JP5124485B2 - 光学表面センサー - Google Patents
光学表面センサー Download PDFInfo
- Publication number
- JP5124485B2 JP5124485B2 JP2008554664A JP2008554664A JP5124485B2 JP 5124485 B2 JP5124485 B2 JP 5124485B2 JP 2008554664 A JP2008554664 A JP 2008554664A JP 2008554664 A JP2008554664 A JP 2008554664A JP 5124485 B2 JP5124485 B2 JP 5124485B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light beam
- component
- polarized
- optical path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
- G01B9/02075—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration of particular errors
- G01B9/02078—Caused by ambiguity
- G01B9/02079—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals
- G01B9/02081—Quadrature detection, i.e. detecting relatively phase-shifted signals simultaneous quadrature detection, e.g. by spatial phase shifting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
- G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
- G01B9/0209—Low-coherence interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/45—Multiple detectors for detecting interferometer signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Description
測定操作を実施するために、光源4が例えば連続的に又はストロボスコープも使って操作される。後者は、カメラ9、10を介して干渉画像を記録するために、より高い光強度を可能とするために用いられ得る。これを実現するために、光源4は、短いコヒーレント光を連続的に又は短時間間隔で発し、その際コヒーレント長は、好ましくは10μm〜50μmの範囲内にある。光源4の操作中、装置1と対象物表面2との間の距離は、装置1を動かす及び/又は測定対象物3を動かすことによって、光学軸20の方向へ変化される。図1において、このことが矢印21によって示されている。今、両カメラ9、10が、互いに異なる(違った)干渉画像を同時に記録するために用いられる。上記違いは、例えば各干渉画像を発生するために用いられるリファレンス光ビームの異なった相配置によって発生される。
Claims (20)
- 対象物表面の3D形状捕捉方法において、
対象物表面(2)の照射のために、短いコヒーレンス光を有する測定光ビーム(15)が発生され、上記測定光ビーム(15)は対象物表面(2)にガイドされ、且つ反射された光が再び捕集され、
リファレンスミラー(18)の照射のために、リファレンス光ビーム(16)が発生され、リファレンス光ビーム(16)がリファレンスミラー(18)上に投影され、且つ反射された光が再び捕集され、
リファレンス光ビーム(16)及び/又は測定光ビーム(15)は、第一構成要素(s−偏光された)と第二構成要素(p−偏光された)とに分割され、上記第二構成要素が、第一構成要素(s−偏光された)を基準として180°位相オフセットされ、
対象物表面(3)によって反射された光、及びリファレンスミラー(18)によって反射された光は重ね合わされ、且つ、第一構成要素(s−偏光された)によって発生した干渉画像、及び第二構成要素(p−偏光された)によって発生した干渉画像が各々時間同期に取得され、
得られた二つの干渉画像が、差分画像を生じるために互いに差し引かれ、
測定光路(15)長及び/又はリファレンス光路(16)長が変化されて、上記工程が、更なる差分画像を生じるために繰り返され、
対象物表面(2)の表面点の座標(z)が差分画像に基づいて決定される、方法。 - 干渉画像において、輝度変化が、様々な測定光路(15)長又は様々なリファレンス光路(16)長の関数として、平滑曲線(V)によって近似され、且つ、上記曲線の極大が求められることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 極大が、対象物表面(2)の各点の要求された高さ値(z)を定義していることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 二つの連続する干渉画像の記録の間の、リファレンス光路(16)又は測定光路(15)の変化が、用いられた光の重心波長の、四分の一よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 二つの連続する干渉画像の記録の間の、リファレンス光路(16)又は測定光路(15)の変化が、用いられた光の重心波長よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 測定光ビーム(15)及びリファレンス光ビーム(16)を生じるために、斜めに偏光された光が用いられることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 構成要素間の所望の位相偏移を生じるために、リファレンス光ビーム(16)又は測定光ビーム(15)が移相子(6)を通り抜けることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 対象物表面の3D形状捕捉のための装置(1)において、
コヒーレント光を発生する光源(4)、
対象物表面(2)の照射のための測定光ビーム(15)を発生し、リファレンスミラー(18)の照射のためのリファレンス光ビーム(16)を発生し、及び測定光ビーム(15)とリファレンス光ビーム(16)とを再結合するための、ビームスプリッタ(17)、
リファレンス光ビーム(16)及び/又は測定光ビーム(15)内に、第一構成要素(s−偏光された)と、第一構成要素(p−偏光された)を基準として180°位相偏移された第二構成要素(p−偏光された)とを発生するための、手段(6)、
第一構成要素(s−偏光された)に関して対象物表面(2)及びリファレンスミラー(18)によって反射された光を重ね合わせることによって生じた第一干渉画像を記録するための、第一カメラ(9)と、
第二構成要素(p−偏光された)に関して対象物表面(2)及びリファレンスミラー(18)によって反射された光を重ね合わせることによって生じた第二干渉画像を記録するための、第二カメラ(10)であって、
前記第一干渉画像と第二干渉画像とを各々時間同期に記録する、第一カメラ(9)と第二カメラ(10)、
一つの差分画像を生じるために、得られた二つの干渉画像を差し引くための、装置(11)、
