JPH04186552A - モワレ干渉方式の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の内
部のテープのカール、しわ及びたるみ等の状態を測定す
るのに使用して好適なモワレ干渉方式の測定装置に関す
る。

［発明の概要］ 本発明は、例えばビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）の内
部のテープのカール、しわ及びたるみ等の状態を測定す
るのに使用して好適なモワレ干渉方式の測定装置に関し
、参照格子の実像を測定対象面の近傍に形成する投影光
学系と、その測定対象面からの反射光を集束して基準格
子上にその参照格子の実像の更なる実像を形成する受光
光学系と、その基準格子とその受光光学系により形成さ
れる格子の像とのモワレ干渉縞を光電変換する撮像手段
と、その参照格子又はその基準格子を光軸方向に移動さ
せる駆動手段と、その撮像手段より得られる画像データ
を記憶する画像メモリとを有し、その参照格子又はその
基準格子の移動の前後に夫々その撮像手段より得られる
画像の差分画像を測定対象画像とすることにより、その
測定対象面の変形の状態を一種の等高線パターンとして
非接触で高精度に測定できると共に、そのモワレ干渉縞
のＳＮ比を容易に改善できるようにしたものである。

［従来の技術］ 所謂８ミリビデオ又はＶＨ３方弐のＶＴＲ等の機構部の
組立工程の一つにテープバス調整工程がある。このテー
プバス調整を適正に行うには、テープガイド等に沿って
走行するテープの種々の変形状態を検出することが必要
である。従来そのようなテープの変形状態の検出は自動
化が困難であるため、作業者による目視作業によって行
われていた。

第５図及び第６図はそのようなテープの変形状態の一例
を示し、これら第５図及び第６図において、（１）及び
（２）は夫々テープガイド、（３）はテープガイド（１
）とテープガイド（２）との間に掛は渡されたテープで
ある。このテープ（３）にはテープの縁部が反るカール
（４）、テープが波状にうねるしわ（５）及びテープが
大きく曲がるたるみ（６）等の変形が生じている。そし
て、テープバス調整時には１台のＶＴＲにつき例えば１
０箇所程度でそのテープの変形状態を検出し、これらの
変形が所定範囲内に収まるようにテープガイド等を調整
する必要がある。

これに関して、近時はＶＴＲの機構部のテープバス調整
工程を含む全工程を完全自動化することが求められてい
ると共に、巨視による検査では作業者によるばらつきが
生じ易いので、そのようなテープの変形状態を定量的に
測定する測定装置の開発が求められている。従来はその
ような測定装置として流用できるものは投光部及び受光
部が一体化された光フアイバー束を用いる反射式の変位
センサー程度であった。

しかしながら、この変位センサーではテープの反射率の
変化の影響を受は易く、また１点測定であるので検査に
時間がかかる不都合がある。また、実験室レベルであれ
ばホログラフィ−の技術を用いて光の波長のオーダーで
測定面の３次元的な変形量を測定することができるが、
これでは感度が良すぎると共に装置が高価になり実用的
ではない。

そこで、本発明者はテープの変形状態を迅速且つ定量的
に測定できる実用的な測定装置として、従来は自動車又
は建築構造物のような比較的大きな物体の表面の凹凸等
を測定するのに使用されて　□いたモワレ干渉法による
測定装置を応用することを着想した。

第７図を参照してモワレ干渉法の原理につき説明するに
、（７）は測定対象面に近接して略平行に置かれたピッ
チＰの基準格子である。第７図Ａに示すように、この基
準格子（７）の格子に平行な方向に入射角αでこの基準
格子（７）を介して測定対象面（８Ａ）に平行光線Ｌ１
を照射する。そして、この測定対象面（８Ａ）からの反
射光をその基準格子（７）を介して観測角βで無限遠か
ら観測する。第７図Ａでは反射角βの反射光Ｌ２はその
基準格子（７）の明部を透過するので、観測点での受光
量は太きい。

一方、測定対象面が第７図Ｂに示すように位置（８Ｂ）
に変化すると、測定対象面からの反射角βの反射光は基
準格子（７）の暗部で遮られるので、観測点での受光量
は小さくなる。そして、測定対象面が第７図Ａの状態か
らｈだけ上昇して第７図Ｃに示すように位１（８ｃ）に
変化すると、測定対象面からの反射角βの反射光は基準
格子（７）の明部を透過するようになるので、観測点で
の受光量は再び大きくなる。

