JPH05502731A - 表面上に印刷されたまたは取り付けられた格子を使用するモアレ距離測定方法及び装置 - 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】 本発明は対象物または支持体の拡散反射面のモアレ距離測定を提供する技術に製 造工程中またはその直後に欠陥を見いだすために鏡のような反射または拡散で表 面を光学的に検査することは多くの異なる技術を含む。例えば、米国特許第２． ８６７．１４９号は測定され、または検査するべき表面に対する所定の角度で配 置された細い線またはルールドラインを使用する第１の技術を開示している。

光の平行光線は格子を通って鋭角で表面に当たる。表面上から直接見ると、格子 構成要素の影は平坦な表面上で直線であるが、表面の高さにおいて偏向がある場 合には非直線になる。このような技術は表面上に発生する光と影の領域のパター ンによって「ゼブラ」テストと称される。このような技術によって格子のライン の間隔によって所定の最小の寸法の表面の特徴を見ることができる。

第２の技術は公知のロンチ（Ｒｏｎｃｈｉ）テストであり、そのロンチテストに おいて、テスト中に光源からの光を格子を通して湾曲した反射面（例えばミラー ）に投射する。格子は交互の不透明と透明な領域を有し、それ自身上に結像する 。観察者はテスト中に格子を通して光学的な湾曲面の映像を観察する。したがっ て、正常なロンチテストにおいて、文字どおり、１つの格子があり、光源と観察 者を形成する観察手段すなわち目の双方が接近して配置され、１つの格子を通し て見るようになっている。この観点において、例えば、Ｒ，Ｗ、ハリソン（Ｈａ の変更されたロンチテスト装置参照。ハリソンの装置において、従来のロンチテ ストに使用された湾曲面の損失を補償するために２つのレンズが必要になる。

米国特許第４．８１０．８９５号は、モアレ光線偏向マツピングを使用して対象 物の表面を光学的に検査する第３の技術を開示している。このモアレ光線偏向マ ツピング構成によって、測定すべき対象物の表面から反射した光は、平行にされ 、第１と第２の接近して配置された格子を通って配向される。格子は検査表面の 特性の表示を行うモアレ槁パターンを生成するように互いにあらかじめ選択され た傾斜角を有するように配置されている。モアレ技術において、検出器（観察者 ／カメラ）は通常筒２の格子のすぐ後方にまたは第２の格子上の第１の格子のイ メージの近くに配置されている。他のモアレ格子装置については例えば米国特許 第３．１６６．６２４号、３．５７２．９２４号及び３，６０４，８１３号参照 。

またモアレ技術は表面の距離または変位を検出するために使用される。このよう なモアレ距離測定技術は表面輪郭測定または他の目的物または表面の対して対象 物の表面を位置決めするために使用することもできる。例えば、米国特許第４゜ ７３３．６０５号は、高い正確性をもって鏡のような反射面の小さな変位の非接 触測定に有益なモアレ距離測定方法及び装置を開示している。開示された技術は 鏡のような反射面に第１の格子を通して光の平行ビームを投射することを含む。

表面によって反射された光は、距離を測定するために使用するモアレパターンを 形成するために第１の格子に関して角度θで回転された第２の格子によって変調 される。表面の変位はモアレパターンをシフトさせ、モアレパターンのこのシフ トを検出して表面が移動する距離を測定するために使用する。一般的に、モアレ 距離測定技術は通常組み込み設備と製造コストを有する光学格子投射装置及び光 学格子観察装置の装置の双方を必要とする。従来のモアレ距離測定装置の測定結 果を達成することが望ましいがより少ない部品でしたがって少ないコストの装置 でその結果を達成することが望ましい。

発明の要約 本発明はモアレ距離測定用の方法及び装置に関する。特にこの方法は、測定する 拡散反射表面上の第１の格子を配置、形成または印刷し、モアレパターンを形成 する像形成装置を有する第２の格子上に第１の格子の像を形成し、拡散反射表面 がその平面に垂直に移動するときにモアレパターンにおける変化を検出して初期 位置に関する拡散反射表面の距離に関する情報を提供する段階を有する。

