）
およびθ2 （ｘ，ｙ）の差の変化をφ（ｘ，ｙ）とす
る。すると、検査対象物変形後の両ビームの位相はそれ
ぞれθ1 ＋（φ／２），θ2 −（φ／２）、即ち位相差
の変化の絶対値＝｜｛〔θ1 ＋（φ／２）〕−〔θ2 −
（φ／２）〕｝−（θ1−θ2 ）｜＝｜φ｜となる。次
に、くさび状ガラス板５２ａが位相にしてδｗだけ検査
対象物から遠ざかったとすると、第１のビーム２１の検
査対象物上での位相がδｗだけ大きな値となる。即ち、
θ1 ＋（φ／２）＋δｗとなる。よって、両レーザービ
ームの位相差は｛〔θ1 ＋（φ／２）＋δｗ〕−〔θ2
−（φ／２）〕｝となり、初期位相差からの変化の絶対
値は、｜｛〔θ1 ＋（φ／２）＋δｗ〕−〔θ2 −（φ
／２）〕｝−（θ1 −θ2 ）｜＝｜φ＋δｗ｜となり、
変位による位相差の変化が、みかけ上δｗだけ助長され
たことになる。因みに、くさび状のガラス板５１ａの動
きが逆、即ち−δｗであるか、変位の方向が逆、即ち−
φであれば、変位による位相差の変化が｜φ−δｗ｜と
みかけ上δｗだけ小さくなることになる。
【００５４】この状況下で、図６（ａ）に示す様に一連
の干渉縞を横切る任意のラインＡ上での位相をこのライ
ンを座標軸とする座標ｘの関数として、右向きの変位ｕ
に対応する位相差φを正にとって考えると、図６（ｂ）
の様なグラフが得られる。このとき、くさび状のガラス
板５１ａの動きは、上記の式に示した様に｜φ｜をみか
け上大きくする方向に働くわけだから、くさび状のガラ
ス板５１ａの動いた後のφ／２は図６（ｂ）の破線の様
になる。つまり、すべてのｘで一律にδｗ／２だけ増
す。すると、Ｉsub でφ／２＝０，π，……に相当して
いた干渉縞は、くさび状のガラス５１ａが動くことによ
って、Ｉ′sub では図６（ａ）における破線で示す位置
にまで移動する。即ち、ｄφ／ｄｘが正のところでは干
渉縞が左側へ移動し、ｄφ／ｄｘが負、つまり、図６
（ｂ）において傾きが右下がりの部分では干渉縞が右へ
移動することになる。このとき、たとえば図６（ｂ）の
頂点のところの様にもともとφ−ｘグラフの頂点がＩ
sub の干渉縞に対応していると、Ｉ′sub においては干
渉縞が２個に分離する。
の干渉縞を横切る任意のラインＡ上での位相をこのライ
ンを座標軸とする座標ｘの関数として、右向きの変位ｕ
に対応する位相差φを正にとって考えると、図６（ｂ）
の様なグラフが得られる。このとき、くさび状のガラス
板５１ａの動きは、上記の式に示した様に｜φ｜をみか
け上大きくする方向に働くわけだから、くさび状のガラ
ス板５１ａの動いた後のφ／２は図６（ｂ）の破線の様
になる。つまり、すべてのｘで一律にδｗ／２だけ増
す。すると、Ｉsub でφ／２＝０，π，……に相当して
いた干渉縞は、くさび状のガラス５１ａが動くことによ
って、Ｉ′sub では図６（ａ）における破線で示す位置
にまで移動する。即ち、ｄφ／ｄｘが正のところでは干
渉縞が左側へ移動し、ｄφ／ｄｘが負、つまり、図６
（ｂ）において傾きが右下がりの部分では干渉縞が右へ
移動することになる。このとき、たとえば図６（ｂ）の
頂点のところの様にもともとφ−ｘグラフの頂点がＩ
sub の干渉縞に対応していると、Ｉ′sub においては干
渉縞が２個に分離する。
【００５５】理解を助けるために図７（ａ）および図７
（ｂ）には、変位ｕが左向き（ｕ＜０）の状況を示す。
この場合には、｜φ｜がみかけ上δｗだけ小さくなる
（φのグラフがφ＝０に近づく）ので、くさび状のガラ
ス板５１ａの動いた後のφは、図７（ｂ）の破線で示す
ようになる。また、Ｉsub におけるφ／２＝−３πのピ
ークでは、くさび状のガラス板５１ａの動きによって干
渉縞が消滅する。
（ｂ）には、変位ｕが左向き（ｕ＜０）の状況を示す。
この場合には、｜φ｜がみかけ上δｗだけ小さくなる
（φのグラフがφ＝０に近づく）ので、くさび状のガラ
ス板５１ａの動いた後のφは、図７（ｂ）の破線で示す
ようになる。また、Ｉsub におけるφ／２＝−３πのピ
ークでは、くさび状のガラス板５１ａの動きによって干
渉縞が消滅する。
【００５６】ここで重要なことは、図６と図７の比較か
ら明らかな様に、ｄφ／ｄｘの正負と干渉縞の移動の向
きの関係がφの正負即ち変位ｕの向きには無関係に一定
であるということである。即ち、くさび状のガラス板５
１ａの動きが同じである限り、干渉縞の移動方向（左か
右か）は変位ｕの向きには無関係にｄφ／ｄｘの正負の
みで決まる。さらに、いずれの場合もくさび状のガラス
板５１ａの動きに相当する位相変化量δｗが一定である
限り、φはすべてのｘで一律に同じ量だけφの正の向き
に移動する。よって、｜ｄφ／ｄｘ｜が大きい程、即ち
φ−ｘグラフの傾きが急な程、それに反比例して、ｘ軸
に沿っての干渉縞の移動量は、小さくなる。 この干渉
縞の移動量がｄφ／ｄｘに反比例する事実を利用する
と、干渉縞の近傍での∂ｕ／∂ｘを評価することができ
る。即ち、くさび状のガラス板５１ａの動きによる干渉
縞のシフト量をΔｘとすれば、Ｉsub の注目する干渉縞
近傍でのφ／２のｘに対する変化率即ち∂（φ／２）／
∂ｘは、 ∂（φ／２）／∂ｘ＝−（δｗ／２Δｘ） …（１６） で近似される。ただしΔｘは、干渉縞がｘの正の方向に
移動した時、正にとるものとする。今、ラインＡは任意
の方向にとれるので、これを第１及び第２のレーザービ
ーム２１、２２が作る平面と検査対象物の交線、即ち変
位ｕに平行に選べば（３）式によりφに関係づけられる
ｕのｘ方向に関する偏微分∂ｕ／∂ｘ、即ちひずみ成分
εｘｘ＝∂ｕ／∂ｘを次式により求めることができる。 〔∂ｕ（ｘ，ｙ）〕／∂ｘ＝λ／２π・（１／ｓｉｎα）・｛（∂〔φ（ｘ，ｙ ）／２〕／∂ｘ｝＝−（λ／２π）・（１／ｓｉｎα）・（δｗ／２Δｘ） …（１７） 同様にして、変位成分ｕに対応するＩsub およびＩ′
sub 干渉縞パターンにおいて、ｙ方向にラインＡに相当
するラインをとって解析を行えば∂ｕ／∂ｙが、また変
位成分ｖに対応するＩsub およびＩ′sub 干渉縞パター
ンにおいて同様の操作を施せば∂ｖ／∂ｘ、∂ｖ／∂ｙ
をそれぞれ評価することができる。
ら明らかな様に、ｄφ／ｄｘの正負と干渉縞の移動の向
きの関係がφの正負即ち変位ｕの向きには無関係に一定
であるということである。即ち、くさび状のガラス板５
１ａの動きが同じである限り、干渉縞の移動方向（左か
右か）は変位ｕの向きには無関係にｄφ／ｄｘの正負の
みで決まる。さらに、いずれの場合もくさび状のガラス
板５１ａの動きに相当する位相変化量δｗが一定である
限り、φはすべてのｘで一律に同じ量だけφの正の向き
に移動する。よって、｜ｄφ／ｄｘ｜が大きい程、即ち
φ−ｘグラフの傾きが急な程、それに反比例して、ｘ軸
に沿っての干渉縞の移動量は、小さくなる。 この干渉
縞の移動量がｄφ／ｄｘに反比例する事実を利用する
と、干渉縞の近傍での∂ｕ／∂ｘを評価することができ
る。即ち、くさび状のガラス板５１ａの動きによる干渉
縞のシフト量をΔｘとすれば、Ｉsub の注目する干渉縞
近傍でのφ／２のｘに対する変化率即ち∂（φ／２）／
∂ｘは、 ∂（φ／２）／∂ｘ＝−（δｗ／２Δｘ） …（１６） で近似される。ただしΔｘは、干渉縞がｘの正の方向に
移動した時、正にとるものとする。今、ラインＡは任意
の方向にとれるので、これを第１及び第２のレーザービ
ーム２１、２２が作る平面と検査対象物の交線、即ち変
位ｕに平行に選べば（３）式によりφに関係づけられる
ｕのｘ方向に関する偏微分∂ｕ／∂ｘ、即ちひずみ成分
εｘｘ＝∂ｕ／∂ｘを次式により求めることができる。 〔∂ｕ（ｘ，ｙ）〕／∂ｘ＝λ／２π・（１／ｓｉｎα）・｛（∂〔φ（ｘ，ｙ ）／２〕／∂ｘ｝＝−（λ／２π）・（１／ｓｉｎα）・（δｗ／２Δｘ） …（１７） 同様にして、変位成分ｕに対応するＩsub およびＩ′
sub 干渉縞パターンにおいて、ｙ方向にラインＡに相当
するラインをとって解析を行えば∂ｕ／∂ｙが、また変