即ち、モワレ干渉法により測定対象面をその観測点から
観察すると、高さが同じ部分は同じ明るさになると共に
、高さ方向にピッチｈでその明るさが明暗に変化する。

従って、その観測点で観測される画像の明暗の縞はその
測定対象面の等高線であるため、この等高線を解析する
ことによりその測定対象面の所定範囲の凹凸を定量的に
測定することができる。そのピッチｈと基準格子（７）
のピッチＰ、入射角α及び観察角βとの間には次の式（
１）の関係があるので、 ｈ　（ｔａｎ　ａ　＋ｔａｎβ）＝Ｐ　　　−・−（１
）そのピッチｈはその基準格子（７）のとッチＰに比例
し、角度α及びβに略反比例する。

従来の測定対象物は比較的大きい構造物等であり、測定
精度も比較的粗かったので、その基準格子（７）のピッ
チＰは例えば１闘程度以上であり、光学系の設計は容易
であった。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ これに対して、ＶＴＲのテープの変形状態を検出するに
は高さ方向の分解能の指針となるピッチｈは２０μｍ〜
１００μＷ程度であることが望まれるので、その基準格
子（７）のピッチＰも例えば０．１ｍｍ以下である必要
がある。しかしながら、このようにその基準格子（７）
のピッチＰが小さくなると、その基準格子（７）と測定
対象面との間隔が例えば０．１ｍｎ＋以上では、回折効
果等によりその基準格子（７）の測定対象面での像がぼ
けてしまい、観測点でモワレ干渉縞が観察できなくなる
不都合がある。

そのため、テープの変形状態を観測するにはその基準格
子（７）をそのテープにほぼ密着させる必要があるが、
これでは実際にＶＴＲのように狭い空間の内部に存在し
ているテープの変形状態を観測することはできない。

更に、測定対象面（８Ａ）にテープのうねり等に起因す
る明るさのばらつきが在るとき又はゴミ若しくは傷等が
付着しているときには、最終的に得られるモワレ干渉縞
に目障りな画像が重畳されるが、モワレ干渉方式の測定
精度を高めるためには、そのような目障りな画像を取り
除く必要がある。

本発明は斯かる点に鑑み、その測定対象面の変形の状態
を一種の等高線パターンとして非接触且つ高精度に測定
できると共に、モワレ干渉縞のＳＮ比が高いモワレ干渉
方式の測定装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段１ 本発明によるモワレ干渉方式の測定装置は、例えば第１
図に示す如く、参照格子（１２）の実像を測定対象面の
近傍に形成する投影光学系（１３）と、その測定対象面
からの反射光を集束して基準格子（１６）上にその参照
格子（１２）の実像の更なる実像を形成する受光光学系
（１５）と、その基準格子（１６）とその受光光学系（
１５）により形成される格子の像とのモワレ干渉縞を光
電変換する撮像手段（１９）と、その参照格子（１２）
又はその基準格子（１６）を光軸方向に移動させる駆動
手段（３９，４０，４１）と、その撮像手段（１９）よ
り得られる画像データを記憶する画像メモリ（４５）と
を有し、その参照格子（１２）又はその基準格子（１６
）の移動の前後に夫々その撮像手段（１９）より得られ
る画像の差分画像を測定対象画像とするものである。

［作用１ 斯かる本発明によれば、その投影光学系（１３）により
測定対象面の近傍にその参照格子（１２）の実像を形成
することができるが、この実像はその測定対象面の凹凸
により変形される。そして、この変形した格子の像の更
なる実像がその受光光学系（１５）によりその基準格子
（１６）上に形成され、その変形した像の実像とその基
準格子（１６）とが重なることによりモワレ干渉縞が生
じる。このモワレ干渉縞はその測定対象面の凹凸に対応
するので、そのモアレ干渉縞を解析することによりその
測定対象面の所定領域の変形状態を一度に測定すること
ができる。

また、その参照格子（１２）の実像をその測定対象面の
近傍に形成することができ、等価的に参照格子（１２）
と測定対象面とを密着させることができるので、その参
照格子（１２）のピッチを細かくして測定の分解能を高
めることができる。