モアレ距離測定装置は、第１の格子、第２の格子、像形成手段及び光学検出手段 を有する。特に、第１の格子は測定する拡散反射表面上に配置され形成されまた は印刷される。像形成手段は、モアレパターンを発生するために第２の格子上に 第１の格子の像を形成する。光学検出手段は、拡散反射表面がそれに垂直な方向 に移動するときにモアレパターン内の変化を光学的に検出し、初期位置から拡散 反射表面の距離測定に関する情報を提供する。

図面の簡単な説明 図１は投射格子を使用して対象物または支持体の拡散反射面のモアレ距離測定用 の従来技術の装置例の平面図である。

図２は本発明による拡散反射面上に印刷されたまたは物理的に配置された格子を 使用する拡散反射面のモアレ距離測定用装百の平面図である。

図３は図２の装置で生じる観察角度に対する輪郭間隔の変化を示すダイヤグラム である。

図面は必ずしも共通の尺度を有するものではない。

詳細な説明 本発明は添付図面及び請求の範囲を参照してさらに詳細に説明することによって さらによ（理解できるであろう。

図１を参照すると、米国特許第４．９８８．８８６号に付与されて開示された投 射格子１８を使用するモアレ距離測定装置１０の平面図が示されている。この装 置１０は、（矩形状の破線内に示す）第１の光学装置１２と（矩形状の破線内に 示す）第２の光学装置３０とを有し、これらは、対象物または支持体２４の拡散 反射面２２に関するモアレ距離測定のために使用する。

第１の光学装置１２は光源１４．集光レンズ１６．篤１の格子１８、投射レンズ ２０を有する。光源１４は集光レンズ１６．第１の格子１８、投射レンズ２０を 通って光のビームを投射する。投射レンズ２０は対象物または支持体２４の拡散 反射表面２２上に第１の格子１８のイメージ（図示せず）を形成するために使用 される。投射レンズ２０の光軸２６が拡散反射面２２に垂直な線２８に対して角 度θをなすように配置されている。第１の格子２０は、例えば、間隔ｒＰＪを有 する複数の平行なワイヤまたは不透明なラインを含むロンチ（Ｒｏｎｃｈｉ）ル ーリングを有する。

第２の光学装置３０は、（以下に観察レンズとして言及する）像形成手段３２、 第２の格子３４、検出手段３６を有する。観察レンズ３２は拡散反射表面２２上 に現れた第１の格子１８の照射像の第２の格子３４上への再結像を容易にするよ うに拡散反射表面２２からあらかじめ選択された距離（初期位置）“Ｌ”に配置 されている。装置１０は対象物２４がライン２８に平行に動くときに位置の変化 を正確に測定するために有効である。観察レンズ３２はライン２８に関して所定 の角度士に配置された光学軸３８を有する。拡散反射表面２２からの第１の格子 上８の照射像の第２の格子３４での像（１）と第２の格子３４（２）それ自身の 組み合わせはモアレパターン（図示せず）を形成する。その結果のモアレパター ンは検出手段３６に結像し、受けられる。検出手段３６は、光学感知素子の線形 のあるいは二次元のアレー４２上にモアレパターンを結像させるレンズ４０を有 する。変更例として、検出装置３６は人間の目、フォト検出器またはビデオカメ ラのような適当な手段でもよい。拡散反射表面２２が垂直線２８と平行な方向に 移動するときに、検出装置３６からの出力信号に見られるモアレパターンの変化 を適切な処理装ｆｆ（図示せず）によって処理することができる。

いくつかの方法が変化するモアレパターンを検出するために使用される。第１の 方法として、第１の格子の像１８はレンズ３２によって第２の格子上に再結像す る。第２の格子３４上の第１の格子］８の再結像と第２の格子３４は一致する（ 即ち、同じ間隔を有し、平行に整列する）。結果としてのモアレパターンは、一 様な領域であり、その領域は、拡散反射表面２２がライン２８に平行な方向の所 定の距離だけ移動するときに、１つの輪郭開隔゛Ｃ″を形成する明、暗、明と変 化する（即ち１つの線間隔だけシフトする）。

輪郭間隔“Ｃ”と装置形状との間の関係を導き出すことは簡単である。拡散反射 表面２０は照射第１格子１８の像が格子１８及び３４の間隔だけ第２の格子３６ に関して移動するときに１つの輪郭間隔“Ｃ”だけ移動していることになる。

拡散反射表面２２上の第１の格子１８の照射像の間隔Ｐ。は次の方程式によって 定義される。

Ｐ　ｏ　＝　ｍ　Ｐ　（１） この場合にＰは第１の格子１８の間隔であり、ｍは次の方程式によって定義され る光学的な倍率である。

ｍ＝　（Ｌ−ｆ）／ｆ　（２） ここでＬは拡散反射表面２２からレンズ２０までの距離であり、ｆはレンズ２０ の焦点距離である。

拡散反射表面２２上の照射第１格子１８の像は、間隔Ｐを有する第２の格子３４ 上に第２のレンズ３２によって再結像される。第１の格子１８の像の再結像及び 第２の格子３４それ自身は、検出装置３６に見られる伝達された光パターンが２ つの格子の積（通常モアレとして示される）であるように重なる。第１と第２の 格子ラインが平行であることによって、検出手段３６によって見られる伝達光の パターンは平均的な一様な強さである。

格子パターンが整列したときに２つの格子パターンは重なり、１つのものとして 現れ、平均強さが装置内に格子がない場合に測定される強さの１／２の強さにな る。より詳しくは、１つの格子を通る伝達は、格子のラインが光の半分を阻止す るから１／２であると仮定され、個々の格子ラインは検出装置３６によっては解 像されないと仮定される。２つの格子パターンが半分の間隔だけ相対的にシフト するときに、拡散反射表面２２からの照射第１格子１８の像の明るい領域はシフ トし、第２の格子３４のラインによって阻止され、検出装置３６での検出強さは ゼロになる。したがって、１つの格子が他方の格子に関して特定の方向に拡散反 射表面２２の移動によって側方にシフトするときに、検出器３６によってみるこ とのできる伝達された平均の強さは最大の強さからゼロまで及び再び戻るように 周期的に変化する。

より詳しく述べると、拡散反射表面２２がライン２８に平行な第１及び第２の対 向方向に移動するときに、このパターンが放射レンズ２０の光軸２６の中心に残 るから表面２２上の照射格子像は、側方から側方に移動するように現れる。

このシフトは拡散反射表面２２の移行方向に関して角度θを有するように第１の 光学装置１２を配置することによって装置１０内に形成された傾斜度による。

このシフト“Ｓ”は次の方程式によって定義される。

５＝ｄｔａ、ｎ（θ）　（３） ここでｄはライン２８に平行な拡散反射表面２２の変位である。

検出装置３６によって示されるモアレパターンが第２の格子３４上の第１の格子 １８の照射像の再結像との重複によって形成される場合であっても、モアレパタ ーンが拡散反射表面２２上に形成されていることを視覚化することは容易である 。このような視覚化においても、図１の装置１０の対称性は第１の格子１８と同 様な間隔Ｐを有する第２の格子３４を必要とする。拡散反射表面２２上の第２の 格子３４像は同じ間隔を有するが、拡散反射表面２２がライン２８に平行に移動 するときに第１の格子１８の像と反対方向のシフトを行う。１つの輪郭間隔“Ｃ ”は互いに関して１つの間隔Ｐａ（即ち、明−暗一明）の２つの格子像をシフト させる必要のある反射面２２の長手方向の移動であると考慮される。輪郭間隔Ｃ の変位に対し、各格子はＰｏ／２だけ反対方向にシフトし、したがって、Ｐａ／ 　２＝Ｃｔ、　ａ　ｎ　（θ）、またはＣ＝Ｐｏ／　（２ｔａｎθ）　（４）図 １は説明を簡単にする目的でライン２８に関して対象的である装置１０を示すが 上記した結果は非対称の構成すなわち互いに傾斜した２つの格子によっても達成 し得ることを理解すべきである。非対称の構成によって、各装置はその装置に特 有の輪郭間隔Ｃを有する。次に、例えばフォトセルでモアレパターンにおける強 さの変化のサイクル数を計数することによって、拡散反射表面２２が移行する距 離が輪郭間隔の形で測定され得る。物理的な変位は適当な処理装置を使用して方 程式（４）における変換によって得ることができる。

図２を参照すると、本発明によるモアレ距離測定装ｆｌ＋０が示されている。装 置５０は第１の格子５２、レンズ５４、第２の格子５６及び検出手段５８を有す る。第１の格子５２は、所定の間隔ＰＯを有し、対象物または支持体６２の拡散 反射表面６０１：印刷または物理的に取り付けられている。第１の格子５２の像 が第２の格子５６上にレンズ５４によって形成される。レンズ５４は拡散反射表 面６０に垂直なラインに関して角度θで配置された光軸７２を有する。第１の格 子５２の像と第２の格子５６それ自身の組み合わせはモアレパターンを形成する 。

このモアレパターンは検出装置５８上に結像する。検出装置５８はレンズ６４を 有し、レンズ６４は光検出素子のリニアまたは領域アレイ６６上にモアレパター ンを結像する。変更例として、検出装置５８は人間の目、フォトセル、またはビ デオカメラのような適当な手段を用いる。

基本的にはレンズ５４、第２の格子５６及び検出装置５８の組み合わせは図１の 第２の光学装置３０の構成要素に類似している。図２の装置５０と図１の第１の 光学装置１２の間の王な差異は、第１の光学装置が基本的に消去され、間隔ＰＯ を有する第１の格子５２が拡散反射表面６０上に配置されていることである。

したがって、装置５０は図１の装置１０よりも構成要素が少ない。図２の光源６ ８は検出装置５８上にモアレパターンを結像させるために十分な光を提供するた めにいずれかに配置される光源（例えばライトバルブ）であることは理解できよ う。以降の説明を目的として図２の第１の格子５２の間隔Ｐ、は方程式（１）に 示すように図１の拡散反射表面２２上の第１の格子１８の像の間隔Ｐ０に等しい と仮定する。

まず始めに、印刷されまたは物理的に取り付けられた第１の格子５２を有する図 ２の装置５０は図１の装置１０と非常に似ている作用をする。対象物または支持 体６２がライン７０に平行に移行するときに検出装置！！５８によって受けられ た強さまたはモアレパターンは周期的に変化し、輪郭間隔毎に１回変化する。し かしながら、図１に示すような第１の光学装置１２がないので、図２の構成中に 傾斜性はなく、Ｃのための表現は方程式（４）の係数と２の係数だけ異なり、以 下のように定義される。

Ｃ＝Ｐｏ／（ｔａｎθ）　（５） 図１及び２の装置１０及び５０の操作の間の生な差異は倍率及び倍率の変化に関 係がある。より詳しくは、図１の装置１０において拡散反射表面２２の距離りが ライン２８に平行な距離において変化すると、拡散反射表面２２上の第１の格子 １８の像のパターンの間隔Ｐ０はレンズ２０によって生ずる倍率の変化によって 変化する。しかしながら、レンズ１８による倍率のこの変化は、等しいが反対方 向の倍率変化を行う第２の光学装置３０のＩノンズ３２によって補償される。し たがって、第２の格子３４上に拡散反射表面２２から結像した格子パターンの間 隔は一定のままであり、第２の格子３４の間隔に一致したままである。結果とし て、対象物または支持体２４の拡散反射表面２２が移行するときに、一致した格 子は一致したままであり、検出器ｒ１１３６の格子像は全体のモアレパターンに 亙って互いに一様にシフトする。

しかしながら、図２の装置５０において、拡散反射表面６０上に印刷された格子 ５２を有する図１の第２の光学手段３０と等価の１つの光学装置があるだけだか らこの倍率変化補償は行われない。したがって拡散反射表面６０がライン７０に 平行に移行するときに、第２の格子５６で２つの格子パターンの間に倍率の不一 致が起こる。倍率の不一致は検出装置５８でみえる第１と第２との異なる間隔の 格子パターン間のモアレによって生じる空間的に変化する強さのパターンとして 明らかになる。異なる間隔によって発生する低い空間的な周波数ビートパターン は格子間不一致が増加するときに間隔が減少し、不一致がない場合にビート間隔 は無限である。したがって、モアレ距離測定における初期位置において、ビート パターンはなく、第２の格子５６で格子パターンが一致する。対象物または支持 体６２がこの初期位置から離れるに従って、その結果モアレパターンのビート周 波数は増加する。

拡散反射表面６０がライン７０に平行な方向に移行するときに、検出装置５８に よってわかるように、ビートパターンは像に亙って移動するように現れ、モアレ パターンの小さい領域に亙って拡散反射表面６０の移行量を情報として含むため に必要な強度の周期的な変化が生じる。図２における装置５０においてこの倍率 変化を見る１つの方法は輪郭間隔Ｃが（第２の格子５６の異なる点に対応した） レンズ５４の視野にわたって変化し、各場所において輪郭間隔Ｃが一定であるこ とである。

図３を参照すると、斜線を引かれた複数の平行な矩形領域（そのうちの４つは参 照数字８８．８９．９２．９３で示す）を含むダイヤグラムが示され、その矩形 領域は第１の格子５２についてのもので、さらに、軸線８４を有するレンズ５４ 、及び第２の格子５６及び異なる入射角８１．８２で配向される第１と第２の光 線で第２の格子から斜線つきの矩形領域にまで延びるものを示す。図３は見る角 度に関して輪郭間隔が変化し、かつ各場所では一定の輪郭間隔を有するという上 述した説明の理解を助けるものである。斜線付きの矩形領域は実際の格子ライン ではないことを理解すべきである。むしろ、これらの斜線付きの矩形領域は図２ の拡散反射表面６０が移行（一点から他の点へ移動する）ときに第１の格子５２ のラインによって掃引される空間容積を表す。さらにこれらの水平の矩形領域は 第１の格子５２の間隔に対応した固定間隔または空間Ｐ。を維持する。

レンズ５４の軸線８４からの各角度θ、及びＣ２で符号８１．８２を付された第 １及び第２の光線はレンズ５４の視界の異なる部分からの光線を表す。ライン８ １及び８２の双方はレンズ５４の中心（またはさらに正確には入口孔の中心）を 通過し、第２の格子５６上の異なる場所でスタートすることに留意すべきである 。

また、これらの光線は、各場所での強さの測定を記録するために図２の検出手段 ５８の光学検出アレイ６６の素子の視野を画定すると解される。

これらの光線の各々、または検出装置検知素子の輪郭間隔Ｃは与えられた光線と 第１の格子５２の格子ラインの隣接した空間容積の中心との交点間の（拡散反射 表面６０の移行方向に平行な）Ｚ軸に平行な距離を測定することによって見いだ される。例えば、光線８１と隣接した斜線付きの空間容積８８及び８９と交点の 間の距離はＣ１と称される。同様に光線８２と隣接した斜線付きの空間容積９２ 及び９３と交点の間の距離はＣ２と称される。図２の拡散反射表面６０があらか じめ決定された距離Ｃ１だけ移行するときに光線８１は隣接する空間容積８８及 び８９の中心の間を移動する。

より詳しく述べれば、その上に第１の格子５２を有する拡散反射表面６０が容積 ８８の点８６で光線８１との交点が生じる所定の点でスタートするならば、レン ズ５４に向かう距離Ｃ１だけの表面の移行が容積８８の点８６から容積８９の点 ８７まで表面６０と光線８１の交点を変化させる。同様に、その上に第１の格子 ５２を有する拡散反射表面６０がレンズ５４に向かう距離Ｃ２だけ移行するなら ば、表面６０と光線８２との交点は容積９２の点９０から容積９３の点９１まで 変化する。この構成は、光線が第１の格子５２の隣接するライン間を横断すると きにモアレパターンが明−暗一明と変化することを示す。したがって、光線８１ 及び８２の輪郭間隔は異なり、それぞれＣ１、Ｃ２に等しい。輪郭間隔ＣＩ及び Ｃ２は次の関係によって定義される。

Ｃ２＝ＰＯ／　（ｔａｎθ１）、及びＣ２＝ＰＯ／　（ｔａｎθ２）　（６）輪 郭間隔Ｃ１及びＣ２のための方程式が２つの異なる角度でめられる方程式（５） を使用することに留意することは重要であり、この結果は視認角θが図２の対象 物または支持体６２の拡散反射表面６０にわたって変化するという事実を単に反 映する。また、図３の斜線によって示される隣接した空間容積の間の関係は各光 線８１．８２に沿ってはどこでも同様の結果が得られるので、これらの別の輪郭 間隔Ｃ，，Ｃ２は一定である。したがって、図２の装置５０は、検出装置５６の アレイ６６上の与えられた場所において適当な輪郭間隔を加えることによってモ アレ距離測定を得ると解される。対象物または支持体６２の移行距離に直すよう に輪郭間隔の数を変換するために方程式（６）に示した輪郭間隔の値が必要にな る。輪郭間隔の値は検出器の場所のようないくつかのファクタに依存するから、 その対象として図２の装置５０を実験的に補正する。補正の目的で、装置５０は 既知の寸法で設定され、拡散反射表面６０及び第１の格子５２を有する対象物ま たは支持体６２は、ライン７０に平行な知られた距離だけ移行する。結果として 得られる測定はある数の輪郭間隔を示す。次に、知られた距離を輪郭間隔の測定 数で割り、装置５０を設定するための輪郭間隔の値をめる。

次の説明は装置５０によって発生するモアレパターンに生じる理解を助けるため に行う。拡散反射表面６０を始めの距離りに配置すると、第１の格子５２の像は レンズ５４によって第２の格子５６の間隔Ｐに重なり一致する。したがって、そ の結果のモアレパターンは第１の格子像のラインが第２の格子５６のラインに整 合するときに、間隔Ｐを有する明と暗の交互の一様な間隔の縦の直線として現れ る。拡散反射表面６０がライン７０に平行な第１の位置である初期位置から移行 するときに、第１の格子５２の像は第２の格子５６に関して一方の側に移行する だけではなく、同時に倍率ファクタの変化によって大きさが変化する。この結果 、パターンの中心において明暗明の変化が見られ、モアレパターンの縁部に向か って移動する間にこれらの明暗明の変化は図３の視認角に関して輪郭間隔を変化 させることによって示されるような異なる速度で位相から外れる。

