JPH04186553A - 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
段とを有し、その参照格子の所定領域をマスキングして
、その撮像手段により得られる画像の内でそのマスキン
グされた領域に対応する部分が所定範囲に収まるように
焦点調整を行うことにより、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、焦点調整が容易に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方式の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ね（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の機構部のテープパス調整
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、目視による検査では作業者によるばらつきが
生し易いので、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
量は大きい。

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に示すように位置（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
測定対象面の等高純であるため、この等高純を解析する
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との間には次の弐（
１）の関係があるので、 ｈ　（ｔａｎ　ｒｘ　＋　ｔａｎβ）＝Ｐ　　　・−・
−（１）そのピッチｈはその基準格子（７）のピッチ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１ｍｍ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に対応するビ・ノチｈは２０μｍ〜
１００μｍ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０．１ｍｍ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、光学系では一般に焦点調整の方法が問題となるが
、モワレ干渉方式の測定装置でも如何に焦点調整を行う
かが問題となる。

本発明は斯かる点に鑑み、モワレ干渉縞の基本となる格
子のピッチを小さくして、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、焦点調整が容易な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］ 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（
３５）の近傍に形成する投影光学系（１３）と、その測
定対象面（３５）からの反射光を集束して基準格子（１
６）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）とを有し
、例えば第２図Ａに示すようにその参照格子（１２）の
所定領域（１２ａ）をマスキングして、その撮像手段（
１９）により得られる画像の内でそのマスキングされた
領域（１２ａ）に対応する部分が所定範囲に収まるよう
に焦点調整を行うようにしたものである。

［作用〕 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（３５）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。卓して、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。

この場合、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、等価的に又は間接的に
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（して
測定の分解能を高めることができる。

また、本発明は反射型の光学系を使用しているので、そ
の測定対象面（３５）がそれら投影光学系（１３）等に
対して上下すると、それに応してそのマスキングされた
領域（１２ａ）に対応する部分がその撮像手段（１９）
により得られた画像の中で移動する。

従って逆に、その画像の中でそのマスキングされた領域
（１２ａ）に対応する部分が所定範囲に収まるようにす
ることにより、その測定対象面（３５）とそれら投影光
学系（１３）等に対する距離が所定領域内に収まり、焦
点調整が容易に行われる。

［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、白熱電球等の光源（９）の出
力光をコンデンサレンズ（１０）を介して拡散板（１１
）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Ｌ３
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は次式％式％ 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ｌ／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）の等高純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ＣＣＤ　（１９
）により光電変換された信号を処理して表示装置に供給
すると、その表示装置の表示画面には第９図に示すよう
なモワレ干渉縞の画像が表示される。この第９図におい
て、Ｇ１はその全体の表示画面、Ｇ２は観測されるモワ
レ干渉縞の視野を示し、その視野Ｇ２の中で例えば位置
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方向の高さは式（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・ン
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干渉縞
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（１
６）を等測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）のピッチが小さくなってもコントラストの良好な
モワレ干渉縞を得ることができる。

第８図例では、測定対象面（８）がその参照格子（１２
）の実像の形成面の近傍に存在しない場合には、最終的
に得られるモワレ干渉縞のコントラストが悪くなる。従
って、良好な測定を行うにはその測定対象面（８）がそ
の参照格子（１２）の実像の形成面の近傍に位置するよ
うに焦点調整を行う必要がある。

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区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図例を焦点調整が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８図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。その測定ロボットは
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（２０）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）、集束用レンズ（２
９）及び参照格子（１２）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。また、本例の参照格子（１２）
の明暗の格子パターンのピッチをＱとすると、第２図Ａ
に示すように、その参照格子（１２）の中央上部に十字
型のマーカー（１２ａ）を形成する。

このマーカー（１２ａ）は格子パターンを黒く塗りつぶ
したものであるが、そのマーカー（１２ａ）として格子
パターンを取り除いて透過部分にしたものを用いてもよ
い。

ただし、そのマーカー（１２ａ）の形状は例えば３角形
や小さな円等であってもよく、そのマーカー（１２ａ）
はその参照格子（１２）の中央部に形成してもよい。更
に、そのように格子の中にマーカー（１２ａ）を形成す
る代わりに、格子パターンの領域全体を円形又は正方形
等に制限するようにしてもよい。

第２図Ｂは格子の領域全体を円形に制限した参照格子（
１２）を示し、この第２図Ｂにおいて、（１２ｂ）はピ
ッチＱの明暗のパターンが形成された格子領域であり、
この格子領域（１２ｂ）の周囲の領域（１２ｃ）は黒く
塗りつふされたマスク領域である。このマスク領域（１
２ｃ）は透過部分で形成してもよい。

第１図に戻り、その鏡筒（２３）及び鏡筒（２２）の光
軸の延長上のその鏡筒ブロック（２０）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（３０）
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Ｌ３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ＣＯＤ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（１２）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
ＣＯＤ　（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（第９
図の視野Ｇ２に対応する）は投影レンズ（１３）　、受
光レンズ（１５）及び光軸変換ミラー（３１）等により
決定される。本例ではそのモワレ干渉縞に対応する視野
の中に参照格子（１２）のマーカー（１２ａ）の像が含
まれるようにする必要があるが、その視野の測定対象面
上での面積は例えば４×４１Ｔ［ｌｎ２である。

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干渉
縞がぼけるようになる。

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。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ＮＡ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を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　［ｔｉ　ｍ　］となる。

このとき最終的に形成されるモワレ縞の明暗の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／　（２ｔａｎ２０”　）　＝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（Ｉステープの凹凸の量）が３０μｍ変化す
る毎に、最終的に得られるモワレ縞の明暗が１ピツチだ
け変化する。このモワレ縞は１ピツチが３０μｍの等直
線と考えることができる。従って、例えばそのモワレ縞
の１ピツチを更に分割してそのモワレ縞の状態を読み取
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３図を参照して本例の焦点調整の方法（フォーカス方
法）について説明する。参照格子（１２）としてはマー
カー（１２ａ）が形成された例（第２図Ａのもの）を使
用する。先ず第１図例の光学系は反射型で且つ投影系と
受光系とが仮想的な測定対象面（３５）の法線に対して
軸対称である。従って、その測定対象面（３５）が投影
レンズ（１３）に対して上下すると、その基準格子（１
６）上でのその参照格子（１２）の像の位置が変化し、
ＣＣＤ　（１９）で得られる画像の中でもその参照格子
（１２）の像の位置が変化するので、これを利用して焦
点調整を行うことができる。

第３図Ａは第１図例を簡略化して示し、この第３図Ａに
示すように、像の多少のボケを無視すると、測定対象面
が合焦位置（３５Ｃ）に在るときには参照格子（１２）
のマーカー（１２ａ）の像は基準格子（１６）上でも中
央部から少し離れた位置（３８）に形成される。そして
、その測定対象面がＺ方向に上昇して位置（３５ｔｌ）
に達するとそのマーカー（１２ａ）の像の位置は中央部
から更に離れた位！（３９）に変化して、その測定対象
面が−Ｚ力方向下降して位ｉｔ　（３５Ｄ）に達すると
そのマーカー（１２ａ）の像の位置は中央部に近い位置
（４０）に変化する。

これに対応してＣＣＤ　（１９）に信号処理回路を介し
て接続されたモニターの表示画面Ｇ１では、第３図Ｂに
示すように、測定対象面がＺ方向に上昇するとそのマー
カー（１２ａ）の像（４１）の中心が中央から離れる方
向（３９Ａ）に移動する。そして、その測定対象面が−
Ｚ力方向下降するとそのマーカー（１２ａ）の像（４１
）の中心が中央の方向（４０Ａ）に移動する。従って、
予めその表示画面Ｇｌ上で中央から少し離れた領域（４
２）を指定しておき、そのマーカ（１２ａ）の像（４１
）の中心がその領域（４２）の中に収まるようにその測
定対象面のＺ方向の位置を調整することにより、焦点調
整が行われる。測定対象面を２方向に移動させるのは、
第１図例では測定ロボットによりその回転軸（２１）を
介してその測定装置全体を磁気テープの法線方向に移動
させることにより実行される。

上述のように本例によれば、参照格子（１２）のマーカ
ー（１２ａ）の像の中心のモニターの表示画面Ｇ１上で
の位置が所定の領域内に収まるように測定対象面と測定
装置との間の距離を調整するだけで、容易且つ迅速に焦
点調整を行うことができる利益がある。この場合、最終
的な焦点調整として更にそのマーカー（１２ａ）の像又
は形成されるモワレ干渉縞の像のコントラストが最大に
なるような調整を行うことにより、より正確に焦点調整
を行うことができる。

また、参照格子（１２）として第２図Ｂに示すように格
子領域（１２ｂ）全体が所定の形状に制限されたものを
使用するときには、例えばモニターの表示画面の中央部
にその格子領域（１２ｂ）の像の中心が収まるようにす
ればよい。

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図において、（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
る又は内部で停止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ットに
よりその回転軸（２１）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（３
７）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。

［発明の効果コ 本発明によれば、参照格子の実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、撮像手段により得られる画像の内で参照格子のマ
スキングされた領域に対応する部分が所定範囲に収まる
ようにしているので、焦点調整を容易に行うことができ
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図は参照格子
の例を示す線図、第３図はその実施例のフォーカス方法
の説明に供する線図、第４図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、（１２ａ）はマー
カー、（１２ｃ）はマスク領域、（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、（３１）は光軸
変換ミラー、（３７）は磁気テープである。

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を有し、 上記参照格子の所定領域をマスキングして、上記撮像手
   段により得られる画像の内で上記マスキングされた領域
   に対応する部分が所定範囲に収まるように焦点調整を行
   う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。