また、その参照格子（１２）又はその基準格子（１６）
を光軸に沿って移動させると、一方の格子がぼけてモワ
レ干渉縞が形成されなくなり、この場合に撮像手段（１
９）より得られる画像は通常のモワレ干渉縞に重畳され
ている目障りな画像等を含む背景画像と考えることがで
きる。従って、通常の画像とその背景画像との差分をと
ることにより、モワレ干渉縞のＳＮ比を改善することが
できる。

［実施例］ 実施例の説明の前に本発明の原理につき説明する。第８
図は本発明によるモワレ干渉方式の測定装置の原理を示
す光学系を示し、この第８図において、（８）は磁気テ
ープ等の測定対象面であり、この測定対象面（８）に対
して入射角θで投影光学系を形成し、観測角θで受光光
学系を形成する。

このように入射角と観測角とを等しく設定したときには
、測定対象面が鏡面に近いときでも充分な受光量を得る
ことができる。

その投影光学系において、白熱電球等の光ｇ　（９）の
出力光をコンデンサレンズ（１０）を介して拡散板（１
１）に照射して、この拡散板（１１）により拡散された
光で参照格子（１２）を照明する。この参照格子（１２
）はガラス板等に光透過部と光遮蔽部とを交互にピッチ
Ｑで形成したものであり、投影レンズ（１３）を用いて
その参照格子（１２）の実像（１４）を測定対象面（８
）の近傍に形成する。その投影レンズ（１３）の光軸Ｌ
３の入射角はθである。

また、その測定対象面（８）が磁気テープである場合に
は、その磁気テープ上に形成される参照格子（１２）の
像は格子のピッチ方向がその磁気テープの長手方向に一
致するように、即ちその磁気テープのエツジに対してそ
の格子が垂直になるようにすると、特にその磁気テープ
の変形状態を良好に測定することができる。

その投影レンズ（１３）による投影の倍率をＭとすると
、その参照格子（１２）の実像（１４）のその測定対象
面（８）上での明暗のパターンのピッチＰは次代で表す
ことができる。

Ｐ＝Ｑ−Ｍ−ｓｅｃθ　　・−−−（２）この場合、そ
の投影レンズ（１３）の焦点深度が浅いとその参照格子
（１２）の実像（１４）のその測定対象面（８）上での
コントラストが低下する。従って、その焦点深度を深く
するためその投影レンズ（１３）の開口数ＮＡは小さく
設定する必要がある。

次に受光光学系において、（１６）は参照格子（１２）
と同じピッチの明暗のパターンよりなる基準格子を示し
、この基準格子（１６）をその参照格子（１２）と軸対
称に配する。そして、受光レンズ（１５）を用いてその
測定対象面（８）（実際にはその測定対象面（８）上の
参照格子（１２）の実像）の実像をその基準格子（１６
）上に形成する。この受光レンズ（１５）の光軸Ｌ４の
その測定対象面（８）の法線に対する角度はθであり、
この受光レンズ（１５）の基準格子（１６）の方向への
投影の倍率は１／Ｍである。従って、その測定対象面（
８）が完全平面であるときには、その基準格子（１６）
上にはその参照格子（１２）の等倍の実像が形成される
。

実際にはその測定対象面（８）の法線方向をＺ方向とす
ると、その測定対象面（８）にはＺ方向の高さのばらつ
きである凹凸が存在するので、その基準格子（１６）上
のその参照格子（１２）の実像はその凹凸に応じて歪み
、この歪んだ実像とその基準格子（１６）とが重なるこ
とによってモワレ干渉縞が形成される。このモワレ干渉
縞はその測定対象面（８）の等高線と考えることができ
る。

また、その受光レンズ（１５）に対するその基準格子（
１６）の共役な像（１７）はその測定対象面（８）に対
してθだけ傾いている。そのため、その基準格子（１６
）上にコントラストの良いその参照格子（１２）の実像
を形成するためには、その受光レンズ（１５）も開口数
ＮＡを小さくして焦点深度を深くする必要がある。ただ
し、測定対象面（８）が磁気テープのように鏡面に近い
場合には、受光レンズ（１５）の開口数が小さくなると
視野が狭くなると共に視野の中の像が暗くなるので、こ
れを解消するためにはその受光レンズ（１５）の開口数
ＮＡはできるだけ大きい方が望ましい。従って、その受
光レンズ（１５）の開口数ＮＡはこれらを勘案して選択
される。