位成分ｖに対応するＩsub およびＩ′sub 干渉縞パター
ンにおいて同様の操作を施せば∂ｖ／∂ｘ、∂ｖ／∂ｙ
をそれぞれ評価することができる。
【００５７】従って、これらの値より、ひずみ成分、及
び回転成分、εｘｘ、εｘｙ、ωｚ（「発明が解決しよ
うとする課題」参照）を簡単に得ることができる。図８
に∂ｕ／∂ｙを求める手順を示す。この図８において、
干渉縞は、ｕに対応する。よって、 ∂（φ／２）／∂ｙ＝−δｗ／２Δｙ …（１８） ∴〔∂ｕ（ｘ，ｙ）〕／∂ｙ＝（λ／２π）・（１／ｓｉｎα）〔（∂（φ／２ ）／∂ｙ）〕＝（−λ／２π）・（１／ｓｉｎα）・δｗ／２Δｙ…（１９） となり、干渉縞上の点（ｘ，ｙ）において、∂ｕ／∂ｙ
を評価することができる。∂ｕ／∂ｘも同様に評価され
る。なお、当然のことながら、（１６）式および（１
８）式の近似の精度は、δｗ即ち、くさび状のガラス板
５１ａによる位相変化量が小さい方が上がる。
び回転成分、εｘｘ、εｘｙ、ωｚ（「発明が解決しよ
うとする課題」参照）を簡単に得ることができる。図８
に∂ｕ／∂ｙを求める手順を示す。この図８において、
干渉縞は、ｕに対応する。よって、 ∂（φ／２）／∂ｙ＝−δｗ／２Δｙ …（１８） ∴〔∂ｕ（ｘ，ｙ）〕／∂ｙ＝（λ／２π）・（１／ｓｉｎα）〔（∂（φ／２ ）／∂ｙ）〕＝（−λ／２π）・（１／ｓｉｎα）・δｗ／２Δｙ…（１９） となり、干渉縞上の点（ｘ，ｙ）において、∂ｕ／∂ｙ
を評価することができる。∂ｕ／∂ｘも同様に評価され
る。なお、当然のことながら、（１６）式および（１
８）式の近似の精度は、δｗ即ち、くさび状のガラス板
５１ａによる位相変化量が小さい方が上がる。
【００５８】また、図８の右側に示した点（ｘ′，
ｙ′）の場合の様に、干渉縞がｘあるいはｙ軸にほぼ平
行な場合は、その平行な方の軸（図８ではｙ軸）につい
ては、軸と移動後の干渉縞が交わらないためΔｙに相当
する量が求まらない。しかしその様な場合は、とりも直
さずその軸方向について位相φが殆ど変化しないことを
意味するわけだから、∂（φ／２）／∂ｙ≒０と置くこ
とができる。従って、いずれの場合にも、干渉縞上の点
でひずみや回転εｘｘ εｘｙ ωｚ等の近似式を得る
ことができる。（注１）ｕとｖについて必ずしも同じ
（ｘ，ｙ）に干渉縞が現れるとは限らないので、同じ
（ｘ，ｙ）で例えば∂ｕ／∂ｘとσｖ／∂ｘが評価でき
るわけではないが、十分に細かいステップで相方を評価
しておけばグラフを内挿することにより、同じ（ｘ，
ｙ）でのこれらの値を得ることができ、その点でのεｘ
ｙ＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）＋（∂ｕ／∂ｙ）〕などを
計算することができる。
ｙ′）の場合の様に、干渉縞がｘあるいはｙ軸にほぼ平
行な場合は、その平行な方の軸（図８ではｙ軸）につい
ては、軸と移動後の干渉縞が交わらないためΔｙに相当
する量が求まらない。しかしその様な場合は、とりも直
さずその軸方向について位相φが殆ど変化しないことを
意味するわけだから、∂（φ／２）／∂ｙ≒０と置くこ
とができる。従って、いずれの場合にも、干渉縞上の点
でひずみや回転εｘｘ εｘｙ ωｚ等の近似式を得る
ことができる。（注１）ｕとｖについて必ずしも同じ
（ｘ，ｙ）に干渉縞が現れるとは限らないので、同じ
（ｘ，ｙ）で例えば∂ｕ／∂ｘとσｖ／∂ｘが評価でき
るわけではないが、十分に細かいステップで相方を評価
しておけばグラフを内挿することにより、同じ（ｘ，
ｙ）でのこれらの値を得ることができ、その点でのεｘ
ｙ＝１／２〔（∂ｖ／∂ｘ）＋（∂ｕ／∂ｙ）〕などを
計算することができる。
【００５９】また 上記の説明では、Ｉafter を変化さ
せたが、要はＩsub とＩ′sub が差別化されればよいわ
けで、変形の起こる前にくさび状のガラス板を動かすこ
とによってＩ′beforeおよび相当のイメージを得るので
もよい。さらに、上記の内容は、Ｉadd mod と、Ｉ′
add mod の関係についても同様に成り立つ。さらに位相
の変化は、くさび状のガラス板以外にもピエゾ素子等を
利用して光学鏡を微小量だけ動かし、光路を変化させる
ことによっても実現できる。その他一般の位相変化素子
を用いても、もちろん良い。
せたが、要はＩsub とＩ′sub が差別化されればよいわ
けで、変形の起こる前にくさび状のガラス板を動かすこ
とによってＩ′beforeおよび相当のイメージを得るので
もよい。さらに、上記の内容は、Ｉadd mod と、Ｉ′
add mod の関係についても同様に成り立つ。さらに位相
の変化は、くさび状のガラス板以外にもピエゾ素子等を
利用して光学鏡を微小量だけ動かし、光路を変化させる
ことによっても実現できる。その他一般の位相変化素子
を用いても、もちろん良い。
【００６０】なお、上記したくさび状のガラス板の動き
による干渉縞の移動方向と変位による位相差の変化φの
空間座標に対する依存性〔即∂／∂ｘ（φ／２）等〕の
関係は、理解が難しいので以下に図９、図１０、図１１
を用いて別の表現による説明を補充しておく。まず、図
５において、くさび状のガラス板または他の方法で、上
記と同様に検査対象物の変形後第１のレーザービームの
光路を長くしたとする。この様な状況下で変位が図５に
示す様に右へ向かう検査対象物の部位を考察する。今、
図９に示す様に変位ｕによるφ／２がπに相当する干渉
縞の近傍において、左側、即ちｘの負側で変位が減り、
右側で増すとする。これは図６（ｂ）のピークの左側の
状況に相当する。さらに、図９の干渉縞πの左側にちょ
うど、変位がπ−δｗ／２、右側にπ＋δｗ／２となる
部分の軌跡を考える（破線参照）。この状況でくさび状
のガラス５１ａをちょうど第１のレーザービーム２１の
光路が位相にしてδｗだけ増す様に動かすと、すべての
点で変位による位相が見かけ上δｗだけ増すから、図９
で元々φ／２＝π−δｗ／２であった部位が新たにφ／
２＝πとなり、そこに干渉縞が現れると同時に、元、φ
／２＝πであったところはφ／２＝π＋δｗ／２となっ
て干渉縞が消える。即ち、Ｉsub とＩ′sub を比べると
干渉縞が左へ移動（Ｉsub →Ｉ′sub で見て）したこと
になる。ｕが左へ向かう場合、つまりｕ＜０の場合は、
同じことが、図１０の状況で起きる。つまりφ／２＝−
πの干渉縞に着目すればその左側にφ／２＝−π−δｗ
／２が、また、右側にφ／２＝−π＋δｗ／２が存在す
る状況、即ち図７（ｂ）のピークの右側の状況で起きる
（図１１参照）。 これらの２つの例をまとめて考える
と、ｕが正であろうが負であろうがそのｘに対する傾き
が正である場合に、上述のくさび状のガラス板の動きに
よって、干渉縞が左（ｘの負の方向）に移動することが
わかる。
による干渉縞の移動方向と変位による位相差の変化φの
空間座標に対する依存性〔即∂／∂ｘ（φ／２）等〕の
関係は、理解が難しいので以下に図９、図１０、図１１
を用いて別の表現による説明を補充しておく。まず、図
５において、くさび状のガラス板または他の方法で、上
記と同様に検査対象物の変形後第１のレーザービームの
光路を長くしたとする。この様な状況下で変位が図５に
示す様に右へ向かう検査対象物の部位を考察する。今、
図９に示す様に変位ｕによるφ／２がπに相当する干渉
縞の近傍において、左側、即ちｘの負側で変位が減り、
右側で増すとする。これは図６（ｂ）のピークの左側の
状況に相当する。さらに、図９の干渉縞πの左側にちょ
うど、変位がπ−δｗ／２、右側にπ＋δｗ／２となる
部分の軌跡を考える（破線参照）。この状況でくさび状
のガラス５１ａをちょうど第１のレーザービーム２１の
光路が位相にしてδｗだけ増す様に動かすと、すべての
点で変位による位相が見かけ上δｗだけ増すから、図９
で元々φ／２＝π−δｗ／２であった部位が新たにφ／
２＝πとなり、そこに干渉縞が現れると同時に、元、φ
／２＝πであったところはφ／２＝π＋δｗ／２となっ
て干渉縞が消える。即ち、Ｉsub とＩ′sub を比べると
干渉縞が左へ移動（Ｉsub →Ｉ′sub で見て）したこと
になる。ｕが左へ向かう場合、つまりｕ＜０の場合は、
同じことが、図１０の状況で起きる。つまりφ／２＝−
πの干渉縞に着目すればその左側にφ／２＝−π−δｗ
／２が、また、右側にφ／２＝−π＋δｗ／２が存在す
る状況、即ち図７（ｂ）のピークの右側の状況で起きる
（図１１参照）。 これらの２つの例をまとめて考える
と、ｕが正であろうが負であろうがそのｘに対する傾き
が正である場合に、上述のくさび状のガラス板の動きに
よって、干渉縞が左（ｘの負の方向）に移動することが
わかる。
【００６１】上述の原理により、各干渉縞の動きから、
その干渉縞の近傍でのｄφ／ｄｘの符号が判明すると、
それより、以下の原理で隣接する干渉縞の相対関係が判
断される。例えば、図１２に示す様に、図５に示すくさ
び状のガラス板５１ａの動きに対して、干渉縞ａ，ｂが
共に左に移動したとすると上述の原理より、図６によ
り、干渉縞ａ，ｂそれぞれの両側の近傍のｄφ／ｄｘが
正であることが分かる。
その干渉縞の近傍でのｄφ／ｄｘの符号が判明すると、
それより、以下の原理で隣接する干渉縞の相対関係が判
断される。例えば、図１２に示す様に、図５に示すくさ
び状のガラス板５１ａの動きに対して、干渉縞ａ，ｂが
共に左に移動したとすると上述の原理より、図６によ
り、干渉縞ａ，ｂそれぞれの両側の近傍のｄφ／ｄｘが
正であることが分かる。
【００６２】従って、ｂはａよりもπだけ値が大きい
（符号を含めて）ことが分かる。何故なら、図１３に示
す様に、ｄφ／ｄｘ＞０でａを出発すると、どんな経路
を通ろうとも、ｄφ／ｄｘ＞０で（Ν＋１）π以外のπ
の整数倍の値を次に通過することはできない。つまり、
ｂの干渉縞が（Ν＋１）πではなく、Νπに相当するの
であれば、ｄφ／ｄｘ＞０でａを出発している限り、必
ずｂにはｄφ／ｄｘ＜０で交わらなければならない（図
中、破線参照）。また、ｂがΝπ、（Ν＋１）π以外に
相当するのであれば、その途中で必ずΝπ又は（Ν＋
１）πを横切る〔ｂが（Ν＋２）π以上に相当する場合
は、（Ν＋１）πを横切り、ｂが（Ν−１）π以下の場
合は、Νπを横切る〕ことになり、そうであれば必ずａ
とｂの間に相当する干渉縞が現れるはずであるが、実際
にはそのような干渉縞は存在していない。従って、ｂは
（Ν＋１）π、換言すればａよりπだけ符号を含めて大
きいものでなければならない。
（符号を含めて）ことが分かる。何故なら、図１３に示
す様に、ｄφ／ｄｘ＞０でａを出発すると、どんな経路
を通ろうとも、ｄφ／ｄｘ＞０で（Ν＋１）π以外のπ
の整数倍の値を次に通過することはできない。つまり、
ｂの干渉縞が（Ν＋１）πではなく、Νπに相当するの
であれば、ｄφ／ｄｘ＞０でａを出発している限り、必
ずｂにはｄφ／ｄｘ＜０で交わらなければならない（図
中、破線参照）。また、ｂがΝπ、（Ν＋１）π以外に
相当するのであれば、その途中で必ずΝπ又は（Ν＋
１）πを横切る〔ｂが（Ν＋２）π以上に相当する場合
は、（Ν＋１）πを横切り、ｂが（Ν−１）π以下の場
合は、Νπを横切る〕ことになり、そうであれば必ずａ
とｂの間に相当する干渉縞が現れるはずであるが、実際
にはそのような干渉縞は存在していない。従って、ｂは
（Ν＋１）π、換言すればａよりπだけ符号を含めて大
きいものでなければならない。
【００６３】同様の要領で下表に従い隣の干渉縞との相
対関係を知ることができる。
対関係を知ることができる。
【００６４】
【表１】
【００６５】この表において、ａは干渉縞ａを出発する
際の微係数（ａのｂ側の領域）、また、ｂは干渉縞ｂに
到着する際の微係数（ｂのａ側の領域）を表す。このよ
うにして、各干渉縞の相互の関係が分かれば、規準とな
る干渉縞から出発してすべての干渉縞の値が符号を含め
て決まる。ここに規準干渉縞とは、符号を含めて値の分
かっている干渉縞で一般には変位＝０の干渉縞を規準干
渉縞として選ぶことが便利である。変位０の干渉縞を捜
すには、明らかに変位がない部分、例えば、図１４に示
すように、変位を評価しようとする対象物体が引張り試
験機６０に取り付けられた試験片６２の場合には、引張
り試験機６０の動かない方のチャック６１の部分を通る
干渉縞（Ｉsub の縞）がこれに相当する。６３は動くチ
ャックである。また、他の方法として、光源の波長、ま
たはビーム２１，２２の入射角を変えて、同じ変位を観
測した場合に動かない干渉縞（Ｉsub の縞）を変位０に
相当するとみなすものが考えられる。
際の微係数（ａのｂ側の領域）、また、ｂは干渉縞ｂに
到着する際の微係数（ｂのａ側の領域）を表す。このよ
うにして、各干渉縞の相互の関係が分かれば、規準とな
る干渉縞から出発してすべての干渉縞の値が符号を含め
て決まる。ここに規準干渉縞とは、符号を含めて値の分
かっている干渉縞で一般には変位＝０の干渉縞を規準干
渉縞として選ぶことが便利である。変位０の干渉縞を捜
すには、明らかに変位がない部分、例えば、図１４に示
すように、変位を評価しようとする対象物体が引張り試
験機６０に取り付けられた試験片６２の場合には、引張
り試験機６０の動かない方のチャック６１の部分を通る
干渉縞（Ｉsub の縞）がこれに相当する。６３は動くチ
ャックである。また、他の方法として、光源の波長、ま
たはビーム２１，２２の入射角を変えて、同じ変位を観
測した場合に動かない干渉縞（Ｉsub の縞）を変位０に
相当するとみなすものが考えられる。
【００６６】これは次の理由による。つまり、（１４）
式から明らかな様にＩsub パターンにおいて干渉縞が現
れるころは、｜ｓｉｎ（φ／２）｜＝０のところであ
る。ところがこのφ／２は、（３）式によって、変位ｕ
（ｘ，ｙ）と ｕ（ｘ，ｙ）＝｛〔φ（ｘ，ｙ）〕／２〕・（λ／２
π）・（１／ｓｉｎα） の様に結び付けられている。ところで今、｜ｓｉｎ（φ
／２）｜＝０を満足するφ／２、即ち、φ／２＝…−２
π、−π、０、π、２π…、のうち、φ／２＝０以外
は、｜ｓｉｎφ／２｜＝０となるときのｕ（ｘ，ｙ）の
値がλ及びαに依存する。即ち、例えばλ＝λ1 の場合
と、λ＝λ2 （λ1 ≠λ2 ）の場合を比べると、φ／２
＝２πのとき、前者では、ｕ（ｘ，ｙ）＝λ1 ／ｓｉｎ
α、後者ではｕ（ｘ，ｙ）＝λ2 ／ｓｉｎαとなり、そ
れぞれ検査対象物上で変位ｕがλ1 ／ｓｉｎαおよびλ
2 ／ｓｉｎαとなる所にφ／２＝２πに対応するＩsub
の干渉縞が現れる。ところが、φ／２＝０に限り、λの
値に無関係にｕ＝０のところに干渉縞が現れる。従っ
て、その検査対象物上での位置は、λを変えても変わら
ない。
式から明らかな様にＩsub パターンにおいて干渉縞が現
れるころは、｜ｓｉｎ（φ／２）｜＝０のところであ
る。ところがこのφ／２は、（３）式によって、変位ｕ
（ｘ，ｙ）と ｕ（ｘ，ｙ）＝｛〔φ（ｘ，ｙ）〕／２〕・（λ／２
π）・（１／ｓｉｎα） の様に結び付けられている。ところで今、｜ｓｉｎ（φ
／２）｜＝０を満足するφ／２、即ち、φ／２＝…−２
π、−π、０、π、２π…、のうち、φ／２＝０以外
は、｜ｓｉｎφ／２｜＝０となるときのｕ（ｘ，ｙ）の
値がλ及びαに依存する。即ち、例えばλ＝λ1 の場合
と、λ＝λ2 （λ1 ≠λ2 ）の場合を比べると、φ／２
＝２πのとき、前者では、ｕ（ｘ，ｙ）＝λ1 ／ｓｉｎ
α、後者ではｕ（ｘ，ｙ）＝λ2 ／ｓｉｎαとなり、そ
れぞれ検査対象物上で変位ｕがλ1 ／ｓｉｎαおよびλ
2 ／ｓｉｎαとなる所にφ／２＝２πに対応するＩsub
の干渉縞が現れる。ところが、φ／２＝０に限り、λの
値に無関係にｕ＝０のところに干渉縞が現れる。従っ
て、その検査対象物上での位置は、λを変えても変わら
ない。
【００６７】λを変えてＩsub を得るには、例えば、図
１５に示すように構成すればよい。即ち、第３のシャッ