測定光路(15)長及び/又はリファレンス光路(16)長を変化するための、手段、
差分画像に基づいて対象物表面の表面点の座標を決定するための、手段(11)、
を備えて構成される、装置。 - 光源(4)が発光ダイオード(12)であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 光源(4)が、光の偏光を生じるための手段(14)であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 光の偏光を生じるための手段(14)が偏光フィルターであり、そこを通って光源(12)の光がガイドされることを特徴とする、請求項10に記載の装置。
- 第一構成要素(s−偏光された)と、第一構成要素(s−偏光された)を基準として位相偏移された第二構成要素(p−偏光された)とを生じるための手段(6)が、リファレンス光路内に配置された要素(6)であり、上記要素は複屈折材料から構成されることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 第一構成要素(s−偏光された)と、第一構成要素(s−偏光された)を基準として位相偏移された第二構成要素(p−偏光された)とを生じるための手段(6)が、測定光路内に配置された要素(6)であり、上記要素は複屈折材料から構成されることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 要素(6)がλ/4プレートであることを特徴とする、請求項12又は13に記載の装置。
- λ/4プレートが、測定光ビーム又はリファレンス光ビーム(15、16)の偏光を基準として、各々45°だけ回転されることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 測定光路長を変化するための手段が、測定対象物(3)からの装置(1)の距離を調整するための調整装置であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- リファレンス光路長を変化するための手段が、リファレンス光路(16)の方向に及びその反対方向に、リファレンスミラー(18)を調整するための調整装置であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 差分画像に基づいて対象物表面の表面点の座標を決定するための手段(11)が、リファレンス光路の調整及び/又は測定光路の調整の関数として、差分画像の各ピクセルに対して輝度推移を追跡し、且つそこからガウス分布に基づいて標準偏差を求める、演算装置であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
- 演算装置(11)が、生じた標準偏差に基づいてガウス型ベル曲線(V)近似し、上記曲線の最大を確定し、且つ、最大とあてがわれたz−値を、対応するピクセルのx−値及びy−値にz−測定値として割り当てることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 二つの構成要素を生じるための手段(6)が、第一構成要素として第一スペクトル域を有する光ビームと、第二構成要素として第一スペクトル域とは異なる第二スペクトル域を有する光ビームを発生し、その際、第二スペクトル域の測定光又はリファレンス光を基準として、第一スペクトル域のリファレンス光又は測定光が、干渉計が調整された場合に本質的に180°であることを特徴とする、請求項8に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006007573.0 | 2006-02-18 | ||
DE200610007573 DE102006007573B4 (de) | 2006-02-18 | 2006-02-18 | Verfahren und Vorrichtung zur 3D-Geometrieerfassung von Objektoberflächen |
PCT/EP2007/001239 WO2007093385A1 (de) | 2006-02-18 | 2007-02-13 | Optischer flächensensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009526978A JP2009526978A (ja) | 2009-07-23 |
JP5124485B2 true JP5124485B2 (ja) | 2013-01-23 |
Family
ID=37989050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008554664A Expired - Fee Related JP5124485B2 (ja) | 2006-02-18 | 2007-02-13 | 光学表面センサー |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5124485B2 (ja) |
DE (1) | DE102006007573B4 (ja) |
WO (1) | WO2007093385A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101678891B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2016-11-23 | 조선대학교산학협력단 | 분산판을 이용한 방향판별 분산간섭계 및 이를 이용한 측정시스템 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100939538B1 (ko) * | 2007-12-14 | 2010-02-03 | (주) 인텍플러스 | 입체 형상 측정 장치 |
CN102789128B (zh) * | 2012-08-21 | 2014-02-12 | 北京科技大学 | 一种制备图案化ZnO纳米棒阵列的方法 |
DE102014108886B3 (de) * | 2014-06-25 | 2015-11-26 | Universität Kassel | Vorrichtung und Verfahren zur interferometrischen Abstandsbestimmung |
CN111736337B (zh) * | 2020-07-13 | 2022-06-28 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种大口径、大视场望远镜失调误差校正方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6435303A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Hitachi Electr Eng | Method and instrument for measurement of displacement |
JPH01311204A (ja) * | 1988-06-09 | 1989-12-15 | Brother Ind Ltd | 光ファイバセンサ装置 |
DE4108944A1 (de) * | 1991-03-19 | 1992-09-24 | Haeusler Gerd | Verfahren und einrichtung zur beruehrungslosen erfassung der oberflaechengestalt von diffus streuenden objekten |