ここに説明した特定の実施例は単に本発明の精神及び観点を図示することを意図 したものであることを理解すべきである。本発明の原理にしたがって当業者によ って変更が容易に行われ得る。例えば、第１の格子５２の品質について厳しい要 求はない。第１の格子５２は、必要が生じたときに、スティッ力上に印刷し、対 象物または支持体上６２に配置することができる。製造において、部品を監視す るために、第１の格子５２をいくつかの他の製造工程における１段階として部品 内に成形し、部品上に配置することができる。さらに本発明による装置５０は第 １と第２の格子の間に回転を導入する場合にも作用する。この場合に、（対象物 または支持体６２の移行によって導入されるモアレパターンに直角な）固定され た“水平な”モアレパターンが第２の格子５６を通して伝達される機内に現れる 。さらに検出装置５８の出力で、与えられた米国特許第４．７９４，５５０号に 開示されたものと同様な適当な信号処理装置を使用することができる。特に、検 出装置５８の出力信号に生じる輪郭間隔の全体数を計数するためにプログラムさ れたコンピュータを使用することができる。このコンピュータは現在の距離測定 を決定するために検出された現在の部分的な輪郭間隔に輪郭間隔の全体数を動的 に加えることができる。

ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ 要約書 対象物または支持体の拡散反射表面のモアレ距離及び変位測定を行うために開示 された方法及び装置。特に、第１の格子は拡散反射表面上に物理的に配置され、 形成され、または印刷されている。第１の格子の像が第２の格子の背後にモアレ パターンを発生するために像形成手段によって第２の格子上に形成される。像形 成手段に関する拡散反射表面の初期位置において、第１の格子と第２の格子の像 間隔は一致する。拡散反射表面がそれに対して垂直方向に初期位置から離れるよ うに移動することによって第１の格子像の移行し変化する拡大パターンと第２の 格子のパターンとの間にモアレによって作られる空間的に変化する強さのパター ンを生成する。モアレパターンの一時的な変化は初期位置からの拡散反射表面の 瞬間の距離及び変位に関する情報を得るために検出され、使用される。