タ７１、第４のシャッタ７２により波長１（λ1 ）と波
長２（λ2 ）を切り換えて、それぞれの波長について、
Ｉsub およびＩ′sub を得る。７０は第２のレーザー、
例えば、ダイオードレーザーであり、波長２（λ2）を
出力する。
１５に示すように構成すればよい。即ち、第３のシャッ
タ７１、第４のシャッタ７２により波長１（λ1 ）と波
長２（λ2 ）を切り換えて、それぞれの波長について、
Ｉsub およびＩ′sub を得る。７０は第２のレーザー、
例えば、ダイオードレーザーであり、波長２（λ2）を
出力する。
【００６８】同じことが、入射角αについても同様に言
える。こうして、Ｉsub パターンについて各干渉縞の次
数が絶対的に決まったら、同様の原理でＩadd mod パタ
ーンの各干渉縞の次数が絶対的に決まる。即ち、例え
ば、Ｉsub のφ／２＝０に相当する干渉縞のすぐ右側が
ｄφ／ｄｘ＞０（右向きにｘ＞０）であれば、この干渉
縞の右側に次にあるＩadd mod の干渉縞は、上記のＩ
sub の各干渉縞の相対的な次数の関係を決めたのと同じ
原理で、絶対的にφ／２＝π／２と決まる。
える。こうして、Ｉsub パターンについて各干渉縞の次
数が絶対的に決まったら、同様の原理でＩadd mod パタ
ーンの各干渉縞の次数が絶対的に決まる。即ち、例え
ば、Ｉsub のφ／２＝０に相当する干渉縞のすぐ右側が
ｄφ／ｄｘ＞０（右向きにｘ＞０）であれば、この干渉
縞の右側に次にあるＩadd mod の干渉縞は、上記のＩ
sub の各干渉縞の相対的な次数の関係を決めたのと同じ
原理で、絶対的にφ／２＝π／２と決まる。
【００６９】その後、この干渉縞をＩadd mod パターン
の基準干渉縞としてＩsub のときと同じ方法でＩ
add mod のすべての干渉縞の次数が絶対的に決められ
る。 （１２）上記の要領でＩsub 、Ｉadd mod のすべての干
渉縞の次数が決まったら、前記特願平６−２４２５０２
号に記載の方法で｜ｔａｎ（φ／２）｜の値を評価す
る。すると、図１６に示す様に、一般にφ／２＝ｎπと
その隣のＩadd modの干渉縞の次数、即ち（ｎ＋０．
５）πまたは（ｎ−０．５）πとの間の｜ｔａｎ（φ／
２）｜の値は、φ／２の値と１対１に対応する〔つまり
（ｎ−０．５）π＜φ／２＜ｎπおよびｎπ＜φ／２＜
（ｎ＋０．５）πのそれぞれの領域内で同じ｜ｔａｎ
（φ／２）｜の値を与える２個以上のφ／２の値はな
い〕のでφ／２の値が符号を含めて絶対的に決められ
る。これにより、検査対象物上で連続的に（即ち干渉縞
上のみではなく）変位を符号を含めて絶対的に評価する
ことができる。 （１３）さらに上記（１１）の部分に記述した。既知の
δｗ（くさび状のガラス板により導入される位相変化
量）を用いることによる変位の空間偏微分値（∂ｕ／∂
ｙなど）の評価の方法を１周期内、即ち、隣の干渉縞位
置までの区間に相当する領域内で繰り返し適用すること
によって、検査対象物上で擬似連続的（準連続的）に変
位の空間偏微分値ならびに変位を評価することができ
る。
の基準干渉縞としてＩsub のときと同じ方法でＩ
add mod のすべての干渉縞の次数が絶対的に決められ
る。 （１２）上記の要領でＩsub 、Ｉadd mod のすべての干
渉縞の次数が決まったら、前記特願平６−２４２５０２
号に記載の方法で｜ｔａｎ（φ／２）｜の値を評価す
る。すると、図１６に示す様に、一般にφ／２＝ｎπと
その隣のＩadd modの干渉縞の次数、即ち（ｎ＋０．
５）πまたは（ｎ−０．５）πとの間の｜ｔａｎ（φ／
２）｜の値は、φ／２の値と１対１に対応する〔つまり
（ｎ−０．５）π＜φ／２＜ｎπおよびｎπ＜φ／２＜
（ｎ＋０．５）πのそれぞれの領域内で同じ｜ｔａｎ
（φ／２）｜の値を与える２個以上のφ／２の値はな
い〕のでφ／２の値が符号を含めて絶対的に決められ
る。これにより、検査対象物上で連続的に（即ち干渉縞
上のみではなく）変位を符号を含めて絶対的に評価する
ことができる。 （１３）さらに上記（１１）の部分に記述した。既知の
δｗ（くさび状のガラス板により導入される位相変化
量）を用いることによる変位の空間偏微分値（∂ｕ／∂
ｙなど）の評価の方法を１周期内、即ち、隣の干渉縞位
置までの区間に相当する領域内で繰り返し適用すること
によって、検査対象物上で擬似連続的（準連続的）に変
位の空間偏微分値ならびに変位を評価することができ
る。
【００７０】これについて、図１７及び図１８を用いて
説明する。これらの図において、２つの干渉縞がそれぞ
れφ＝π、２πに対応しているとする。この時、図中に
示すｘ軸をとり、ｄ（φ／２）／ｄｘを評価することを
考える。今、導入するくさび状のガラス板による位相変
化量をδｗとし、これがＩ sub の干渉縞の１周期分、即
ち、Δ（φ／２）＝πに比して十分小さいとする。この
状況で、くさび状のガラス板をδｗずつ動かしていき、
その都度Ｉ′after n.fに相当するイメージを作るとす
る。すると、くさび状のガラス板がδｗ間隔で止まるご
とにそのときのＩ′after n.fとＩbefore n.fとの差を
とることによって、Ｉ′sub が得られることになる。
説明する。これらの図において、２つの干渉縞がそれぞ
れφ＝π、２πに対応しているとする。この時、図中に
示すｘ軸をとり、ｄ（φ／２）／ｄｘを評価することを
考える。今、導入するくさび状のガラス板による位相変
化量をδｗとし、これがＩ sub の干渉縞の１周期分、即
ち、Δ（φ／２）＝πに比して十分小さいとする。この
状況で、くさび状のガラス板をδｗずつ動かしていき、
その都度Ｉ′after n.fに相当するイメージを作るとす
る。すると、くさび状のガラス板がδｗ間隔で止まるご
とにそのときのＩ′after n.fとＩbefore n.fとの差を
とることによって、Ｉ′sub が得られることになる。
【００７１】そこで、検査対象物の変形後に得られるｉ
番目のＩ′after n.fを、Ｉ′(i) after n.f、それと
Ｉbefore n.fとの差によって作られる干渉縞パターンを
Ｉ′ (i) sub と呼ぶことにする。今、くさび状ガラス板
の動きが、φ／２を大きくする様なものであったとする
と、図１８のφ−ｘ拡大図中の破線で示す様にくさび状
のガラス板を動かすたびにグラフ上をφ／２−ｘ曲線が
上がっていくことになる。
番目のＩ′after n.fを、Ｉ′(i) after n.f、それと
Ｉbefore n.fとの差によって作られる干渉縞パターンを
Ｉ′ (i) sub と呼ぶことにする。今、くさび状ガラス板
の動きが、φ／２を大きくする様なものであったとする
と、図１８のφ−ｘ拡大図中の破線で示す様にくさび状
のガラス板を動かすたびにグラフ上をφ／２−ｘ曲線が
上がっていくことになる。
【００７２】従って、φ／２＝２πに対応する干渉縞の
位置は順次左へ移動していく。ここで、φ／２−ｘ曲線
がφ／２＝２πの線を横切るｘの位置（即ち干渉縞の現
れる位置）を考察する限りにおいて、φ／２−ｘ曲線を
上に上げずにφ／２＝２πの線をδｗ／２ずつ下ろして
いっても等価である。そこでその様に考えることにす
る。すると、ｉ番目のくさび状のガラス板の位置におけ
る干渉縞２πの位置（即ち、Ｉ′(i) sub の干渉縞２π
のｘ軸上における位置）をｘi としたとき、Ｉsu b のｘ
i における位相φi ／２がφi ／２＝２π−δｗ／２×
ｉとなることが容易に分かる。
位置は順次左へ移動していく。ここで、φ／２−ｘ曲線
がφ／２＝２πの線を横切るｘの位置（即ち干渉縞の現
れる位置）を考察する限りにおいて、φ／２−ｘ曲線を
上に上げずにφ／２＝２πの線をδｗ／２ずつ下ろして
いっても等価である。そこでその様に考えることにす
る。すると、ｉ番目のくさび状のガラス板の位置におけ
る干渉縞２πの位置（即ち、Ｉ′(i) sub の干渉縞２π
のｘ軸上における位置）をｘi としたとき、Ｉsu b のｘ
