JP3195813B2 - 形状計測における光量分布均一化方法 - Google Patents
形状計測における光量分布均一化方法Info
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- JP3195813B2 JP3195813B2 JP35138591A JP35138591A JP3195813B2 JP 3195813 B2 JP3195813 B2 JP 3195813B2 JP 35138591 A JP35138591 A JP 35138591A JP 35138591 A JP35138591 A JP 35138591A JP 3195813 B2 JP3195813 B2 JP 3195813B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光などを用いて
形状計測を行う過程で、光の光量分布を均一化する方法
に関する。
形状計測を行う過程で、光の光量分布を均一化する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光量分布の均一化方法として、従来から
拡散板を入れる方式や受光素子の出力を電気的に処理す
る方法が利用されている。前者の拡散板を入れる方式で
は、光の減衰や過大な散乱などで光学的特性が悪化する
傾向にある。また、後者の受光素子の出力を電気的に処
理する方法では、受光素子の各セルの出力を積分するた
め、光の強度の高い位置がずれて、認識されるという問
題がある。また、受光素子の出力をＡ／Ｄ変換した後、
平滑する方法も考えられるが、計算時間が長く、リアル
タイムの計測には不向きであるなどの問題がある。
拡散板を入れる方式や受光素子の出力を電気的に処理す
る方法が利用されている。前者の拡散板を入れる方式で
は、光の減衰や過大な散乱などで光学的特性が悪化する
傾向にある。また、後者の受光素子の出力を電気的に処
理する方法では、受光素子の各セルの出力を積分するた
め、光の強度の高い位置がずれて、認識されるという問
題がある。また、受光素子の出力をＡ／Ｄ変換した後、
平滑する方法も考えられるが、計算時間が長く、リアル
タイムの計測には不向きであるなどの問題がある。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、例えばレーザ光を用い
た形状計測に際し、スペックル干渉などによる反射光の
微視的な強度むらを簡便な方法で均一化し、測定値の安
定化を図る手段を提供することである。
た形状計測に際し、スペックル干渉などによる反射光の
微視的な強度むらを簡便な方法で均一化し、測定値の安
定化を図る手段を提供することである。
【０００４】
【発明の解決手段】上記目的の下に、本発明は、光源か
らの入射光を反射する被測定面と、被測定面からの反射
光検出用の受光素子との間に、被測定面からの反射光を
受光素子に向けて反射させるために、複数の積層された
半透明反射膜を有するミラーを介在させ、被測定面から
の正規の反射光および正規の反射光に対してスペックル
干渉によるランダムな位相のスペックル干渉光をミラー
の複数の半透明反射膜で少しずつ反射し、半透明反射膜
で反射した光線群をずれた位相で重ねることにより、受
光素子に入射する反射光の強度分布を均一化し、測定値
の正確性を高めるようにしている。
らの入射光を反射する被測定面と、被測定面からの反射
光検出用の受光素子との間に、被測定面からの反射光を
受光素子に向けて反射させるために、複数の積層された
半透明反射膜を有するミラーを介在させ、被測定面から
の正規の反射光および正規の反射光に対してスペックル
干渉によるランダムな位相のスペックル干渉光をミラー
の複数の半透明反射膜で少しずつ反射し、半透明反射膜
で反射した光線群をずれた位相で重ねることにより、受
光素子に入射する反射光の強度分布を均一化し、測定値
の正確性を高めるようにしている。
【０００５】
【実施例】図１は、測定システムの全体を示している。
測定器１の内部の光源２から出たレーザ光などの入射光
３は、被測定物４の測定面で反射し、反射光５となって
測定器１の内部のミラー６で反射し、受光素子７の受光
面に入る。この過程で、入射光３は、通常、被測定物４
の被測定面でスペックル干渉を起こし、面粗度に対応す
る光の強度むらを有する反射光５となる。したがって、
被測定物４からの反射光５は、被測定面の面粗度に対応
する光であって、正規の反射光の他、スペックル干渉光
を含んでいる。
測定器１の内部の光源２から出たレーザ光などの入射光
３は、被測定物４の測定面で反射し、反射光５となって
測定器１の内部のミラー６で反射し、受光素子７の受光
面に入る。この過程で、入射光３は、通常、被測定物４
の被測定面でスペックル干渉を起こし、面粗度に対応す
る光の強度むらを有する反射光５となる。したがって、
被測定物４からの反射光５は、被測定面の面粗度に対応
する光であって、正規の反射光の他、スペックル干渉光
を含んでいる。
【０００６】そして、被測定面で反射された正規の反射
光５は、ミラー６に積層された複数の半透明反射膜８
１、８２、８３、８４、８５で少しずつ反射されること
により、たがいにずれた位相となり、積層数で決定され
る数の光線に分散され、受光素子７に入射される。
光５は、ミラー６に積層された複数の半透明反射膜８
１、８２、８３、８４、８５で少しずつ反射されること
により、たがいにずれた位相となり、積層数で決定され
る数の光線に分散され、受光素子７に入射される。
【０００７】また、光源２から他の被測定面に投光さ
れ、反射して、スペックル干渉を起こしたスペックル干
渉光の１つは、正規の反射光５と同様に、複数の半透明
反射膜８１、８２、８３、８４、８５で少しずつ反射さ
れることにより、たがいにずれた位相となり、積層数で
決定される数の光線に分散され、受光素子７に入射され
る。ここでの光線は、正規の反射光に対してスペックル
干渉によるランダムな位 相の光となっている。
れ、反射して、スペックル干渉を起こしたスペックル干
渉光の１つは、正規の反射光５と同様に、複数の半透明
反射膜８１、８２、８３、８４、８５で少しずつ反射さ
れることにより、たがいにずれた位相となり、積層数で
決定される数の光線に分散され、受光素子７に入射され
る。ここでの光線は、正規の反射光に対してスペックル
干渉によるランダムな位 相の光となっている。
【０００８】正規の反射光５からの分散された光線とス
ペックル干渉によるランダムな位相の光線とは、位相の