国際膿杏翰牛

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）測定する拡散反射表面上に第１の格子を配置、形成または印刷し、（ ｂ）モアレパターンを生成するため、像形成装置によって第２の格子上に第１の 格子の像を形成し、 （ｃ）拡散反射表面がその平面に垂直に移動するときにモアレパターンにおける 変化を検出して初期位置からの拡散反射表面の距離に関する情報を提供する段階 を有するモアレ距離測定方法。
2. ２．段階（ｂ）において拡散反射表面に垂直なラインに関して所定の鋭角で像形 成手段の光軸を配置する請求項１に記載の方法。
3. ３．段階（ｂ）において拡散反射表面を初期の距離に配置するときに第２の格子 間隔に一致する間隔を有する第１の格子の像を形成する請求項１に記載の方法。
4. ４．段階（ｂ）において拡散反射表面が初期位置にないときに、第２の格子の間 隔に一致しない間隔を有する第１の格子の像を形成し、それによって第１の格子 像のパターンと第２の格子のパターンとの間でモアレによって生じる空間的に変 化する強さのパターンとしてそれ自身が表れる倍率の不一致を作る請求項３に記 載の方法。
5. ５．段階（ｃ）において、 （Ｃ１）モアレパターンにおけるあらかじめ選択された点で輪郭間隔の寸法を測 定し、輪郭間隔は第１の格子の像を第２の格子に関して１つの間隔だけシフトす ることが必要な拡散反射表面の移動を表し、あらかじめ選択された点において像 形成手段の軸線に関する所定の視認角に依存し、（Ｃ２）あらかじめ選択された 点で第２の格子に関して第１の格子の像をシフトさせることによって作られる輪 郭間隔の数を計数し、輪郭間隔の数を測定して初期位置からの拡散反射表面の現 在の距離に関する情報を得る段階を実行する請求項４に記載の方法。
6. ６．段階（Ｃ）において、モアレパターンの変化は光検出器を使用して検出され る請求項１に記載の方法。
7. ７．段階（Ｃ）において、モアレパターンの変化はビデオカメラを使用して検出 される請求項１に記載の方法。
8. ８．測定する拡散反射表面上に配置され形成されまたは印刷された第１の格子と 、 第２の格子と、 モアレパターンを発生するために第２の格子上に第１の格子の像を形成するため の像形成手段と、 拡散反射表面がそれに垂直な方向に移動するときにモアレパターン内の変化を光 学的に検出し、初期位置からの拡散反射表面の距離測定に関する情報を提供する ための手段とを有するモアレ距離測定装置。
9. ９．像形成装置の光軸は拡散反射表面の垂直線に関して所定の鋭角に配置されて いる請求項８に記載のモアレ距離測定装置。
10. １０．第１の格子は第１の所定の間隔を有する透明な及び不透明な平行ラインま たは領域を有し、 第２の格子は像形成手段を拡散反射表面から初期位置に配置するときに第１の格 子の像の間隔に一致する第２の所定の間隔を備えた透明な及び不透明な平行ライ ンまたは領域を有する請求項８に記載のモアレ距離測定装置。
11. １１．第２の格子は拡散反射表面が初期位置から移動するときに第１の格子の像 の間隔に一致しない間隔を備えており、それによって、第１の格子像のパターン と第２の格子のパターンとの間でモアレによって生じる空間的に変化する強さの パターンとしてそれ自身が表れる倍率の不一致が生じる請求項１０に記載のモア レ距離測定装置。
12. １２．前記光学検出手段は計数が始まったときにモアレパターンにおけるあらか じめ選択された点で第２の格子に関して第１の格子の像をシフトさせることによ って作られる輪郭間隔の数を計数して輪郭間隔の数を測定し、初期位置からの拡 散反射表面の現在の距離に関する情報を提供するための手段を有し、輪郭間隔は 、第１の格子の像を第２の格子に関して１つの間隔だけシフトすることが必要な 拡散反射表面の移動を表し、あらかじめ選択された点において像形成手段の軸線 に関する所定の視認角に依存する請求項１１に記載のモアレ距離測定装置。
13. １３．検出手段は光検出器を有する請求項８に記載のモアレ距離測定装置。
14. １４．光検出器はビデオカメラである請求項１３に記載のモアレ距離測定装置。
15. １５．所定の間隔を有する透明な及び不透明な平行ラインまたは領域を有する拡 散反射表面上に物理的に配置され、形成されまたは印刷される第１の格子と、対 象物または支持体の拡散反射表面を照射するための光源と、第１の格子の像を形 成するための像形成手段と、像形成手段が初期位置にあるときに第１の格子の像 間隔に一致する所定の間隔を備えた透明な及び不透明な平行ラインを有する第１ の格子像に配置された第２の格子と、 第１と第２の格子によって作られた結果としてのモアレパターンを観察するため の検出手段とを有する対象物または支持体の拡散反射表面の距離または変位を測 定するためのモアレ距離測定装置。
16. １６．第２の格子は拡散反射表面が表面に垂直な方向に初期位置から移動すると きに第１の格子の像の間隔に一致しない間隔を備えており、それによって、第１ の格子像のパターンと第２の格子のパターンとの間でモアレによって生じる空間 的に変化する強さのパターンとしてそれ自身が表れる倍率の不一致が生じる請求 項１５に記載のモアレ距離測定装置。
17. １７．前記検出手段は、モアレパターンにおけるあらかじめ選択された点で第２ の格子に関して第１の格子の像をシフトさせることによって作られる輪郭間隔の 数を計数して輪郭間隔の数を測定し、初期位置からの拡散反射表面の現在の距離 に関する情報を提供するための手段を有し、輪郭間隔は、第１の格子の像を第２ の格子に関して１つの間隔だけシフトすることが必要な拡散反射表面の移動を表 し、あらかじめ選択された点において像形成手段の軸線に関する所定の視認角に 依存する請求項１６に記載のモアレ距離測定装置。
18. １８．検出手段は光検出器を有する請求項１５に記載のモアレ距離測定装置。
19. １９．光検出器はビデオカメラである請求項１８に記載のモアレ距離測定装置。