i における位相φi ／２がφi ／２＝２π−δｗ／２×
ｉとなることが容易に分かる。
【００７３】よって、ｘ＝ｘi でのｄ（φ／２）／ｄｘ
は、 ｄ（φ／２）／ｄｘ＝〔（φi ／２）−（φi -1／２）〕／（ｘi −ｘi -1） ＝（−δｗ）／２（−Δｘi ） …（２０） ただし、Δｘi はＩ′(i) sub とＩ′(i-1) sub のφ／
２＝２πに対応する干渉縞の現れるｘ軸上の座標の位置
の差であり、これはＩ′(i) sub とＩ′(i-1) sub パタ
ーンから読み取る。
は、 ｄ（φ／２）／ｄｘ＝〔（φi ／２）−（φi -1／２）〕／（ｘi −ｘi -1） ＝（−δｗ）／２（−Δｘi ） …（２０） ただし、Δｘi はＩ′(i) sub とＩ′(i-1) sub のφ／
２＝２πに対応する干渉縞の現れるｘ軸上の座標の位置
の差であり、これはＩ′(i) sub とＩ′(i-1) sub パタ
ーンから読み取る。
【００７４】
【数２】
【００７５】同様のことをｘ軸に垂直にとったｙ軸で行
えば、ｄ（φ／２）／ｄｙが評価でき、それらより
（３）式の関係を用いて、∂ｕ／∂ｘ、∂ｕ／∂ｙが評
価できる。さらに、ｕと垂直な変位成分ｖについて、同
様に∂ｖ／∂ｘ、∂ｖ／∂ｙが得られ、ひずみ、回転の
各成分、εｘｘ、εｘｙ、εｙｙ、ωｚが容易に計算さ
れる。
えば、ｄ（φ／２）／ｄｙが評価でき、それらより
（３）式の関係を用いて、∂ｕ／∂ｘ、∂ｕ／∂ｙが評
価できる。さらに、ｕと垂直な変位成分ｖについて、同
様に∂ｖ／∂ｘ、∂ｖ／∂ｙが得られ、ひずみ、回転の
各成分、εｘｘ、εｘｙ、εｙｙ、ωｚが容易に計算さ
れる。
【００７６】
【数３】
【００７７】さらに、この方法は、くさび状のガラス板
を動かす機構に例えばステッピングモータ等を用いてこ
れとＣＣＤカメラを共通のコンピュータで駆動すること
により簡単に自動化できる。また、δｗの決め方として
は、図１９及び図２０を用いて次の様にすればよい。
を動かす機構に例えばステッピングモータ等を用いてこ
れとＣＣＤカメラを共通のコンピュータで駆動すること
により簡単に自動化できる。また、δｗの決め方として
は、図１９及び図２０を用いて次の様にすればよい。
【００７８】即ち、まず通常のＩsub 干渉縞パターン、
つまりくさび状のガラス板をＩbefo reと同じ位置に置い
てＩafter をとり、これらの差としてＩsub を得る。こ
うして得たＩsub を見て、図１９に示すように、干渉縞
の間隔が大きければその間を細く分割して、つまり、δ
ｗを小さくとって、たくさんのｉについてＩ′(i) af
ter n.f を得ればよい。これにより、評価される変位の
空間偏微分および、変位の空間的精度が上がる。逆に、
図２０に示すように、干渉縞の間隔が小さい場合は、大
きいδｗ、即ち小さいｉをとることによって、測定時間
を短縮することができる。
つまりくさび状のガラス板をＩbefo reと同じ位置に置い
てＩafter をとり、これらの差としてＩsub を得る。こ
うして得たＩsub を見て、図１９に示すように、干渉縞
の間隔が大きければその間を細く分割して、つまり、δ
ｗを小さくとって、たくさんのｉについてＩ′(i) af
ter n.f を得ればよい。これにより、評価される変位の
空間偏微分および、変位の空間的精度が上がる。逆に、
図２０に示すように、干渉縞の間隔が小さい場合は、大
きいδｗ、即ち小さいｉをとることによって、測定時間
を短縮することができる。
【００７９】また、図２１に示すように、同じ干渉縞パ
ターンの中で、隣合う干渉縞間の距離が近いものと遠い
ものとが混在している場合は、距離の大きい方に合わせ
て、δｗ、（ｉ）を決めればよい。このとき、もし、間
隔の近い方の干渉縞について、Ｉ(i) sub と、Ｉ′
(i+1) sub の同じΝπに相当する干渉縞が近すぎて分解
できない場合は、Ｉsub におけるΝπとその隣の干渉縞
が十分に近いわけだから、Ｉ′(i) sub により干渉縞を
動かす必要がないことを意味している。（または少ない
ｉでよいわけだから、ｉ＝１・・・のうちの幾つかのみ
を利用すればよいわけで、ｉが多くても害にならな
い。） 本発明は、上記した実施例に限定されることなく、デュ
アル・ビーム干渉計により、干渉縞パターンを求める場
合の一般に対して各干渉縞の次数を符号を含めて絶対的
に決定するのに用いることができる。また、くさび状の
ガラス板または等価の機構により導入される位相変化を
１周期に相当するものの何分の１かを知ることにより、
干渉縞上での変位の空間偏微分値を評価することができ
る。
ターンの中で、隣合う干渉縞間の距離が近いものと遠い
ものとが混在している場合は、距離の大きい方に合わせ
て、δｗ、（ｉ）を決めればよい。このとき、もし、間
隔の近い方の干渉縞について、Ｉ(i) sub と、Ｉ′
(i+1) sub の同じΝπに相当する干渉縞が近すぎて分解
できない場合は、Ｉsub におけるΝπとその隣の干渉縞
が十分に近いわけだから、Ｉ′(i) sub により干渉縞を
動かす必要がないことを意味している。（または少ない
ｉでよいわけだから、ｉ＝１・・・のうちの幾つかのみ
を利用すればよいわけで、ｉが多くても害にならな
い。） 本発明は、上記した実施例に限定されることなく、デュ
アル・ビーム干渉計により、干渉縞パターンを求める場
合の一般に対して各干渉縞の次数を符号を含めて絶対的
に決定するのに用いることができる。また、くさび状の
ガラス板または等価の機構により導入される位相変化を
１周期に相当するものの何分の１かを知ることにより、
干渉縞上での変位の空間偏微分値を評価することができ
る。
【００８０】さらに、その様にして既知の位相変化量を
くり返し導入することにより、隣接する干渉縞の間で疑
似連続的に（細かいステップ）で空間微分値を評価する
ことができ、それより同じ場所で疑似連続的（準連続
的）に変位を符号を含めて絶対的に評価することができ
る。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
くり返し導入することにより、隣接する干渉縞の間で疑
似連続的に（細かいステップ）で空間微分値を評価する
ことができ、それより同じ場所で疑似連続的（準連続
的）に変位を符号を含めて絶対的に評価することができ
る。なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、
これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８１】
【発明の効果】以下、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。本発
明によれば、検査対象物の変形や歪みを簡便に、かつ正
確に検査対象物の変形による位相差を抽出することがで
きるとともに、変位の向きを判定することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。本発
明によれば、検査対象物の変形や歪みを簡便に、かつ正
確に検査対象物の変形による位相差を抽出することがで
きるとともに、変位の向きを判定することができる。
【００８２】特に、変形の時間微分を得ようとする応
用、すなわち、一定、かつ十分に短い時間ステップΔｔ
での変位及びその変位の向きの測定が要求される応用に
おいて、優れた効果を奏することができる。このよう
に、検査対象物の変形や歪み及びその変位の向きを的確
に捕らえることができる。例えば、原子炉圧力容器の機
械的強度や高速変形の状態を迅速・的確に検出し、解析
することができるなど、それによってもたらされる効果
は広汎にして著大である。
用、すなわち、一定、かつ十分に短い時間ステップΔｔ
での変位及びその変位の向きの測定が要求される応用に
おいて、優れた効果を奏することができる。このよう