ずれた状態でたがいに重なりあって、受光素子７に入射
されて、光線群を形成する。このため、反射光５は、全
体として均一化され、図３で示されるように、滑らかな
波形になる。この結果、測定面からの微視的な強度むら
のある反射光５の光線群が少しずつ重なって、受光素子
７に入射されて、強弱差が均一化され、強度差が減少す
る。
ペックル干渉によるランダムな位相の光線とは、位相の
ずれた状態でたがいに重なりあって、受光素子７に入射
されて、光線群を形成する。このため、反射光５は、全
体として均一化され、図３で示されるように、滑らかな
波形になる。この結果、測定面からの微視的な強度むら
のある反射光５の光線群が少しずつ重なって、受光素子
７に入射されて、強弱差が均一化され、強度差が減少す
る。
【０００９】図３は、受光素子７の出力波形の例を示し
ている。一般の出力波形は、ミラー６の反射面８を経て
いないため、鋭い鋸刃状の形状となっているが、本発明
のように、ミラー６の反射面８で反射させると、受光素
子７の出力波形は、鋭い山や谷がなくなり、滑らかな波
形となる。
ている。一般の出力波形は、ミラー６の反射面８を経て
いないため、鋭い鋸刃状の形状となっているが、本発明
のように、ミラー６の反射面８で反射させると、受光素
子７の出力波形は、鋭い山や谷がなくなり、滑らかな波
形となる。
【００１０】
【他の実施例】上記実施例は１つのミラー６で複数の半
透明反射膜８１、８２、８３、８４、８５を積層状態で
形成しているが、単一の半透明反射膜からなるミラー６
を複数組み合わせることによって、複数の半透明反射膜
８１、８２、８３、８４、８５を形成するようにしても
よい。また、反射方向を反射光５の進む直角２方向に分
割することにより、エリアセンサーに適応することも可
能となる。
透明反射膜８１、８２、８３、８４、８５を積層状態で
形成しているが、単一の半透明反射膜からなるミラー６
を複数組み合わせることによって、複数の半透明反射膜
８１、８２、８３、８４、８５を形成するようにしても
よい。また、反射方向を反射光５の進む直角２方向に分
割することにより、エリアセンサーに適応することも可
能となる。
【００１１】
【発明の効果】本発明では、次の特有の効果が得られ
る。光学部品としてのミラーの半透明反射膜形成のみで
対処するため、小型軽量化が可能となる。光学的な処理
が中心であり、電気的な処理が伴わないため、データ処
理が簡素化される。光路の途中で拡散板など光の減衰や
過大な散乱を起こす光学要素が存在しないため、受光素
子への受光量が低下せず、また光学的特性も悪化しない
ため、光学的な測定精度が高められる。レーザ光に限ら
ず、通常の光学的測定にも利用できるため、広い計測測
定分野で応用が可能となる。
る。光学部品としてのミラーの半透明反射膜形成のみで
対処するため、小型軽量化が可能となる。光学的な処理
が中心であり、電気的な処理が伴わないため、データ処
理が簡素化される。光路の途中で拡散板など光の減衰や
過大な散乱を起こす光学要素が存在しないため、受光素
子への受光量が低下せず、また光学的特性も悪化しない
ため、光学的な測定精度が高められる。レーザ光に限ら
ず、通常の光学的測定にも利用できるため、広い計測測
定分野で応用が可能となる。
【図１】測定システムの概略的な平面図である。
【図２】ミラーの半透明反射膜の構造および反射光の反
射状況の説明図である。
射状況の説明図である。
【図３】反射光の波形の説明図である。
１ 測定器 ２ 光源 ３ 入射光 ４ 被測定物 ５ 反射光 ６ ミラー ７ 受光素子 ８ 反射面 ８１、８２、８３、８４、８５ 半透明反射膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/48 G01B 11/00 - 11/30 G01N 21/84 - 21/958
Claims (1)
- 【請求項１】 光源からの入射光を反射する被測定面
と、被測定面からの反射光検出用の受光素子との間に、
被測定面からの反射光を受光素子に向けて反射させるた
めに、複数の積層された半透明反射膜を有するミラーを
介在させ、被測定面からの反射光をミラーの複数の半透
明反射膜で少しずつ反射し、半透明反射膜で反射した光
線群を重ねることにより、受光素子に入射する反射光の
強度分布を均一化することを特徴とする形状計測におけ
る光量分布均一化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35138591A JP3195813B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 形状計測における光量分布均一化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35138591A JP3195813B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 形状計測における光量分布均一化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164989A JPH05164989A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3195813B2 true JP3195813B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=18416936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35138591A Expired - Fee Related JP3195813B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 形状計測における光量分布均一化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195813B2 (ja) |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP35138591A patent/JP3195813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05164989A (ja) | 1993-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |