JPH06160045A - 電磁波干渉縞の不要光除去方法および電磁波干渉縞を用いた測定方法 - Google Patents
電磁波干渉縞の不要光除去方法および電磁波干渉縞を用いた測定方法Info
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- JPH06160045A JPH06160045A JP31536392A JP31536392A JPH06160045A JP H06160045 A JPH06160045 A JP H06160045A JP 31536392 A JP31536392 A JP 31536392A JP 31536392 A JP31536392 A JP 31536392A JP H06160045 A JPH06160045 A JP H06160045A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第１発明の目的は、干渉縞よりｃｏｓ縞成分
を抽出する方法の提供にあり、第２発明の目的は、干渉
縞より抽出されたｃｏｓ縞成分を利用して、形状を正確
に測定する方法の提供にある。 【構成】 干渉縞を生じさせる一方の電磁波を被測定物
２に当て、その光強度分布を第１光強度分布記憶手段９
で記憶する。他方の電磁波を被測定物２に当て、その光
強度分布を第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。干
渉縞を被測定物２に当て、その光強度分布を第３光強度
分布記憶手段１０で記憶する。不要光除去手段１２で、
第１、第２、第３光強度分布記憶手段９、１１、１０の
記憶する各光強度分布より、演算によって各画素毎にお
けるｃｏｓ縞成分を抽出する。そして、測定手段１３に
よって、得られたｃｏｓ縞成分より、各画素毎における
位置を算出し、各画素毎の位置より形状を測定する。
を抽出する方法の提供にあり、第２発明の目的は、干渉
縞より抽出されたｃｏｓ縞成分を利用して、形状を正確
に測定する方法の提供にある。 【構成】 干渉縞を生じさせる一方の電磁波を被測定物
２に当て、その光強度分布を第１光強度分布記憶手段９
で記憶する。他方の電磁波を被測定物２に当て、その光
強度分布を第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。干
渉縞を被測定物２に当て、その光強度分布を第３光強度
分布記憶手段１０で記憶する。不要光除去手段１２で、
第１、第２、第３光強度分布記憶手段９、１１、１０の
記憶する各光強度分布より、演算によって各画素毎にお
けるｃｏｓ縞成分を抽出する。そして、測定手段１３に
よって、得られたｃｏｓ縞成分より、各画素毎における
位置を算出し、各画素毎の位置より形状を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの電磁波の干渉に
よって生じる干渉縞より不要光を取り除き、干渉縞中の
ｃｏｓ縞成分を抽出する電磁波干渉縞の不要光除去方法
と、この不要光除去方法を利用して被測定物の形状や色
などを測定する電磁波干渉縞を用いた測定方法に関す
る。
よって生じる干渉縞より不要光を取り除き、干渉縞中の
ｃｏｓ縞成分を抽出する電磁波干渉縞の不要光除去方法
と、この不要光除去方法を利用して被測定物の形状や色
などを測定する電磁波干渉縞を用いた測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】２つの電磁波の干渉によって生じる干渉
縞を、被測定物である物体に投射し、物体に投射された
多数の干渉縞の分布状態から、被測定物の形状や色を測
定する研究がなされている。
縞を、被測定物である物体に投射し、物体に投射された
多数の干渉縞の分布状態から、被測定物の形状や色を測
定する研究がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の技術
では、被測定物に投射され、反射した電磁波が被測定物
の他の位置に当たり、その不要光をセンサで測定するた
め、測定精度が低い不具合を有していた。同様に、例え
ば皮膚など電磁波を透過する被測定物を測定する場合、
被測定部に当たった電磁波の一部が被測定物に透過、拡
散し、その不要光をセンサで測定するため、測定精度が
低い不具合を有していた。さらに、多数の干渉縞の分布
状態で被測定物を測定するものは、干渉縞に飛び越しの
発生の可能性があるため、干渉縞の飛び越しの発生によ
って測定精度が劣化する不具合を有していた。
では、被測定物に投射され、反射した電磁波が被測定物
の他の位置に当たり、その不要光をセンサで測定するた
め、測定精度が低い不具合を有していた。同様に、例え
ば皮膚など電磁波を透過する被測定物を測定する場合、
被測定部に当たった電磁波の一部が被測定物に透過、拡
散し、その不要光をセンサで測定するため、測定精度が
低い不具合を有していた。さらに、多数の干渉縞の分布
状態で被測定物を測定するものは、干渉縞に飛び越しの
発生の可能性があるため、干渉縞の飛び越しの発生によ
って測定精度が劣化する不具合を有していた。
【０００４】
【発明の目的】第１発明の目的は、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞より不要光を取り除く電磁波干渉
縞の不要光除去方法の提供にあり、第２発明の目的は、
２つの電磁波の干渉を用いて被測定物の形状や色などを
正確に測定する電磁波干渉縞を用いた測定方法の提供に
ある。
によって生じる干渉縞より不要光を取り除く電磁波干渉
縞の不要光除去方法の提供にあり、第２発明の目的は、
２つの電磁波の干渉を用いて被測定物の形状や色などを
正確に測定する電磁波干渉縞を用いた測定方法の提供に
ある。
【０００５】
〔第１発明〕第１発明の電磁波干渉縞の不要光除去方法
は、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を被
投射体に投射し、その被投射体に投射された光強度分布
を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分布記
憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁
波を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射された
光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光
強度分布記憶手段と、２つの電磁波の干渉によって生じ
る干渉縞を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射
された光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する
第３光強度分布記憶手段と、この第３光強度分布記憶手
段の記憶する光強度分布から、前記第１、第２光強度分
布記憶手段の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、
干渉縞よりｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段とを
備えた技術的手段を採用する。 〔第２発明〕第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
は、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内
を投射し、その被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度分布を記憶する第３光強度分布記憶手段
と、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を前
記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強度
分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分
布記憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の
電磁波を前記被測定物に投射し、その被測定物に投射さ
れた光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第
２光強度分布記憶手段と、第３光強度分布記憶手段の記
憶する光強度分布から、第１、第２光強度分布記憶手段
の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、干渉縞より
ｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段と、干渉縞中よ
り不要光を取り除いたｃｏｓ縞成分の光強度分布より被
測定物を測定する測定手段とを備えた技術的手段を採用
する。なお、第１、第２発明ともに、一方の電磁波、他
方の電磁波、干渉縞の投射順序は、限定されるものでは
なく、種々変更可能なものである。
は、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を被
投射体に投射し、その被投射体に投射された光強度分布
を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分布記
憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁
波を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射された
光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光
強度分布記憶手段と、２つの電磁波の干渉によって生じ
る干渉縞を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射
された光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する
第３光強度分布記憶手段と、この第３光強度分布記憶手
段の記憶する光強度分布から、前記第１、第２光強度分
布記憶手段の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、
干渉縞よりｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段とを
備えた技術的手段を採用する。 〔第２発明〕第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
は、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内
を投射し、その被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度分布を記憶する第３光強度分布記憶手段
と、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を前
記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強度
分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分
布記憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の
電磁波を前記被測定物に投射し、その被測定物に投射さ
れた光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第
２光強度分布記憶手段と、第３光強度分布記憶手段の記
憶する光強度分布から、第１、第２光強度分布記憶手段
の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、干渉縞より
ｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段と、干渉縞中よ
り不要光を取り除いたｃｏｓ縞成分の光強度分布より被
測定物を測定する測定手段とを備えた技術的手段を採用
する。なお、第１、第２発明ともに、一方の電磁波、他
方の電磁波、干渉縞の投射順序は、限定されるものでは
なく、種々変更可能なものである。
【０００６】
〔第１発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被投射体に投射する。そして、被投射体に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被投射体に投射する。そして、
被投射体に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、２つの電磁波によって生じる干渉縞を被投射体に投
射する。そして、被投射体に投射された光強度分布を撮
影し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段
で記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分
布記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第
２光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干
渉縞のｃｏｓ縞成分を抽出する。 〔第２発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被測定物に投射する。そして、被測定物に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被測定物に投射する。そして、
被測定物に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波によっ
て生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内を投射
する。そして、被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段で
記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分布
記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第２
光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干渉
縞のｃｏｓ縞成分を抽出し、測定手段で不要光の取り除
かれたｃｏｓ縞成分の光強度分布より、被測定物を測定
する。なお、被測定物の色を測定する場合は、被測定物
に投射させる電磁波を、複数の色の波長とし（例えば、
レーザ光の色を変えたり、カラーフィルタを変えて通す
など）、それぞれのｃｏｓ縞成分の光強度分布の比か
ら、被測定物の色を測定する。
の電磁波を被投射体に投射する。そして、被投射体に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被投射体に投射する。そして、
被投射体に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、２つの電磁波によって生じる干渉縞を被投射体に投
射する。そして、被投射体に投射された光強度分布を撮
影し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段
で記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分
布記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第
２光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干
渉縞のｃｏｓ縞成分を抽出する。 〔第２発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被測定物に投射する。そして、被測定物に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被測定物に投射する。そして、
被測定物に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波によっ
て生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内を投射
する。そして、被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段で
記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分布
記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第２
光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干渉
縞のｃｏｓ縞成分を抽出し、測定手段で不要光の取り除
かれたｃｏｓ縞成分の光強度分布より、被測定物を測定
する。なお、被測定物の色を測定する場合は、被測定物
に投射させる電磁波を、複数の色の波長とし（例えば、
レーザ光の色を変えたり、カラーフィルタを変えて通す
など）、それぞれのｃｏｓ縞成分の光強度分布の比か
ら、被測定物の色を測定する。
【０００７】
【発明の効果】第１発明では、電磁波の干渉縞より不要
光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出することができ
る。また、第２発明では、干渉縞の光強度の極小から極
大の範囲内を被測定物に投射しているため、従来のよう
な縞の飛び越しがなく、かつ不要光が除去されたｃｏｓ
縞成分を用いて被測定物を測定できるため、従来に比較
して、測定精度を高めることができる。
光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出することができ
る。また、第２発明では、干渉縞の光強度の極小から極
大の範囲内を被測定物に投射しているため、従来のよう
な縞の飛び越しがなく、かつ不要光が除去されたｃｏｓ
縞成分を用いて被測定物を測定できるため、従来に比較
して、測定精度を高めることができる。
【０００８】
【実施例】次に、第１発明の電磁波干渉縞の不要光除去
方法および第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図３は第１実施例を示
すもので、図１は電磁波干渉縞の不要光除去方法および
電磁波干渉縞を用いた測定方法を利用して、被測定物の
形状を測定する測定装置のブロック図、図２は２つの電
磁波を放射して被測定物に干渉縞を生じさせるレーザ装
置の概略構成図である。本実施例の測定装置１は、例え
ば歯牙を切削して得られた形成欠損部の形状を測定する
もので、容易に動くことのできないように固定された患
者の歯牙（被投射体であり、かつ被測定物）２の形成欠
損部（測定範囲内）に、電磁波（レーザ光）による干渉
縞の光強度の極小から極大（極大から極小でも同じ）の
範囲内を投射させるレーザ装置３と、被測定物２に照射
された光強度分布を撮影するカメラ４と、レーザ装置３
を制御するとともに、カメラ４の撮影した光強度分布か
ら、被測定物２の測定範囲の形状を算出（測定）するコ
ンピュータを使用した電気回路５とからなる。なお、本
実施例では、電気回路５にモニター装置６が接続され、
測定装置１の使用者等に測定装置１の操作手順や、カメ
ラ４で測定した光分布状態、測定結果等を表示するよう
に設けられている。
方法および第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図３は第１実施例を示
すもので、図１は電磁波干渉縞の不要光除去方法および
電磁波干渉縞を用いた測定方法を利用して、被測定物の
形状を測定する測定装置のブロック図、図２は２つの電
磁波を放射して被測定物に干渉縞を生じさせるレーザ装
置の概略構成図である。本実施例の測定装置１は、例え
ば歯牙を切削して得られた形成欠損部の形状を測定する
もので、容易に動くことのできないように固定された患
者の歯牙（被投射体であり、かつ被測定物）２の形成欠
損部（測定範囲内）に、電磁波（レーザ光）による干渉
縞の光強度の極小から極大（極大から極小でも同じ）の
範囲内を投射させるレーザ装置３と、被測定物２に照射
された光強度分布を撮影するカメラ４と、レーザ装置３
を制御するとともに、カメラ４の撮影した光強度分布か
ら、被測定物２の測定範囲の形状を算出（測定）するコ
ンピュータを使用した電気回路５とからなる。なお、本
実施例では、電気回路５にモニター装置６が接続され、
測定装置１の使用者等に測定装置１の操作手順や、カメ
ラ４で測定した光分布状態、測定結果等を表示するよう
に設けられている。
【０００９】レーザ装置３の一例を図２に示す。レーザ
装置３は、コヒーレント光を照射する半導体レーザ７、
この半導体レーザ７の照射した光の一部を反射し、他の
光を透過する第１ハーフミラーＨＭ1 、この第１ハーフ
ミラーＨＭ1 の反射した光を被測定物２に向ける第１ミ
ラーＭ1 、第１ハーフミラーＨＭ1 を透過した光を反射
させる第２ミラーＭ2 、この第２ミラーＭ2 が反射した
光を被測定物２に向けるとともに、第１ミラーＭ1 から
被測定物２に向かう光を透過する第２ハーフミラーＨＭ
2 を備える。また、レーザ装置３は、第１ハーフミラー
ＨＭ1 から第１ミラーＭ1 へ向かう光の第１光路Ｒ1 、
第２ミラーＭ2 から第２ハーフミラーＨＭ2 へ向かう光
の第２光路Ｒ2 の一方を遮断することが可能なシャッタ
８を備える。このシャッタ８は、第１光路Ｒ1 および第
２光路Ｒ2 の両方を開放することにより、第１光路Ｒ1
を通る電磁波と第２光路Ｒ2 を通る電磁波によって被測
定物２に干渉縞が照射され、第１光路Ｒ1 を開放し、第
２光路Ｒ2 を遮断することにより、第１光路Ｒ1 を通る
電磁波のみが被測定物２に照射され、第１光路Ｒ1を遮
断し、第２光路Ｒ2 を開放することにより、第２光路Ｒ
2 を通る電磁波のみが被測定物２に照射される。そし
て、半導体レーザ７やシャッタ８の作動は、電気回路５
によって制御される。なお、レーザ装置３は、被測定物
２の測定範囲内に、干渉縞の光強度の極小から極大の範
囲内を投射させるように設けられている。
装置３は、コヒーレント光を照射する半導体レーザ７、
この半導体レーザ７の照射した光の一部を反射し、他の
光を透過する第１ハーフミラーＨＭ1 、この第１ハーフ
ミラーＨＭ1 の反射した光を被測定物２に向ける第１ミ
ラーＭ1 、第１ハーフミラーＨＭ1 を透過した光を反射
させる第２ミラーＭ2 、この第２ミラーＭ2 が反射した
光を被測定物２に向けるとともに、第１ミラーＭ1 から
被測定物２に向かう光を透過する第２ハーフミラーＨＭ
2 を備える。また、レーザ装置３は、第１ハーフミラー
ＨＭ1 から第１ミラーＭ1 へ向かう光の第１光路Ｒ1 、
第２ミラーＭ2 から第２ハーフミラーＨＭ2 へ向かう光
の第２光路Ｒ2 の一方を遮断することが可能なシャッタ
８を備える。このシャッタ８は、第１光路Ｒ1 および第
２光路Ｒ2 の両方を開放することにより、第１光路Ｒ1
を通る電磁波と第２光路Ｒ2 を通る電磁波によって被測
定物２に干渉縞が照射され、第１光路Ｒ1 を開放し、第
２光路Ｒ2 を遮断することにより、第１光路Ｒ1 を通る
電磁波のみが被測定物２に照射され、第１光路Ｒ1を遮
断し、第２光路Ｒ2 を開放することにより、第２光路Ｒ
2 を通る電磁波のみが被測定物２に照射される。そし
て、半導体レーザ７やシャッタ８の作動は、電気回路５
によって制御される。なお、レーザ装置３は、被測定物
２の測定範囲内に、干渉縞の光強度の極小から極大の範
囲内を投射させるように設けられている。
【００１０】カメラ４は、例えば画素数の多い高感度Ｃ
ＣＤカメラで、電気回路５は、各画素によって検出され
る光強度を読み取ることができる。なお、カメラ４はＣ
ＣＤカメラに限定されるものでなく、カメラ４の撮影し
た受像体を用いて、最終的に電気回路５の内部で受像体
の光強度分布を読み取れるものであれば良い。
ＣＤカメラで、電気回路５は、各画素によって検出され
る光強度を読み取ることができる。なお、カメラ４はＣ
ＣＤカメラに限定されるものでなく、カメラ４の撮影し
た受像体を用いて、最終的に電気回路５の内部で受像体
の光強度分布を読み取れるものであれば良い。
【００１１】電気回路５は、半導体レーザ７やシャッタ
８の作動を制御するとともに、カメラ４の読み込んだ被
測定物２の光強度分布から干渉縞から、２次以降の多次
散乱光、像界スペックル、回析界スペックルなどの不要
光を取り除いてｃｏｓ縞成分とし、このｃｏｓ縞成分を
基に被測定物２の測定範囲内の形状を算出することによ
って、測定結果を得るものである。この電気回路５の作
動の一例を図３のフローチャートを用いて説明する。本
実施例では、まずシャッタ８によって第２光路Ｒ2 のみ
を遮断し、第１光路Ｒ1 を通る光のみを被測定物２に照
射させる（ステップＳ1 ）。この状態で、カメラ４によ
って被測定物２を撮影し、各画素毎における光強度を記
憶する。つまり、第１光路Ｒ1 のみを通る光の照射され
た被測定物２の光強度分布を記憶する（第１光強度分布
記憶手段９の作動、ステップＳ2 ）。次に、シャッタ８
によって第１、第２光路Ｒ1 、Ｒ2 の両方を開放し、第
１光路Ｒ1 を通る光と第２光路Ｒ2 を通る光による干渉
縞を被測定物２に照射させる（ステップＳ3 ）。この状
態で、カメラ４によって被測定物２を撮影し、各画素毎
における光強度を記憶する。つまり、被測定物２に照射
された干渉縞の光強度分布を記憶する（第３光強度分布
記憶手段１０の作動、ステップＳ4 ）。次に、シャッタ
８によって第１光路Ｒ1 のみを遮断し、第２光路Ｒ2 を
通る光のみを被測定物２に照射させる（ステップＳ5
）。この状態で、カメラ４によって被測定物２を撮影
し、各画素毎における光強度を記憶する。つまり、第２
光路Ｒ2 のみを通る光の照射された被測定物２の光強度
分布を記憶する（第２光強度分布記憶手段１１の作動、
ステップＳ6 ）。次に、第１、第２、第３光強度分布記
憶手段９、１１、１０の記憶する光強度分布を用いて干
渉縞より不要光成分を除去し、ｃｏｓ縞成分を抽出する
（不要光除去手段１２の作動、ステップＳ7 ）。この不
要光除去手段１２の作動を、具体的に説明する。干渉縞
は、次の式の関係を有する。
８の作動を制御するとともに、カメラ４の読み込んだ被
測定物２の光強度分布から干渉縞から、２次以降の多次
散乱光、像界スペックル、回析界スペックルなどの不要
光を取り除いてｃｏｓ縞成分とし、このｃｏｓ縞成分を
基に被測定物２の測定範囲内の形状を算出することによ
って、測定結果を得るものである。この電気回路５の作
動の一例を図３のフローチャートを用いて説明する。本
実施例では、まずシャッタ８によって第２光路Ｒ2 のみ
を遮断し、第１光路Ｒ1 を通る光のみを被測定物２に照
射させる（ステップＳ1 ）。この状態で、カメラ４によ
って被測定物２を撮影し、各画素毎における光強度を記
憶する。つまり、第１光路Ｒ1 のみを通る光の照射され
た被測定物２の光強度分布を記憶する（第１光強度分布
記憶手段９の作動、ステップＳ2 ）。次に、シャッタ８
によって第１、第２光路Ｒ1 、Ｒ2 の両方を開放し、第
１光路Ｒ1 を通る光と第２光路Ｒ2 を通る光による干渉
縞を被測定物２に照射させる（ステップＳ3 ）。この状
態で、カメラ４によって被測定物２を撮影し、各画素毎
における光強度を記憶する。つまり、被測定物２に照射
された干渉縞の光強度分布を記憶する（第３光強度分布
記憶手段１０の作動、ステップＳ4 ）。次に、シャッタ
８によって第１光路Ｒ1 のみを遮断し、第２光路Ｒ2 を
通る光のみを被測定物２に照射させる（ステップＳ5
）。この状態で、カメラ４によって被測定物２を撮影
し、各画素毎における光強度を記憶する。つまり、第２
光路Ｒ2 のみを通る光の照射された被測定物２の光強度
分布を記憶する（第２光強度分布記憶手段１１の作動、
ステップＳ6 ）。次に、第１、第２、第３光強度分布記
憶手段９、１１、１０の記憶する光強度分布を用いて干
渉縞より不要光成分を除去し、ｃｏｓ縞成分を抽出する
（不要光除去手段１２の作動、ステップＳ7 ）。この不
要光除去手段１２の作動を、具体的に説明する。干渉縞
は、次の式の関係を有する。
【数１】Ａ3 2 ＝Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓθ なお、Ａ1 は第１光路Ｒ1 のみによる光強度、Ａ2 は第
２光路Ｒ2 のみによる光強度、Ａ3 は干渉縞による光強
度である。次に、次式の演算を行う。
２光路Ｒ2 のみによる光強度、Ａ3 は干渉縞による光強
度である。次に、次式の演算を行う。
【数２】ｙ＝ｋ｛Ａ3 2 −（Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ）｝ なお、ｋは算出精度を高めるための任意の定数である。
次に、次式の演算を行う。
次に、次式の演算を行う。
【数３】２ｋｃｏｓθ＝ｙ／（Ａ1 ・Ａ2 ） この演算は、各画素毎に行われる。次に、不要光が除去
された光強度分布を基に、被測定物２の測定範囲内の形
状の算出を行う（測定手段１３の作動、ステップＳ8
）。この演算は、各画素毎において三角測量法によっ
て、各画素毎の位置を算出し、各画素の算出する位置関
係から被測定物２の測定範囲の形状を算出し、測定値を
得るものである。なお、測定範囲内に、干渉縞が当たら
ない欠損部が有れば、レーザ装置３より照射される光の
照射位置を変えて、欠損部の測定を行う。
された光強度分布を基に、被測定物２の測定範囲内の形
状の算出を行う（測定手段１３の作動、ステップＳ8
）。この演算は、各画素毎において三角測量法によっ
て、各画素毎の位置を算出し、各画素の算出する位置関
係から被測定物２の測定範囲の形状を算出し、測定値を
得るものである。なお、測定範囲内に、干渉縞が当たら
ない欠損部が有れば、レーザ装置３より照射される光の
照射位置を変えて、欠損部の測定を行う。
【００１２】なお、被測定物２の形状の測定結果の利用
の一例を示す。被測定物２が歯牙で、その形成切削部の
形状を測定した場合、その測定結果を基に３次元切削機
（図示しない）を操作して、形成切削部に嵌め込まれる
歯冠修復用補填物を作成する。これによって、患者から
印象などによって型取りし、その型から歯冠修復用補填
物を作成する技術に比較して、迅速かつ正確な歯冠修復
用補填物を得ることができる。
の一例を示す。被測定物２が歯牙で、その形成切削部の
形状を測定した場合、その測定結果を基に３次元切削機
（図示しない）を操作して、形成切削部に嵌め込まれる
歯冠修復用補填物を作成する。これによって、患者から
印象などによって型取りし、その型から歯冠修復用補填
物を作成する技術に比較して、迅速かつ正確な歯冠修復
用補填物を得ることができる。
【００１３】〔実施例の効果〕本実施例では、干渉縞の
飛び越しによる影響がないばかりでなく、電磁波の干渉
縞より不要光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出する
ことができ、その不要光が除去されたｃｏｓ縞成分を用
いて被測定物２を測定できるため、干渉縞を用いて被測
定物２の形状を測定する従来技術に比較して、測定精度
を高めることができる。
飛び越しによる影響がないばかりでなく、電磁波の干渉
縞より不要光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出する
ことができ、その不要光が除去されたｃｏｓ縞成分を用
いて被測定物２を測定できるため、干渉縞を用いて被測
定物２の形状を測定する従来技術に比較して、測定精度
を高めることができる。
【００１４】〔第２実施例〕図４は第２実施例を示すも
ので、電磁波干渉縞の不要光除去方法および電磁波干渉
縞を用いた測定方法を利用して、形状の他に、被測定物
２の色を測定する測定装置１のブロック図である。本実
施例の測定装置１に使用されるレーザ装置３の半導体レ
ーザ７（第１実施例参照）は、３色のレーザ光を切り換
えて発することができるもので、電気回路５の指示に応
じて、赤色レーザ、緑色レーザ、青色レーザを発する。
ので、電磁波干渉縞の不要光除去方法および電磁波干渉
縞を用いた測定方法を利用して、形状の他に、被測定物
２の色を測定する測定装置１のブロック図である。本実
施例の測定装置１に使用されるレーザ装置３の半導体レ
ーザ７（第１実施例参照）は、３色のレーザ光を切り換
えて発することができるもので、電気回路５の指示に応
じて、赤色レーザ、緑色レーザ、青色レーザを発する。
【００１５】そして、電気回路５は、半導体レーザ７で
赤色レーザを放射させ、カメラ４が被測定物２の光強度
分布を撮影する状態で、シャッタ８（第１実施例参照）
を操作して第１光路Ｒ1 （第１実施例参照）のみの光を
被測定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分
布記憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して
第１光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 （第１実施例参照）の両方
を通る光を被測定物２に照射して、その光強度分布を第
３光強度分布記憶手段１０で記憶する。次に、シャッタ
８を操作して第２光路Ｒ2 のみの光を被測定物２に照射
して、その光強度分布を第２光強度分布記憶手段１１で
記憶する。次に、第１、第２、第３光強度分布記憶手段
９、１１、１０で記憶する各光強度分布から、各画素毎
において上記
赤色レーザを放射させ、カメラ４が被測定物２の光強度
分布を撮影する状態で、シャッタ８（第１実施例参照）
を操作して第１光路Ｒ1 （第１実施例参照）のみの光を
被測定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分
布記憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して
第１光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 （第１実施例参照）の両方
を通る光を被測定物２に照射して、その光強度分布を第
３光強度分布記憶手段１０で記憶する。次に、シャッタ
８を操作して第２光路Ｒ2 のみの光を被測定物２に照射
して、その光強度分布を第２光強度分布記憶手段１１で
記憶する。次に、第１、第２、第３光強度分布記憶手段
９、１１、１０で記憶する各光強度分布から、各画素毎
において上記
【数１】、
【数２】、
【数３】を用いて不要光を除去し、赤色レーザで撮影し
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（赤色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１６の作動）。次に、半導体レーザ７の放
射するレーザ光を、赤色レーザから緑色レーザに切替
え、カメラ４が被測定物２の光強度分布を撮影する状態
で、シャッタ８を操作して第１光路Ｒ1 のみの光を被測
定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分布記
憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第１
光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 の両方を通る光を被測定物２に
照射して、その光強度分布を第３光強度分布記憶手段１
０で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第２光路Ｒ
2 のみの光を被測定物２に照射して、その光強度分布を
第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。次に、第１、
第２、第３光強度分布記憶手段９、１１、１０で記憶す
る各光強度分布から、各画素毎において上記
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（赤色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１６の作動）。次に、半導体レーザ７の放
射するレーザ光を、赤色レーザから緑色レーザに切替
え、カメラ４が被測定物２の光強度分布を撮影する状態
で、シャッタ８を操作して第１光路Ｒ1 のみの光を被測
定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分布記
憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第１
光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 の両方を通る光を被測定物２に
照射して、その光強度分布を第３光強度分布記憶手段１
０で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第２光路Ｒ
2 のみの光を被測定物２に照射して、その光強度分布を
第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。次に、第１、
第２、第３光強度分布記憶手段９、１１、１０で記憶す
る各光強度分布から、各画素毎において上記
【数１】、
【数２】、
【数３】を用いて不要光を除去し、緑色レーザで撮影し
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（緑色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１７の作動）。次に、半導体レーザ７の放
射するレーザ光を、緑色レーザから青色レーザに切替
え、カメラ４が被測定物２の光強度分布を撮影する状態
で、シャッタ８を操作して第１光路Ｒ1 のみの光を被測
定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分布記
憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第１
光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 の両方を通る光を被測定物２に
照射して、その光強度分布を第３光強度分布記憶手段１
０で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第２光路Ｒ
2 のみの光を被測定物２に照射して、その光強度分布を
第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。次に、第１、
第２、第３光強度分布記憶手段１０で記憶する各光強度
分布から、各画素毎において上記
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（緑色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１７の作動）。次に、半導体レーザ７の放
射するレーザ光を、緑色レーザから青色レーザに切替
え、カメラ４が被測定物２の光強度分布を撮影する状態
で、シャッタ８を操作して第１光路Ｒ1 のみの光を被測
定物２に照射して、その光強度分布を第１光強度分布記
憶手段９で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第１
光路Ｒ1 と第２光路Ｒ2 の両方を通る光を被測定物２に
照射して、その光強度分布を第３光強度分布記憶手段１
０で記憶する。次に、シャッタ８を操作して第２光路Ｒ
2 のみの光を被測定物２に照射して、その光強度分布を
第２光強度分布記憶手段１１で記憶する。次に、第１、
第２、第３光強度分布記憶手段１０で記憶する各光強度
分布から、各画素毎において上記
【数１】、
【数２】、
【数３】を用いて不要光を除去し、青色レーザで撮影し
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（青色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１８の作動）。次に、赤色、緑色、青色ｃ
ｏｓ縞記憶手段１６、１７、１８の記憶するｃｏｓ縞成
分の光強度分布から、各画素毎における光強度の比を比
較して、その光強度の比から、各画素毎における色を算
出し、被測定物２の測定範囲内の色を測定するととも
に、各画素毎において三角測量法によって、各画素毎の
位置を算出し、各画素の算出する位置関係から被測定物
２の形状を算出し、被測定物２の測定範囲内の形状を測
定する（測定手段１３の作動）。
た際のｃｏｓ縞成分の光強度分布を記憶する（青色ｃｏ
ｓ縞記憶手段１８の作動）。次に、赤色、緑色、青色ｃ
ｏｓ縞記憶手段１６、１７、１８の記憶するｃｏｓ縞成
分の光強度分布から、各画素毎における光強度の比を比
較して、その光強度の比から、各画素毎における色を算
出し、被測定物２の測定範囲内の色を測定するととも
に、各画素毎において三角測量法によって、各画素毎の
位置を算出し、各画素の算出する位置関係から被測定物
２の形状を算出し、被測定物２の測定範囲内の形状を測
定する（測定手段１３の作動）。
【００１６】本実施例では、例えば皮膚や、歯牙など電
磁波の一部を透過する被測定物２を測定する場合であっ
ても、被測定物２の透過、拡散する不要光を除去するこ
とができるめ、高い測定精度で色および形の測定を行う
ことができる。
磁波の一部を透過する被測定物２を測定する場合であっ
ても、被測定物２の透過、拡散する不要光を除去するこ
とができるめ、高い測定精度で色および形の測定を行う
ことができる。
【００１７】〔変形例〕第１発明の一例として、第２発
明に示す測定装置に利用した例を示したが、電磁波の干
渉縞を用いる全ての分野に利用可能なものである。第１
実施例では、光強度と三角測量法で形状を測定したが、
例えば同一光強度の画素を選別させ、同一光強度の画素
の分布状態から形状を測定するように設けるなど、他の
手段を用いても良い。比測定物に照射される光をレンズ
などの拡張手段によって拡張しても良い。また、ｃｏｓ
縞が完全なｃｏｓカーブからずれる場合は、そのずれを
修正して利用することができる。
明に示す測定装置に利用した例を示したが、電磁波の干
渉縞を用いる全ての分野に利用可能なものである。第１
実施例では、光強度と三角測量法で形状を測定したが、
例えば同一光強度の画素を選別させ、同一光強度の画素
の分布状態から形状を測定するように設けるなど、他の
手段を用いても良い。比測定物に照射される光をレンズ
などの拡張手段によって拡張しても良い。また、ｃｏｓ
縞が完全なｃｏｓカーブからずれる場合は、そのずれを
修正して利用することができる。
【図１】被測定物の形状を測定する測定装置のブロック
図である（第１実施例）。
図である（第１実施例）。
【図２】電磁波を放射して被測定物に干渉縞を生じさせ
るレーザ装置の概略構成図である（第１実施例）。
るレーザ装置の概略構成図である（第１実施例）。
【図３】電気回路の作動の一例を示すフローチャートで
ある（第１実施例）。
ある（第１実施例）。
【図４】被測定物の色を測定する測定装置のブロック図
である（第２実施例）。
である（第２実施例）。
２ 被測定物（被投射体） ３ レーザ装置 ４ カメラ ５ 電気回路 ９ 第１光強度分布記憶手段 １０ 第３光強度分布記憶手段 １１ 第２光強度分布記憶手段 １２ 不要光除去手段 １３ 測定手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの電磁波の干渉に
よって生じる干渉縞より不要光を取り除き、干渉縞中の
ｃｏｓ縞成分を抽出する電磁波干渉縞の不要光除去方法
と、この不要光除去方法を利用して被測定物の形状を測
定する電磁波干渉縞を用いた測定方法に関する。
よって生じる干渉縞より不要光を取り除き、干渉縞中の
ｃｏｓ縞成分を抽出する電磁波干渉縞の不要光除去方法
と、この不要光除去方法を利用して被測定物の形状を測
定する電磁波干渉縞を用いた測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】２つの電磁波の干渉によって生じる干渉
縞を、被測定物である物体に投射し、物体に投射された
多数の干渉縞の分布状態から、被測定物の形状を測定す
る研究がなされている。
縞を、被測定物である物体に投射し、物体に投射された
多数の干渉縞の分布状態から、被測定物の形状を測定す
る研究がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の技術
では、被測定物に投射され、反射した電磁波が被測定物
の他の位置に当たり、その不要光をセンサで測定するた
め、測定精度が低い不具合を有していた。同様に、例え
ば皮膚など電磁波を透過する被測定物を測定する場合、
被測定部に当たった電磁波の一部が被測定物に透過、拡
散し、その不要光をセンサで測定するため、測定精度が
低い不具合を有していた。さらに、多数の干渉縞の分布
状態で被測定物を測定するものは、干渉縞に飛び越しの
発生の可能性があるため、干渉縞の飛び越しの発生によ
って測定精度が劣化する不具合を有していた。
では、被測定物に投射され、反射した電磁波が被測定物
の他の位置に当たり、その不要光をセンサで測定するた
め、測定精度が低い不具合を有していた。同様に、例え
ば皮膚など電磁波を透過する被測定物を測定する場合、
被測定部に当たった電磁波の一部が被測定物に透過、拡
散し、その不要光をセンサで測定するため、測定精度が
低い不具合を有していた。さらに、多数の干渉縞の分布
状態で被測定物を測定するものは、干渉縞に飛び越しの
発生の可能性があるため、干渉縞の飛び越しの発生によ
って測定精度が劣化する不具合を有していた。
【０００４】
【発明の目的】第１発明の目的は、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞より不要光を取り除く電磁波干渉
縞の不要光除去方法の提供にあり、第２発明の目的は、
２つの電磁波の干渉を用いて被測定物の形状を正確に測
定する電磁波干渉縞を用いた測定方法の提供にある。
によって生じる干渉縞より不要光を取り除く電磁波干渉
縞の不要光除去方法の提供にあり、第２発明の目的は、
２つの電磁波の干渉を用いて被測定物の形状を正確に測
定する電磁波干渉縞を用いた測定方法の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 〔第１発明〕第１発明の電磁波干渉縞の不要光除去方法
は、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を被
投射体に投射し、その被投射体に投射された光強度分布
を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分布記
憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁
波を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射された
光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光
強度分布記憶手段と、２つの電磁波の干渉によって生じ
る干渉縞を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射
された光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する
第３光強度分布記憶手段と、この第３光強度分布記憶手
段の記憶する光強度分布から、前記第１、第２光強度分
布記憶手段の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、
干渉縞よりｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段とを
備えた技術的手段を採用する。 〔第２発明〕第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
は、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内
を投射し、その被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度分布を記憶する第３光強度分布記憶手段
と、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を前
記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強度
分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分
布記憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の
電磁波を前記被測定物に投射し、その被測定物に投射さ
れた光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第
２光強度分布記憶手段と、第３光強度分布記憶手段の記
憶する光強度分布から、第１、第２光強度分布記憶手段
の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、干渉縞より
ｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段と、干渉縞中よ
り不要光を取り除いたｃｏｓ縞成分の光強度分布より被
測定物を測定する測定手段とを備えた技術的手段を採用
する。なお、第１、第２発明ともに、一方の電磁波、他
方の電磁波、干渉縞の投射順序は、限定されるものでは
なく、種々変更可能なものである。
は、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を被
投射体に投射し、その被投射体に投射された光強度分布
を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分布記
憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁
波を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射された
光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光
強度分布記憶手段と、２つの電磁波の干渉によって生じ
る干渉縞を前記被投射体に投射し、その被投射体に投射
された光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する
第３光強度分布記憶手段と、この第３光強度分布記憶手
段の記憶する光強度分布から、前記第１、第２光強度分
布記憶手段の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、
干渉縞よりｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段とを
備えた技術的手段を採用する。 〔第２発明〕第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
は、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波の干渉
によって生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内
を投射し、その被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度分布を記憶する第３光強度分布記憶手段
と、干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を前
記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強度
分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度分
布記憶手段と、干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の
電磁波を前記被測定物に投射し、その被測定物に投射さ
れた光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第
２光強度分布記憶手段と、第３光強度分布記憶手段の記
憶する光強度分布から、第１、第２光強度分布記憶手段
の記憶するそれぞれの光強度分布を用いて、干渉縞より
ｃｏｓ縞成分を抽出する不要光除去手段と、干渉縞中よ
り不要光を取り除いたｃｏｓ縞成分の光強度分布より被
測定物を測定する測定手段とを備えた技術的手段を採用
する。なお、第１、第２発明ともに、一方の電磁波、他
方の電磁波、干渉縞の投射順序は、限定されるものでは
なく、種々変更可能なものである。
【０００６】
【発明の作用】 〔第１発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被投射体に投射する。そして、被投射体に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被投射体に投射する。そして、
被投射体に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、２つの電磁波によって生じる干渉縞を被投射体に投
射する。そして、被投射体に投射された光強度分布を撮
影し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段
で記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分
布記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第
２光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干
渉縞のｃｏｓ縞成分を抽出する。 〔第２発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被測定物に投射する。そして、被測定物に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被測定物に投射する。そして、
被測定物に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波によっ
て生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内を投射
する。そして、被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段で
記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分布
記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第２
光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干渉
縞のｃｏｓ縞成分を抽出し、測定手段で不要光の取り除
かれたｃｏｓ縞成分の光強度分布より、被測定物を測定
する。
の電磁波を被投射体に投射する。そして、被投射体に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被投射体に投射する。そして、
被投射体に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、２つの電磁波によって生じる干渉縞を被投射体に投
射する。そして、被投射体に投射された光強度分布を撮
影し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段
で記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分
布記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第
２光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干
渉縞のｃｏｓ縞成分を抽出する。 〔第２発明の作用〕例えば、まず干渉縞を形成する一方
の電磁波を被測定物に投射する。そして、被測定物に投
射された光強度分布を撮影し、その光強度の分布状態を
第１光強度分布記憶手段で記憶する。続いて、干渉縞を
形成する他方の電磁波を被測定物に投射する。そして、
被測定物に投射された光強度分布を撮影し、その光強度
の分布状態を第２光強度分布記憶手段で記憶する。さら
に、被測定物の測定対象範囲内に、２つの電磁波によっ
て生じる干渉縞の光強度の極小から極大の範囲内を投射
する。そして、被測定物に投射された光強度分布を撮影
し、その光強度の分布状態を第３光強度分布記憶手段で
記憶する。そして、不要光除去手段で、第３光強度分布
記憶手段で記憶する干渉縞の光強度分布と、第１、第２
光強度分布記憶手段で記憶する光強度分布とから、干渉
縞のｃｏｓ縞成分を抽出し、測定手段で不要光の取り除
かれたｃｏｓ縞成分の光強度分布より、被測定物を測定
する。
【０００７】
【発明の効果】第１発明では、電磁波の干渉縞より不要
光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出することができ
る。また、第２発明では、干渉縞の光強度の極小から極
大の範囲内を被測定物に投射しているため、従来のよう
な縞の飛び越しがなく、かつ不要光が除去されたｃｏｓ
縞成分を用いて被測定物を測定できるため、従来に比較
して、測定精度を高めることができる。
光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出することができ
る。また、第２発明では、干渉縞の光強度の極小から極
大の範囲内を被測定物に投射しているため、従来のよう
な縞の飛び越しがなく、かつ不要光が除去されたｃｏｓ
縞成分を用いて被測定物を測定できるため、従来に比較
して、測定精度を高めることができる。
【０００８】
【実施例】次に、第１発明の電磁波干渉縞の不要光除去
方法および第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図３は第１実施例を示
すもので、図１は電磁波干渉縞の不要光除去方法および
電磁波干渉縞を用いた測定方法を利用して、被測定物の
形状を測定する測定装置のブロック図、図２は２つの電
磁波を放射して被測定物に干渉縞を生じさせるレーザ装
置の概略構成図である。本実施例の測定装置１は、例え
ば歯牙を切削して得られた形成欠損部の形状を測定する
もので、容易に動くことのできないように固定された患
者の歯牙（被投射体であり、かつ被測定物）２の形成欠
損部（測定範囲内）に、電磁波（レーザ光）による干渉
縞の光強度の極小から極大（極大から極小でも同じ）の
範囲内を投射させるレーザ装置３と、被測定物２に照射
された光強度分布を撮影するカメラ４と、レーザ装置３
を制御するとともに、カメラ４の撮影した光強度分布か
ら、被測定物２の測定範囲の形状を算出（測定）するコ
ンピュータを使用した電気回路５とからなる。なお、本
実施例では、電気回路５にモニター装置６が接続され、
測定装置１の使用者等に測定装置１の操作手順や、カメ
ラ４で測定した光分布状態、測定結果等を表示するよう
に設けられている。
方法および第２発明の電磁波干渉縞を用いた測定方法
を、図に示す一実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図３は第１実施例を示
すもので、図１は電磁波干渉縞の不要光除去方法および
電磁波干渉縞を用いた測定方法を利用して、被測定物の
形状を測定する測定装置のブロック図、図２は２つの電
磁波を放射して被測定物に干渉縞を生じさせるレーザ装
置の概略構成図である。本実施例の測定装置１は、例え
ば歯牙を切削して得られた形成欠損部の形状を測定する
もので、容易に動くことのできないように固定された患
者の歯牙（被投射体であり、かつ被測定物）２の形成欠
損部（測定範囲内）に、電磁波（レーザ光）による干渉
縞の光強度の極小から極大（極大から極小でも同じ）の
範囲内を投射させるレーザ装置３と、被測定物２に照射
された光強度分布を撮影するカメラ４と、レーザ装置３
を制御するとともに、カメラ４の撮影した光強度分布か
ら、被測定物２の測定範囲の形状を算出（測定）するコ
ンピュータを使用した電気回路５とからなる。なお、本
実施例では、電気回路５にモニター装置６が接続され、
測定装置１の使用者等に測定装置１の操作手順や、カメ
ラ４で測定した光分布状態、測定結果等を表示するよう
に設けられている。
【０００９】レーザ装置３の一例を図２に示す。レーザ
装置３は、コヒーレント光を照射する半導体レーザ７、
この半導体レーザ７の照射した光の一部を反射し、他の
光を透過する第１ハーフミラーＨＭ1 、この第１ハーフ
ミラーＨＭ1 の反射した光を被測定物２に向ける第１ミ
ラーＭ1 、第１ハーフミラーＨＭ1 を透過した光を反射
させる第２ミラーＭ2 、この第２ミラーＭ2 が反射した
光を被測定物２に向けるとともに、第１ミラーＭ1 から
被測定物２に向かう光を透過する第２ハーフミラーＨＭ
2 を備える。また、レーザ装置３は、第１ハーフミラー
ＨＭ1 から第１ミラーＭ1 へ向かう光の第１光路Ｒ1 、
第２ミラーＭ2 から第２ハーフミラーＨＭ2 へ向かう光
の第２光路Ｒ2 の一方を遮断することが可能なシャッタ
８を備える。このシャッタ８は、第１光路Ｒ1 および第
２光路Ｒ2 の両方を開放することにより、第１光路Ｒ1
を通る電磁波と第２光路Ｒ2 を通る電磁波によって被測
定物２に干渉縞が照射され、第１光路Ｒ1 を開放し、第
２光路Ｒ2 を遮断することにより、第１光路Ｒ1 を通る
電磁波のみが被測定物２に照射され、第１光路Ｒ1を遮
断し、第２光路Ｒ2 を開放することにより、第２光路Ｒ
2 を通る電磁波のみが被測定物２に照射される。そし
て、半導体レーザ７やシャッタ８の作動は、電気回路５
によって制御される。なお、レーザ装置３は、被測定物
２の測定範囲内に、干渉縞の光強度の極小から極大の範
囲内を投射させるように設けられている。
装置３は、コヒーレント光を照射する半導体レーザ７、
この半導体レーザ７の照射した光の一部を反射し、他の
光を透過する第１ハーフミラーＨＭ1 、この第１ハーフ
ミラーＨＭ1 の反射した光を被測定物２に向ける第１ミ
ラーＭ1 、第１ハーフミラーＨＭ1 を透過した光を反射
させる第２ミラーＭ2 、この第２ミラーＭ2 が反射した
光を被測定物２に向けるとともに、第１ミラーＭ1 から
被測定物２に向かう光を透過する第２ハーフミラーＨＭ
2 を備える。また、レーザ装置３は、第１ハーフミラー
ＨＭ1 から第１ミラーＭ1 へ向かう光の第１光路Ｒ1 、
第２ミラーＭ2 から第２ハーフミラーＨＭ2 へ向かう光
の第２光路Ｒ2 の一方を遮断することが可能なシャッタ
８を備える。このシャッタ８は、第１光路Ｒ1 および第
２光路Ｒ2 の両方を開放することにより、第１光路Ｒ1
を通る電磁波と第２光路Ｒ2 を通る電磁波によって被測
定物２に干渉縞が照射され、第１光路Ｒ1 を開放し、第
２光路Ｒ2 を遮断することにより、第１光路Ｒ1 を通る
電磁波のみが被測定物２に照射され、第１光路Ｒ1を遮
断し、第２光路Ｒ2 を開放することにより、第２光路Ｒ
2 を通る電磁波のみが被測定物２に照射される。そし
て、半導体レーザ７やシャッタ８の作動は、電気回路５
によって制御される。なお、レーザ装置３は、被測定物
２の測定範囲内に、干渉縞の光強度の極小から極大の範
囲内を投射させるように設けられている。
【００１０】カメラ４は、例えば画素数の多い高感度Ｃ
ＣＤカメラで、電気回路５は、各画素によって検出され
る光強度を読み取ることができる。なお、カメラ４はＣ
ＣＤカメラに限定されるものでなく、カメラ４の撮影し
た受像体を用いて、最終的に電気回路５の内部で受像体
の光強度分布を読み取れるものであれば良い。
ＣＤカメラで、電気回路５は、各画素によって検出され
る光強度を読み取ることができる。なお、カメラ４はＣ
ＣＤカメラに限定されるものでなく、カメラ４の撮影し
た受像体を用いて、最終的に電気回路５の内部で受像体
の光強度分布を読み取れるものであれば良い。
【００１１】電気回路５は、半導体レーザ７やシャッタ
８の作動を制御するとともに、カメラ４の読み込んだ被
測定物２の光強度分布から干渉縞から、２次以降の多次
散乱光、像界スペックル、回析界スペックルなどの不要
光を取り除いてｃｏｓ縞成分とし、このｃｏｓ縞成分を
基に被測定物２の測定範囲内の形状を算出することによ
って、測定結果を得るものである。この電気回路５の作
動の一例を図３のフローチャートを用いて説明する。本
実施例では、まずシャッタ８によって第２光路Ｒ2 のみ
を遮断し、第１光路Ｒ1 を通る光のみを被測定物２に照
射させる（ステップＳ1 ）。この状態で、カメラ４によ
って被測定物２を撮影し、各画素毎における光強度を記
憶する。つまり、第１光路Ｒ1 のみを通る光の照射され
た被測定物２の光強度分布を記憶する（第１光強度分布
記憶手段９の作動、ステップＳ2 ）。次に、シャッタ８
によって第１、第２光路Ｒ1 、Ｒ2 の両方を開放し、第
１光路Ｒ1 を通る光と第２光路Ｒ2 を通る光による干渉
縞を被測定物２に照射させる（ステップＳ3 ）。この状
態で、カメラ４によって被測定物２を撮影し、各画素毎
における光強度を記憶する。つまり、被測定物２に照射
された干渉縞の光強度分布を記憶する（第３光強度分布
記憶手段１０の作動、ステップＳ4 ）。次に、シャッタ
８によって第１光路Ｒ1 のみを遮断し、第２光路Ｒ2 を
通る光のみを被測定物２に照射させる（ステップＳ5
）。この状態で、カメラ４によって被測定物２を撮影
し、各画素毎における光強度を記憶する。つまり、第２
光路Ｒ2 のみを通る光の照射された被測定物２の光強度
分布を記憶する（第２光強度分布記憶手段１１の作動、
ステップＳ6 ）。次に、第１、第２、第３光強度分布記
憶手段９、１１、１０の記憶する光強度分布を用いて干
渉縞より不要光成分を除去し、ｃｏｓ縞成分を抽出する
（不要光除去手段１２の作動、ステップＳ7 ）。この不
要光除去手段１２の作動を、具体的に説明する。干渉縞
は、次の式の関係を有する。
８の作動を制御するとともに、カメラ４の読み込んだ被
測定物２の光強度分布から干渉縞から、２次以降の多次
散乱光、像界スペックル、回析界スペックルなどの不要
光を取り除いてｃｏｓ縞成分とし、このｃｏｓ縞成分を
基に被測定物２の測定範囲内の形状を算出することによ
って、測定結果を得るものである。この電気回路５の作
動の一例を図３のフローチャートを用いて説明する。本
実施例では、まずシャッタ８によって第２光路Ｒ2 のみ
を遮断し、第１光路Ｒ1 を通る光のみを被測定物２に照
射させる（ステップＳ1 ）。この状態で、カメラ４によ
って被測定物２を撮影し、各画素毎における光強度を記
憶する。つまり、第１光路Ｒ1 のみを通る光の照射され
た被測定物２の光強度分布を記憶する（第１光強度分布
記憶手段９の作動、ステップＳ2 ）。次に、シャッタ８
によって第１、第２光路Ｒ1 、Ｒ2 の両方を開放し、第
１光路Ｒ1 を通る光と第２光路Ｒ2 を通る光による干渉
縞を被測定物２に照射させる（ステップＳ3 ）。この状
態で、カメラ４によって被測定物２を撮影し、各画素毎
における光強度を記憶する。つまり、被測定物２に照射
された干渉縞の光強度分布を記憶する（第３光強度分布
記憶手段１０の作動、ステップＳ4 ）。次に、シャッタ
８によって第１光路Ｒ1 のみを遮断し、第２光路Ｒ2 を
通る光のみを被測定物２に照射させる（ステップＳ5
）。この状態で、カメラ４によって被測定物２を撮影
し、各画素毎における光強度を記憶する。つまり、第２
光路Ｒ2 のみを通る光の照射された被測定物２の光強度
分布を記憶する（第２光強度分布記憶手段１１の作動、
ステップＳ6 ）。次に、第１、第２、第３光強度分布記
憶手段９、１１、１０の記憶する光強度分布を用いて干
渉縞より不要光成分を除去し、ｃｏｓ縞成分を抽出する
（不要光除去手段１２の作動、ステップＳ7 ）。この不
要光除去手段１２の作動を、具体的に説明する。干渉縞
は、次の式の関係を有する。
【数１】Ａ3 2 ＝Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ＋２Ａ1 Ａ2 ｃｏｓθ なお、Ａ1 は第１光路Ｒ1 のみによる光強度、Ａ2 は第
２光路Ｒ2 のみによる光強度、Ａ3 は干渉縞による光強
度である。次に、次式の演算を行う。
２光路Ｒ2 のみによる光強度、Ａ3 は干渉縞による光強
度である。次に、次式の演算を行う。
【数２】ｙ＝ｋ｛Ａ3 2 −（Ａ1 2 ＋Ａ2 2 ）｝ なお、ｋは算出精度を高めるための任意の定数である。
次に、次式の演算を行う。
次に、次式の演算を行う。
【数３】２ｋｃｏｓθ＝ｙ／（Ａ1 ・Ａ2 ） この演算は、各画素毎に行われる。次に、不要光が除去
された光強度分布を基に、被測定物２の測定範囲内の形
状の算出を行う（測定手段１３の作動、ステップＳ8
）。この演算は、各画素毎において三角測量法によっ
て、各画素毎の位置を算出し、各画素の算出する位置関
係から被測定物２の測定範囲の形状を算出し、測定値を
得るものである。なお、測定範囲内に、干渉縞が当たら
ない欠損部が有れば、レーザ装置３より照射される光の
照射位置を変えて、欠損部の測定を行う。
された光強度分布を基に、被測定物２の測定範囲内の形
状の算出を行う（測定手段１３の作動、ステップＳ8
）。この演算は、各画素毎において三角測量法によっ
て、各画素毎の位置を算出し、各画素の算出する位置関
係から被測定物２の測定範囲の形状を算出し、測定値を
得るものである。なお、測定範囲内に、干渉縞が当たら
ない欠損部が有れば、レーザ装置３より照射される光の
照射位置を変えて、欠損部の測定を行う。
【００１２】なお、被測定物２の形状の測定結果の利用
の一例を示す。被測定物２が歯牙で、その形成切削部の
形状を測定した場合、その測定結果を基に３次元切削機
（図示しない）を操作して、形成切削部に嵌め込まれる
歯冠修復用補填物を作成する。これによって、患者から
印象などによって型取りし、その型から歯冠修復用補填
物を作成する技術に比較して、迅速かつ正確な歯冠修復
用補填物を得ることができる。
の一例を示す。被測定物２が歯牙で、その形成切削部の
形状を測定した場合、その測定結果を基に３次元切削機
（図示しない）を操作して、形成切削部に嵌め込まれる
歯冠修復用補填物を作成する。これによって、患者から
印象などによって型取りし、その型から歯冠修復用補填
物を作成する技術に比較して、迅速かつ正確な歯冠修復
用補填物を得ることができる。
【００１３】〔実施例の効果〕本実施例では、干渉縞の
飛び越しによる影響がないばかりでなく、電磁波の干渉
縞より不要光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出する
ことができ、その不要光が除去されたｃｏｓ縞成分を用
いて被測定物２を測定できるため、干渉縞を用いて被測
定物２の形状を測定する従来技術に比較して、測定精度
を高めることができる。
飛び越しによる影響がないばかりでなく、電磁波の干渉
縞より不要光を除去して、ｃｏｓ縞成分のみを抽出する
ことができ、その不要光が除去されたｃｏｓ縞成分を用
いて被測定物２を測定できるため、干渉縞を用いて被測
定物２の形状を測定する従来技術に比較して、測定精度
を高めることができる。
【００１４】 〔変形例〕第１発明の一例として、第２発
明に示す測定装置に利用した例を示したが、電磁波の干
渉縞を用いる全ての分野に利用可能なものである。第１
実施例では、光強度と三角測量法で形状を測定したが、
例えば同一光強度の画素を選別させ、同一光強度の画素
の分布状態から形状を測定するように設けるなど、他の
手段を用いても良い。比測定物に照射される光をレンズ
などの拡張手段によって拡張しても良い。また、ｃｏｓ
縞が完全なｃｏｓカーブからずれる場合は、そのずれを
修正して利用することができる。
明に示す測定装置に利用した例を示したが、電磁波の干
渉縞を用いる全ての分野に利用可能なものである。第１
実施例では、光強度と三角測量法で形状を測定したが、
例えば同一光強度の画素を選別させ、同一光強度の画素
の分布状態から形状を測定するように設けるなど、他の
手段を用いても良い。比測定物に照射される光をレンズ
などの拡張手段によって拡張しても良い。また、ｃｏｓ
縞が完全なｃｏｓカーブからずれる場合は、そのずれを
修正して利用することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）干渉縞を形成する２つの電磁波の一
方の電磁波を被投射体に投射し、その被投射体に投射さ
れた光強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第
１光強度分布記憶手段と、 （ｂ）干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁波を
前記被投射体に投射し、その被投射体に投射された光強
度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光強度
分布記憶手段と、 （ｃ）２つの電磁波の干渉によって生じる干渉縞を前記
被投射体に投射し、その被投射体に投射された光強度分
布を撮影し、その光強度分布を記憶する第３光強度分布
記憶手段と、 （ｄ）この第３光強度分布記憶手段の記憶する光強度分
布から、前記第１、第２光強度分布記憶手段の記憶する
それぞれの光強度分布を用いて、干渉縞よりｃｏｓ縞成
分を抽出する不要光除去手段とを備えた電磁波干渉縞の
不要光除去方法。 - 【請求項２】（ｅ）被測定物の測定対象範囲内に、２つ
の電磁波の干渉によって生じる干渉縞の光強度の極小か
ら極大の範囲内を投射し、その被測定物に投射された光
強度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第３光強
度分布記憶手段と、 （ｆ）干渉縞を形成する２つの電磁波の一方の電磁波を
前記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強
度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第１光強度
分布記憶手段と、 （ｇ）干渉縞を形成する２つの電磁波の他方の電磁波を
前記被測定物に投射し、その被測定物に投射された光強
度分布を撮影し、その光強度分布を記憶する第２光強度
分布記憶手段と、 （ｈ）第３光強度分布記憶手段の記憶する光強度分布か
ら、第１、第２光強度分布記憶手段の記憶するそれぞれ
の光強度分布を用いて、干渉縞よりｃｏｓ縞成分を抽出
する不要光除去手段と、 （ｉ）干渉縞中より不要光を取り除いたｃｏｓ縞成分の
光強度分布より被測定物を測定する測定手段とを備えた
電磁波干渉縞を用いた測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315363A JP2540703B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電磁波を用いた歯牙の形状測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4315363A JP2540703B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電磁波を用いた歯牙の形状測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160045A true JPH06160045A (ja) | 1994-06-07 |
| JP2540703B2 JP2540703B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=18064515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4315363A Expired - Lifetime JP2540703B2 (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 電磁波を用いた歯牙の形状測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540703B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012518844A (ja) * | 2009-02-25 | 2012-08-16 | ディメンジョナル フォトニクス インターナショナル，インコーポレイテッド | 三次元計測システムのための輝度およびカラー表示 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529045U (ja) * | 1978-08-15 | 1980-02-25 | ||
| JPS6138505A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 光学式計測装置 |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP4315363A patent/JP2540703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529045U (ja) * | 1978-08-15 | 1980-02-25 | ||
| JPS6138505A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-24 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 光学式計測装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012518844A (ja) * | 2009-02-25 | 2012-08-16 | ディメンジョナル フォトニクス インターナショナル，インコーポレイテッド | 三次元計測システムのための輝度およびカラー表示 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2540703B2 (ja) | 1996-10-09 |
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