に、検査対象物の変形や歪み及びその変位の向きを的確
に捕らえることができる。例えば、原子炉圧力容器の機
械的強度や高速変形の状態を迅速・的確に検出し、解析
することができるなど、それによってもたらされる効果
は広汎にして著大である。
【図１】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価装置
の全体構成図である。
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価装置
の全体構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価手順
を示すフローチャート（その１）である。
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価手順
を示すフローチャート（その１）である。
【図３】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価手順
を示すフローチャート（その２）である。
像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評価手順
を示すフローチャート（その２）である。
【図４】本発明の実施例を示す検査対象物及びそのスペ
ックル減算像を示す図である。
ックル減算像を示す図である。
【図５】本発明の実施例を示す干渉縞の符号を判別する
ためのくさび状のガラス板の操作状態を示す図である。
ためのくさび状のガラス板の操作状態を示す図である。
【図６】本発明の実施例を示すＩsub とＩ′sub の関係
を示す図（その１）である。
を示す図（その１）である。
【図７】本発明の実施例を示すＩsub とＩ′sub の関係
を示す図（その２）である。
を示す図（その２）である。
【図８】変位のｘ方向成分ｕに対する変位のｙ方向に対
する変化率（∂ｕ／∂ｙ）を求める手順を示す図であ
る。
する変化率（∂ｕ／∂ｙ）を求める手順を示す図であ
る。
【図９】レーザービームの光路の変化による干渉縞の発
現態様を示す図（その１）である。
現態様を示す図（その１）である。
【図１０】レーザービームの光路の変化による干渉縞の
発現態様を示す図（その２）である。
発現態様を示す図（その２）である。
【図１１】レーザービームの光路の変化による干渉縞の
発現態様を示す図（その３）である。
発現態様を示す図（その３）である。
【図１２】変位の方向判定のための干渉縞の相対関係を
示す図である。
示す図である。
【図１３】ｄφ／ｄｘ特性を示す図である。
【図１４】対象物体の引張り状態を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例を示す検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評
価装置の全体構成図である。
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位量の絶対的評
価装置の全体構成図である。
【図１６】検査対象物上での連続的な変位の符号を含め
た絶対的な評価の説明図である。
た絶対的な評価の説明図である。
【図１７】検査対象物上での擬似連続的（準連続的）な
変位の空間偏微分値ならびに変位の評価の説明図（その
１）である。
変位の空間偏微分値ならびに変位の評価の説明図（その
１）である。
【図１８】検査対象物上での擬似連続的（準連続的）な
変位の空間偏微分値ならびに変位の評価の説明図（その
２）である。
変位の空間偏微分値ならびに変位の評価の説明図（その
２）である。
【図１９】干渉縞の間隔が大きい場合にその間を細く分
割して、くさびフリンジをとる例を示す図である。
割して、くさびフリンジをとる例を示す図である。
【図２０】干渉縞の間隔が小さい場合にその間を大きく
分割してフリンジを少なくした例を示す図である。
分割してフリンジを少なくした例を示す図である。
【図２１】隣合う干渉縞間の距離が近いものと遠いもの
とが混在している例を示す図である。
とが混在している例を示す図である。
【図２２】従来のダブルビーム（Ｄｏｕｂｌｅ ｂｅａ
ｍ或いはＤｕａｌ ｂｅａｍ）ＥＳＰＩの概略構成図で
ある。
ｍ或いはＤｕａｌ ｂｅａｍ）ＥＳＰＩの概略構成図で
ある。
【図２３】従来のフーリエ変換法によるスペックル像か
らの位相抽出の説明図である。
らの位相抽出の説明図である。
【図２４】静止チャックと可動チャックとの間に対象物
体が設けられている例を示す図である。
体が設けられている例を示す図である。
【図２５】図２４における変位のｙ方向成分ｖに対応す
る干渉縞を示す図である。
る干渉縞を示す図である。
【図２６】図２４における変位のｘ方向成分ｕに対応す
る干渉縞を示す図である。
る干渉縞を示す図である。
１０ Ｈｅ−Ｎｅレーザー １１，１２，１３，１４ 反射鏡 １５ ビームスプリッタ １６，１７ 対物レンズ １８ 第１のシャッタ １９ 第２のシャッタ ２０，３１ 検査対象物 ２１ 第１のレーザビーム ２２ 第２のレーザビーム ２３ レンズ ２４ ＣＣＤカメラ ２５ イメージプロセッシングコンピュータ ２６ 制御装置 ２７ モニタ ２８ 絞り ３２ 固定部 ５１，５１ａ くさび状のガラス板 ５２ 駆動装置 ６０ 引張り試験機 ６１ 動かない方のチャック ６２ 試験片 ６３ 動くチャック ７０ ダイオードレーザー ７１ 第３のシャッタ ７２ 第４のシャッタ １０１ 静止チャック １０２ 可動チャック １０３ 対象物体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アヌング クスノウォ インドネシア共和国 15310 タンゲラ ン スルポン コムプレック プスピプ テック ブロック ４ ナンバー ジェ ー −３ (56)参考文献 特開 平５−118816（ＪＰ，Ａ) 国際公開87／7365（ＷＯ，Ａ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G01B 9/02
Claims (7)
- 【請求項１】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出・符号を含む変位値の絶対的評価方法において、
（ａ）前記検査対象物に等しい入射角で第１のレーザー
ビームと第２のレーザービームとを照射し、前記検査対
象物の変形前のスペックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに
取り込むステップと、（ｂ）第２のレーザービームを遮
光して第１のレーザービームのみの照射による前記検査
対象物の変形前のスペックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメ
ラに取り込むステップと、（ｃ）第１のレーザービーム
を遮光して第２のレーザービームのみの照射による前記
検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤ
カメラに取り込むステップと、（ｄ）前記ＣＣＤカメラ
にキャップをつけてダークノイズを取り込むステップ
と、（ｅ）前記検査対象物に等しい入射角で第１のレー
ザービームと第２のレーザービームとを照射し、前記検
査対象物の変形後のスペックル像Ｉafter をＣＣＤカメ
ラに取り込むステップと、（ｆ）第２のレーザービーム
を遮光して第１のレーザービームのみの照射による前記
検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ1 after をＣＣＤ
カメラに取り込むステップと、（ｇ）第１のレーザービ
ームを遮光して第２のレーザービームのみの照射による
前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ2 after をＣ
ＣＤカメラに取り込むステップと、（ｈ）前記検査対象
物の変形後のダークノイズをＣＣＤカメラに取り込むス
テップと、（ｉ）前記第１のレーザービームの位相を若
干量変化させ、スペックル像Ｉ′af ter とスペックル像
Ｉ1 ′after をそれぞれＣＣＤカメラに取り込むステッ
プと、（ｊ）前記それぞれに取り込まれたスペックル像
からダークノイズを消去することにより、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉbefore
n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の変形後の
スペックル像Ｉafter n. f と、ノイズが消去された前記
検査対象物の変形前の第１のレーザービームのみによる
スペックル像Ｉ1 before n.fと、ノイズが消去された前
記検査対象物の変形前の第２のレーザービームのみによ
るスペックル像Ｉ2 before n.fと、ノイズが消去された
前記検査対象物の変形後の第１のレーザービームのみに
よるスペックル像Ｉ1 after n.fと、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形後の第２のレーザービームのみ
によるスペックル像Ｉ2 after n.fと、ノイズが消去さ
れた前記第１のレーザービームの位相を若干量変化させ
て得られたスペックル像Ｉ′ after n.f とスペックル像
Ｉ1 ′after n.f とを得るステップと、（ｋ）ノイズが
消去された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変形
後のスペックル像Ｉafter n.f とのスペックル像の和Ｉ
add と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の
スペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去された前記第
１のレーザービームの位相を若干量変化させて得られた
スペックル像Ｉ′after n.f とのスペックル像の和Ｉ
add ′とを得るステップと、（ｌ）前記Ｉadd −（Ｉ
1 before n.f＋Ｉ2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ2
after n.f）であるＩadd mod と、前記Ｉadd ′−（Ｉ
1 before n.f＋Ｉ2 befo re n.f＋Ｉ1 ′after n.f＋Ｉ
2 after n.f）であるＩ′add mod とを得るステップ
と、（ｍ）前記Ｉbefore n.f−Ｉafter n.fであるＩ
sub と、前記Ｉbefore n.f−Ｉ′after n.fであるＩ′
sub を得るステップと、（ｎ）前記Ｉsub 及びＩ′sub
ならびに前記Ｉadd mod 及びＩ′add mod に基づいて、
前記Ｉsub 及びＩadd mod の各スペックル像に現れてい
る各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座標軸
に対する傾きの符号及び大きさを決定するステップと、
（ｏ）前記Ｉsub スペックル像に現れる干渉縞の０次の
ものまたはそれ以外の次数の値のわかっている基準干渉
縞を決定し、それとその位置での変形による位相差の選
ばれた座標軸に対する傾きの符号に基づき、Ｉadd mod
スペックル像の基準干渉縞を決定するステップと、
（ｐ）前記Ｉsub 及びＩadd mod スペックル像におい
て、基準干渉縞から出発して前記各干渉縞位置での変形
による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの符号から
各干渉縞の次数を決定するステップとを施すことを特徴
とする検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号
を含む変位値の絶対的評価方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・変位値の符号を含む絶対的評価方法
において、前記各干渉縞位置での変形による位相差の選
ばれた座標軸に対する傾きの符号と大きさから変位の空
間偏微分値を評価することを特徴とする検査対象物のス
ペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的
評価方法。 - 【請求項３】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出・符号を含む変位値の絶対的評価装置において、
（ａ）前記検査対象物に等しい入射角で第１のレーザー
ビームと第２のレーザービームとを照射する手段と、
（ｂ）第１のレーザービームを遮光可能な第１のシャッ
タと、（ｃ）第２のレーザービームを遮光可能な第２の
シャッタと、（ｄ）前記第１のレーザービーム又は第２
のレーザービームの位相を変化させる手段と、（ｅ）前
記検査対象物のスペックル像を取り込むＣＣＤカメラ
と、（ｆ）該ＣＣＤカメラからのスペックル像を処理す
るイメージプロセッシングコンピュータとを設け、
（ｇ）前記検査対象物に等しい入射角で第１のレーザー
ビームと第２のレーザービームとを照射し、前記検査対
象物の変形前のスペックル像ＩbeforeをＣＣＤカメラに
取り込む手段と、（ｈ）第２のレーザービームを遮光し
て第１のレーザービームのみの照射による前記検査対象
物の変形前のスペックル像Ｉ1 beforeをＣＣＤカメラに
取り込む手段と、（ｉ）第１のレーザービームを遮光し
て第２のレーザービームのみの照射による前記検査対象
物の変形前のスペックル像Ｉ2 beforeをＣＣＤカメラに
取り込む手段と、（ｊ）前記ＣＣＤカメラにキャップを
つけてダークノイズを取り込む手段と、（ｋ）前記検査
対象物に等しい入射角で第１のレーザービームと第２の
レーザービームとを照射し、前記検査対象物の変形後の
スペックル像Ｉafter をＣＣＤカメラに取り込む手段
と、（ｌ）第２のレーザービームを遮光して第１のレー
ザービームのみの照射による前記検査対象物の変形後の
スペックル像Ｉ1 after をＣＣＤカメラに取り込む手段
と、（ｍ）第１のレーザービームを遮光して第２のレー
ザービームのみの照射による前記検査対象物の変形後の
スペックル像Ｉ2 after をＣＣＤカメラに取り込む手段
と、（ｎ）前記検査対象物の変形後のダークノイズをＣ
ＣＤカメラに取り込む手段と、（ｏ）前記第１のレーザ
ービームの位相を若干量変化させ、スペックル像Ｉ′af
ter とスペックル像Ｉ1 ′after をそれぞれＣＣＤカメ
ラに取り込む手段と、（ｐ）前記それぞれに取り込まれ
たスペックル像からダークノイズを消去することによ
り、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ｉbefore n.fと、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形後のスペックル像Ｉafter n. f と、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形前の第１のレーザー
ビームのみによるスペックル像Ｉ1 before n.fと、ノイ
ズが消去された前記検査対象物の変形前の第２のレーザ
ービームのみによるスペックル像Ｉ2 before n.fと、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形後の第１のレー
ザービームのみによるスペックル像Ｉ1 after n.fと、
ノイズが消去された前記検査対象物の変形後の第２のレ
ーザービームのみによるスペックル像Ｉ
2 after n.fと、ノイズが消去された前記第１のレーザ
ービームの位相を若干量変化させて得られたスペックル
像Ｉ′ after n.f とスペックル像Ｉ1 ′after n.f とを
得る手段と、（ｑ）ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前のスペックル像Ｉbefore n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後のスペックル像Ｉ
after n.f とのスペックル像の和Ｉadd と、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形前のスペックル像Ｉ
before n.fとノイズが消去された前記第１のレーザービ
ームの位相を若干量変化させて得られたスペックル像
Ｉ′after とのスペックル像の和Ｉadd′とを得る手段
と、（ｒ）前記Ｉadd −（Ｉ1 before n.f＋Ｉ
2 before n.f＋Ｉ1 after n.f＋Ｉ2 after n.f）であ
るＩadd mod と、前記Ｉadd ′−（Ｉ1 before n.f＋Ｉ
2 befo re n.f＋Ｉ1 ′after n.f＋Ｉ2 after n.f）で
あるＩ′add mod とを得る手段と、（ｓ）前記Ｉ
before n.f−Ｉafter n.fであるＩsub と、前記Ｉ
before n.f−Ｉ′after n.fであるＩ′sub を得る手段
と、（ｔ）前記Ｉsub 及びＩ′sub ならびに前記Ｉ
add mod 及びＩ′add mod に基づいて、前記Ｉsub 及び
Ｉadd mod の各スペックル像に現れている各干渉縞位置
での変形による位相差の選ばれた座標軸に対する傾きの
符号及び大きさを決定する手段と、（ｕ）前記Ｉsub ス
ペックル像に現れる干渉縞の０次のものまたはそれ以外
の次数の値のわかっている基準干渉縞を決定し、それと
その位置での変形による位相差の選ばれた座標軸に対す
る傾きの符号に基づき、Ｉadd mod スペックル像の基準
干渉縞を決定する手段と、（ｖ）前記Ｉsub 及びＩ
add mod スペックル像において、基準干渉縞から出発し
て前記各干渉縞位置での変形による位相差の選ばれた座
標軸に対する傾きの符号から各干渉縞の次数を決定する
手段とを具備することを特徴とする検査対象物のスペッ
クル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価
装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置
において、前記第１のレーザービーム又は第２のレーザ
ービームの位相を変化させる手段が、光路に作用するく
さび状のガラス板とその駆動装置である検査対象物のス
ペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的
評価装置。 - 【請求項５】 請求項３記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置
において、前記第１のレーザービーム又は第２のレーザ
ービームの位相を変化させる手段が、光路に作用する光
学鏡とその駆動装置である検査対象物のスペックル像か
らの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置。 - 【請求項６】 請求項３記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置
において、波長の切り換えを行うために第３のレーザー
ビーム源を具備することを特徴とする検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評
価装置。 - 【請求項７】 請求項５記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価装置
において、前記第１及び第２のレーザービームの前記検
査対象物への入射角を若干量変化させるために前記光学
鏡を駆動させる手段を有することを特徴とする検査対象
物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の
絶対的評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268261A JP3027322B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方法及びそのための装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268261A JP3027322B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方法及びそのための装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113233A JPH09113233A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3027322B2 true JP3027322B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17456123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268261A Expired - Fee Related JP3027322B2 (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 検査対象物のスペックル像からの位相抽出・符号を含む変位値の絶対的評価方法及びそのための装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027322B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102980600A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于双脉冲数字散斑瞬态测量光学系统 |
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|---|---|---|---|---|
| JP5354675B2 (ja) * | 2009-09-11 | 2013-11-27 | 国立大学法人 和歌山大学 | 変位分布計測方法、装置及びプログラム |
| JP5637738B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2014-12-10 | キヤノン株式会社 | 変形計測装置および変形計測方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP7268261A patent/JP3027322B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN102980600A (zh) * | 2012-12-03 | 2013-03-20 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 基于双脉冲数字散斑瞬态测量光学系统 |
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|---|---|
| JPH09113233A (ja) | 1997-05-02 |
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