また、その受光光学系において、（１８）は低倍率のリ
レーレンズ、（１９）は電荷結合型撮像デバイス（ＣＣ
Ｄ）を示し、その基準格子（１６）上に形成されるモワ
レ縞の実像をそのリレーレンズ（１８）によりそのＣＣ
Ｄ　（１９）の受光面に形成する。このＣＯＤ　（１９
）により光電変換されたモワレ縞の画像は第９図に示す
ようになる。この第９図において、例えば位置Ｐ１と位
置Ｐ２とは隣り合う暗い縞の中に存在する。このとき、
それら位置Ｐ１及びＰ２に対応する測定対象面（８）の
夫々のＺ方向の高さは弐（１）で求められるｈだけ異な
っている。

一般にモワレ干渉法では基準格子（参照格子）のピッチ
が小さい場合には、その基準格子と測定対象面との間隔
を小さくしないとコントラストの良好なモワレ縞が得ら
れない。これに対して第８図例の光学系によれば、参照
格子（１２）の実像が測定対象面（８）の近傍に形成さ
れ、この参照格子（１２）の実像から受光レンズ（１５
）を介して得られた更なる実像と基準格子（１６）とが
重ね合わせられてモワレ縞が形成される。従って、第８
図例によれば参照格子（１２）及び基準格子（１６）を
等価的にその測定対象面（８）に密着させることができ
るので、それら参照格子（１２）及び基準格子（１６）
のピッチが小さ（なってもコントラストの良好なモワレ
縞を得ることができる。

ただし、第８図例では第９図に示すようにモワレ干渉縞
の中に測定対象面の反射率のばらつき又はごみ等に起因
する目障りな画像（３８）が重畳される場合がある。

以下、本発明によるモワレ干渉方式の測定装置の一実施
例につき第１図〜第４図を参照して説明しよう。本例は
ＶＴＲの内部の磁気テープの変形状態を測定する測定ロ
ボットに本発明を適用したものである。また、本例は第
８図例をモワレ干渉縞のＳＮ比を改善できるように変形
したものであり、この第１図において第８０に対応する
部分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

第１図は本例の測定装置を示し、この第１図において、
（２０）は双胴型の鏡筒ブロックであり、この鏡筒ブロ
ック（２０）の上端のすり割り部（２０ａ）に測定ロボ
ットの回転軸（２１）を固定する。その測定ロボ・ント
はこの回転軸（２１）を所望の測定箇所に移動すると共
に、この回転軸（２１）を回転して受光量が最大になる
ようにする。その鏡筒ブロック（２ｏ）の右側の空洞部
（２０ｂ）の側面に貫通孔を介して水平方向から角度θ
だけ下側に傾くように鏡筒（２２）、鏡筒（２３）及び
ランプハウス（２４）を順次取り付ける。

同様にそのその鏡筒ブロック（２０）の左側の空洞部（
２０ｃ）の側面に貫通孔を介して水平方向から角度θだ
け下側に傾くように鏡筒（２５）、鏡筒（２６）及びＣ
ＣＤカメラ（２７）を順次取り付ける。

そのランプハウス（２４）の中には光源（９）を取り付
け、その次の鏡筒（２３）の中にその光源（９）の前面
から拡散板（１１）、絞り（２８）及び集束用のレンズ
（２９）を順次取り付ける。その光源（９）の前に更に
例えば緑色等の単色フィルタを挿入することにより、得
られるモワレ干渉縞のコントラストを改善することがで
きる。

その鏡筒（２３）の前面に中央が繰り抜かれたスペーサ
（３９）を介して参照格子（１２）を取り付け、そのス
ペーサ（３９）をばね（４０）でその鏡筒（２３）の方
向に付勢しておく。そして、その次の鏡筒（２２）の下
部にプランジャー等の駆動装置（４１）を取り付け、こ
の駆動装置（４１）の可動部をその鏡＠（２２）のすり
割り部を介してそのスペーサ（３９）と連結する。それ
ら鏡筒（２３）及び（２２）の光軸をＬ５とすると、こ
の駆動装置（４１）でそのスペーサ（３９）ひいてはそ
の参照格子（１２）をそのばね（４０）に抗してその光
軸Ｌ５の方向に随時例えば１　、５ｍｍ程度移動させる
ことができるようにする。

その光軸Ｌ５の延長上のその鏡筒ブロック（２ｏ）の右
側の空洞（２０ｂ）の中に、光軸を９０“下方に変換す
るための直角反射プリズム（３０）を配し、このプリズ
ム（３ｏ）で反射された後の光軸の延長上のその空洞（
２０ｂ）の下端に投影レンズ（１３）を固定する。

この投影レンズ（１３）の光軸Ｌ′３は回転軸（２１）
に対して角度θだけ右側に傾いている。

（３１）はその光軸Ｌ３を第１図の紙面に略垂直な手前
の方向に変換する光軸変換ミラーを示し、この光軸変換
ミラー（３１）を中継ぎ板（３２）及び支柱（３３）を
介して鏡筒ブロック（２０）に取り付ける。この光軸変
換ミラー（３１）は回転軸（２１）の中心軸に対して４
５°傾斜するように取り付ける。第１図の紙面に垂直な
手前の方向に測定対象面としての磁気テープが配されて
おり、参照格子（１２）の投影レンズ（１３）による実
像がその光軸変換ミラー（３１）を介し、てその磁気テ
ープの近傍に形成される。その光軸変換ミラー（３１）
に対してその磁気テープと対称な面を第１図の面（３５
）で表す。

また、その鏡筒ブロック（２０）の左側の空洞（２０ｃ
）の下端に投影レンズ（１３）と対称に受光レンズ（１
５）を取り付ける。この受光レンズ（１５）の光軸Ｌ４
は回転軸（２１）に対して角度θだけ左側に傾いている
。

その光軸Ｌ４の延長上に光軸を９０°左方向に変換する
ための直角反射プリズム（３４）を配し、このプリズム
（３４）により曲げられた光軸の延長上で鏡筒（２６）
の内部に基準格子（１６）及びリレーレンズ（１８）を
順次取り付ける。そのリレーレンズ（１８）によりその
基準格子（１６）の実像が形成される位置にＣＣＤカメ
ラ（２７）のＣＣＤ　（１９）が固定されるようにする
。

即ち、本例の光学系は回転軸（２１）に対して略軸対称
になるように形成され、レンズ系の倍率調整等が容易に
なるようになされている。また、光軸変換用の２個の直
角プリズム（３０）及び（３４）が使用されているので
、装置全体が小型にまとめられている。

本例ではその磁気テープからの反射光が光軸変換ミラー
（３１）、受光レンズ（１５）及びプリズム（３４）を
介して基準格子（１６）上に投影され、その磁気テープ
上の参照格子（１２）の変形した実像の更なる実像がそ
の基準格子（１６）上に形成される。そして、その格子
の変形した実像の像とその基準格子（１６）とが重なる
ことにより生じるモワレ干渉縞がリレーレンズ（１８）
によりＣＣＤ　（１９）の受光面に移されるので、その
ＣＣＤ　（１９）の出力信号を処理して表示装置に供給
することにより、その表示装置にそのモワレ干渉縞を映
し出すことができる。このモワレ干渉縞に対応する測定
対象面上の視野は投影レンズ（１３）、受光レンズ（１
５）及び光軸変換ミラー（３１）等により決定される。

測定対象面上でのモワレ干渉縞の視野の大きさは例えば
４Ｘ４ｍｍ２である。

一第２図は本例の信号処理回路の一例を示し、この第２
図において、ＣＣＤ　（１９）から出力される撮像信号
をエンコーダ（４２）に供給し、このエンコーダ（４２
）ではその撮像信号を処理して例えば３原色のコンポー
ネント信号等の映像信号を生成する。

この映像信号をスイッチ回路（４３）の入力部に供給し
、このスイッチ回路（４３）の２個の出力部を夫々第１
のフレームメモリ（４４）及び第２のフレームメモリ（
４５）の入力部に接続し、これらメモリ（４４）及び（
４５）の出力部を演算回路（４６）に接続する。

この演算回路（４６）はそのフレームメモリ（４４）か
ら読み出された映像信号とフレームメモリ（４５）から
読み出された映像信号との差分の映像信号を求め、この
差分の映像信号を表示装置（４７）に供給する。この表
示装置（４７）ではその差分の映像信号に対応する画像
が表示される。

第１図例の具体的な特性につき説明するに、本例では一
例として参照格子（１２）及び基準格子（１６）のピッ
チＱは２５μｍに設定し、入射角（観測角）θは２０°
に設定する。式（１）の関係より入射角及び観測角が大
きくなると測定の分解能は細かくなるが、逆に入射角及
び観測角が大きくなると焦点深度の関係よりモワレ縞が
ボケるようになる。入射角（観測角）θの値が１０°〜
３０°程度であれば、光軸が測定対象面に対して傾斜し
ているために生じる視野の周辺のボケは許容範囲内であ
る。

次に、投影レンズ（１３）としては、そのレンズの先端
と測定対象面との間隔が数１０ｍｍになるようなものを
使用する。また、その投影レンズ（１３）の投影の倍率
は１　／１．２倍程度で、開口数ＮＡは０．０５程度に
なるようにする。これに対して受光レンズ（１５）の特
性は投影レンズ（１３）と路間−であるが、受光レンズ
（１５）の開口数ＫＡは０．２〜０．２５程度に設定す
る。このように設定することにより、基準格子（１６）
上に形成される格子の像のボケは許容範囲内に収まると
共に、得られるモワレ縞の測定可能な視野が充分に広く
なる。投影レンズ（１３）及び受光レンズ（１５）とし
ては例えば顕微鏡の対物レンズ等も使用することができ
る。

この場合には、測定対象面上に形成される参照格子（１
２）の像のピッチＰは、式（２）よりＰ　＝２５　・５
ｅｃ２０°／１．２＝２２　［ｐ　ｍ　］となる。この
とき最終的に形成されるモワレ干渉縞の明暗の１ピツチ
に対応する測定対象面の高さ方向の変化りは、α＝β−
θ−２０°としてそのＰの値を式（１）に代入すること
により ｈ　＝２２／　（２ｊａｎ２０’　）　＝３０　［ｕ　
ｍ　］であることが分かる。即ち、この場合には測定対
象面の高さ（磁気テープの凹凸の量）が３０μｍ変化す
る毎に、最終的に得られるモワレ干渉縞の明暗が１ピツ
チだけ変化する。このモワレ干渉縞は１ピツチが３０μ
ｍの等高線と考えることができる。

従って、例えばそのモワレ干渉縞の１ピツチを更に分割
してそのモワレ干渉縞の状態を読み取ることにより、測
定対象面の凹凸を非接触で分解能が数μｍで測定するこ
とができる。

第２図及び第３図を参照してそのモワレ干渉縞から目障
りな背景画像を分離するときの動作につき説明するに、
通常は第２図のスイッチ回路（４３）の入力部は第１の
フレームメモリ（４４）側に常時接続され、第２のフレ
ームメモリ（４５）には最低レベルの信号が記録されて
いる。また、この場合は第１図の参照格子（１２）はス
ペーサ（３９）を介して鏡筒（２３）の前面に密着して
おり、この状態で光学系の焦点が合っているものとする
。従って、第３図Ａに示すようにコントラストの良好な
モワレ干渉縞（４８）が形成されるが、これには目障り
な画像（４９）〜（５１）が重畳されている。

次に、第１図において駆動装置（４１）を動作させて参
照格子（１２）を光軸Ｌ５に沿ってプリズム（３０）の
方向に１．５ｍｍ程度移動させる。このように参照格子
（１２）を移動させた状態でスイッチ回路（４３）の入
力部を第２のフレームメモリ（４５）側に接続し、その
状態の映像信号をその第２のフレームメモリ（４５）に
書き込む。

その参照格子（１２）を移動させた状態では光学系の焦
点が合っていないので、基準格子（１６）上ではモワレ
干渉縞は形成されない。従って、そのＣＯＤ　（１９）
から得られる画像は第３図已に示すように、測定対象面
の反射率のばらつき及び付着しているごみ等をそのまま
反映した画像となる。第３図Ｂの例では目障りな画像（
４９）〜（５１）のみが背景画像の中に表示されており
、このように目障りな画像及び背景画像の映像信号が第
２のフレームメモリ（４５）に書き込まれる。

その後、そのスイッチ回路（４３）の入力部を再びフレ
ームメモリ（４４）側に接続し、第１図の駆動装置（４
１）の動作を解除して、参照格子（１２）をスペーサ（
３９）を介して鏡筒（２３）の前面に再び密着させる。

この状態では演算回路（４６）から表示装置（４７）に
対して、フレームメモリ（４４）及び（４５）の映像信
号の差分の映像信号が供給される。この場合の差分の映
像信号に対応する画像は第３図Ｃに示すように、第３図
Ａの画像から第３図Ｂの画像を差し引いた画像になり、
この画像からは目障りな画像が除去されている。従って
、このＳＮ比が改善された画像が測定に使用される。

上述のように”、本例によれば参照格子（１２）を光軸
方向に移動させて焦点をずらすことにより、測定対象面
の反射率分布をそのまま反映する補正用の画像が形成さ
れる。そして、正常なモワレ干渉縞の画像からその補正
用の画像を差し引いて得られたＳＮ比が改善された画像
を測定対象としているので、モワレ干渉方式による測定
をより高精度に行うことができる。

なお、上述の実施例では参照格子（１２）を光軸に沿っ
て移動させているが、その代わりに基準格子（１６）を
光軸に沿って移動させた場合でも、モワレ干渉縞が形成
されなくなるので、同様の効果を得ることができる。

第４図を参照して第１図例の測定装置を用いてＶＴＲの
内部の磁気テープの変形状態を測定する場合の一例につ
き説明する。第４゛回において、（３６）は被検ＶＴＲ
であり、この被検Ｖ　Ｔ　Ｒ（３６）の内部を走行して
いる磁気テープ（３７）の−面が測定対象面であるとす
る。この場合には測定ロボ、７トによりその回転軸（２
１）を移動して、その光軸変換ミラー（３１）をその磁
気テープ（３７）の前面に配すると共に、その回転軸（
２１）をφ方向に所定量回転することにより、鏡筒ブロ
ック（２０）がその磁気テープ（３７）に平行になるよ
うにする。更にその光軸変換ミラー（３１）のその磁気
テープ（３７）の法線方向（Ｚ方向）の位置を微調する
ことにより、フォーカス調整を行う。

このように本例では、光軸変換ミラー（３１）を用いて
鏡筒ブロック（２０）の投影レンズ（１３）から射出さ
れる光を磁気テープ（３７）側に曲げると共に、その磁
気テープ（３７）から反射される光をその鏡筒ブロック
（２０）の受光レンズ（１５）側に曲げるようにしてい
る。従って、その磁気テープ（３７）のテープパスが狭
い空間の中に存在する場合でも、その磁気テープ（３７
）の変形状態をモワレ干渉方式で比較的高精度に測定す
ることができる。

なお、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論であ
る。

［発明の効果］ 本発明によれば、参照格子の像を測定対象面の近傍に形
成するようにしているので、その参照格子の格子ピッチ
を小さくすることができ、その測定対象面の変形の状態
を一種の等高線パターンとして非接触で高精度に測定で
きる利益がある。

また、参照格子又は基準格子の移動の前後に夫々撮像手
段より得られる画像の差分画像を測定対象画像としてい
るので、モワレ干渉縞のＳＮ比を改善することができる
利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモワレ干渉方式の測定装置の一実
施例を示す一部を切り欠いた正面図、第２図はその実施
例の信号処理回路の一例を示す構成回、第３図はその実
施例で背景画像を分離するときの動作の説明に供する線
図、第４回はその実施例の測定状態の一例を示す斜視図
、第５図はテープの変形状態の一例を示す斜視図、第６
図は第５図例のＡ−Ａ線に沿う断面図、第７図はモワレ
干渉法の原理説明図、第８図は本発明の原理説明図、第
９図は本発明によるモワレ干渉縞の一例を示す線図であ
る。 （９）は光源、（１２）は参照格子、（１３）は投影レ
ンズ、（１５）は受光レンズ、（１６）は基準格子、（
１８）はリレーレンズ、（１９）はＣＣＤ、（３７）は
磁気テープ、（４０）はばね、（４１）は駆動装置であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 参照格子の実像を測定対象面の近傍に形成する投影光学
   系と、 上記測定対象面からの反射光を集束して基準格子上に上
   記参照格子の実像の更なる実像を形成する受光光学系と
   、 上記基準格子と上記受光光学系により形成される格子の
   像とのモワレ干渉縞を光電変換する撮像手段と、 上記参照格子又は上記基準格子を光軸方向に移動させる
   駆動手段と、 上記撮像手段より得られる画像データを記憶する画像メ
   モリとを有し、 上記参照格子又は上記基準格子の移動の前後に夫々上記
   撮像手段より得られる画像の差分画像を測定対象画像と
   するようにしたことを特徴とするモワレ干渉方式の測定
   装置。