JPH09145330A (ja) * | 1995-11-20 | 1997-06-06 | Nikon Corp | 段差測定装置 |
JP4246326B2 (ja) * | 1999-08-27 | 2009-04-02 | 東レエンジニアリング株式会社 | 表面形状測定方法及びその装置 |
JP4799766B2 (ja) * | 2001-06-04 | 2011-10-26 | 株式会社ミツトヨ | 位相シフト干渉縞同時撮像装置における平面形状計測方法 |
JP3511097B2 (ja) * | 2001-09-04 | 2004-03-29 | 金沢大学長 | 光干渉を用いた形状測定方法および形状測定装置 |
DE10256273B3 (de) * | 2002-12-03 | 2004-03-18 | Carl Mahr Holding Gmbh | Interferenzoptische Formmesseinrichtung mit Phasenschiebung |
CN1784588B (zh) * | 2003-03-06 | 2011-07-13 | 齐戈股份有限公司 | 使用扫描干涉测量形成复杂表面结构的轮廓以及对其表征 |
JP2004340680A (ja) * | 2003-05-14 | 2004-12-02 | Toray Eng Co Ltd | 表面形状および/または膜厚測定方法及びその装置 |
JP4409384B2 (ja) * | 2004-08-03 | 2010-02-03 | 株式会社トプコン | 光画像計測装置及び光画像計測方法 |
-
2006
- 2006-02-18 DE DE200610007573 patent/DE102006007573B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-02-13 WO PCT/EP2007/001239 patent/WO2007093385A1/de active Application Filing
- 2007-02-13 JP JP2008554664A patent/JP5124485B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101678891B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2016-11-23 | 조선대학교산학협력단 | 분산판을 이용한 방향판별 분산간섭계 및 이를 이용한 측정시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009526978A (ja) | 2009-07-23 |
DE102006007573B4 (de) | 2009-08-13 |
WO2007093385A1 (de) | 2007-08-23 |
DE102006007573A1 (de) | 2007-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9958251B1 (en) | Single snap-shot fringe projection system | |
TWI326354B (en) | Method and apparatus for simultaneously acquiring interferograms and method for solving the phase | |
WO2015177784A2 (en) | System for tomography and/or topography measurements of a layered object | |
JP2006329751A (ja) | 表面形状測定方法及び表面形状測定装置 | |
JP5124485B2 (ja) | 光学表面センサー | |
KR20130039005A (ko) | 3차원 형상 및 두께 측정 장치 | |
KR102699398B1 (ko) | 하이브리드 3d 검사 시스템 | |
KR101251292B1 (ko) | 편광을 이용한 3차원 형상 및 두께 측정 장치 | |
US8018601B2 (en) | Method for determining vibration displacement and vibrating frequency and apparatus using the same | |
JP2004502954A (ja) | 干渉測定装置 | |
KR101050071B1 (ko) | 측정 대상물을 측정하기 위한 거울 장치를 포함하는 간섭측정 장치 | |
US20150354953A1 (en) | Laser triangulation sensor and method of measurement with laser triangulation sensor | |
US11274915B2 (en) | Interferometer with multiple wavelength sources of different coherence lengths | |
CN105136066B (zh) | 使用干涉测量法测量振荡的方法 | |
KR101423829B1 (ko) | 투영격자의 진폭을 적용한 3차원 형상 측정장치 및 방법 | |
JP2005537475A6 (ja) | 位相測定法及び多周波干渉装置 | |
JP2005537475A (ja) | 位相測定法及び多周波干渉装置 | |
Li et al. | Measurement of diameter of metal cylinders using a sinusoidally vibrating interference pattern | |
JP2020153992A (ja) | 白色干渉計による形状測定装置 | |
Knell et al. | High speed measurement of specular surfaces based on carrier fringe patterns in a line scan Michelson interferometer setup | |
JP4988577B2 (ja) | 鏡面域を有する基準面を備えた干渉系 | |
JPH0587541A (ja) | 2次元情報測定装置 | |
JP6457846B2 (ja) | 透明板の形状測定方法および形状測定装置 | |
JP2001099624A (ja) | 干渉縞測定解析方法 | |
JP2004502953A (ja) | 干渉測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110714 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110726 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111014 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121009 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121029 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |