JPH08105717A - Method and apparatus for extracting phase from speckle image of object to be inspected - Google Patents

Method and apparatus for extracting phase from speckle image of object to be inspected

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JPH08105717A
JPH08105717A JP24250294A JP24250294A JPH08105717A JP H08105717 A JPH08105717 A JP H08105717A JP 24250294 A JP24250294 A JP 24250294A JP 24250294 A JP24250294 A JP 24250294A JP H08105717 A JPH08105717 A JP H08105717A
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inspection object
speckle image
laser beam
deformation
noise
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Sanichirou Yoshida
賛一郎 吉田
Supurapedei
スプラペディ
Uideiasutoutei Rini
ウィディアストゥティ リニ
Kusunouo Anungu
クスノウォ アヌング
Touri Asuutoutei Edei
トゥリ アスウトゥティ エディ
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation

Abstract

PURPOSE: To simply and accurately measure the deformation and the distortion of an object to be inspected by generating a phase difference map due to the deformation based on a speckle image before or after the deformation of the object to be inspected and calculating the displacement amount at the each point. CONSTITUTION: A laser beam from an He-Ne laser 10 is split to two beams, an object 20 to be inspected is irradiated with each one or double beams, and the speckle image due to the irradiation is taken by a CCD camera 24. The image includes speckle images due to the irradiation of the double beams before and after the deformation, the speckle image by the irradiation of the first beam, the speckle image by the irradiation of the second beam, and dark noise, and the dark noise is removed from the respective images. An image processing computer 25 obtains the difference of the speckle images before and after the deformation, forms a phase difference map due to the deformation of the object 20 to be inspected, calculates the displacement amounts at the respective points, and then calculates the deformation and the distortion of the object 20 to be inspected by using a predetermined calculation formula.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、検査対象物のスペック
ル像からの位相抽出方法及びそのための装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for extracting a phase from a speckle image of an object to be inspected and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の先行技術として
は、例えば、 (1)Journal of Physics E:S
cientificInstruments 1970
VoIume 3 p.214〜218、「Inte
rferometric displacement
measurement on scattering
surfaces utilizing speck
le effect」 (2)Optical Society of Ame
rica A/Vol.7 No.5/May 199
0 p.820〜826 「Extraction o
f phase data from electro
nic speckle pattern inter
ferometric fringesusing a
single−phase−step metho
d:anovel approach」 (3)Applied Optics、Vol.30,
No.7/1 March 1991 p.717〜7
21 「Whole field in−plane
vibration analysis using
pulsedphase−stepped ESPI」 等に記載されるものがあった。すなわち、ESPI(E
electronicSpeckle Pattern
Interferometry〕を用いることによ
り、検査対象物の計測表面の歪みや変位、検査対象物の
振動解析の試みがなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as prior art in such a field, for example, (1) Journal of Physics E: S
scientific Instruments 1970
VoIume 3 p. 214-218, "Inte
rferometric displacement
measurement on scattering
surfaces utilizing speck
"le effect" (2) Optical Society of Ame
rica A / Vol. 7 No. 5 / May 199
0 p. 820-826 "Extraction o
f phase data from electro
nic speckle pattern inter
feromeric fringing a
single-phase-step method
d: anovel approach "(3) Applied Optics, Vol. 30,
No. 7/1 March 1991 p. 717-7
21 "Whole field in-plane
vibration analysis using
pulsed-stepped ESPI "and the like. That is, ESPI (E
electronic Speckle Pattern
Interferometry] has been used to attempt distortion analysis and displacement of the measurement surface of the inspection object, and vibration analysis of the inspection object.

【0003】図12はダブルビーム(Double b
eam或いはDual beam)ESPIの概略構成
図である。この図において、1は検査対象物(オブジェ
クト)であり、この検査対象物1に対して、第1のレー
ザービームIと、第2のレーザービームIIとを照射し、
その照射部をCCDカメラ2で撮像する。このとき、C
CDカメラに取り込まれるスペックル像はすべて正の値
をとる。したがって、以下に現れる対応する数式はすべ
て絶対値を意味する。
FIG. 12 shows a double beam.
It is a schematic block diagram of an EAM or Dual beam) ESPI. In this figure, 1 is an inspection object (object), and the inspection object 1 is irradiated with a first laser beam I and a second laser beam II,
The CCD camera 2 images the irradiation part. At this time, C
All speckle images captured by the CD camera have positive values. Therefore, all corresponding mathematical expressions appearing below mean absolute values.

【0004】すると、検査対象物1の変形前の第1のレ
ーザービームIによるイメージと、第2のレーザービー
ムIIによるイメージがいずれもスペックル・パターン
(Speckle pattern)となり、CCDカ
メラには、両スペックル・パターンの重ね合わせとして
のスペックル・パターンを得ることができる。次に、検
査対象物1が変形、すなわち、x,y平面上で不均一な
変位を起こした後、第1のレーザービームIによるイメ
ージと、第2のレーザービームIIによイメージを得る。
Then, both the image by the first laser beam I before the deformation of the inspection object 1 and the image by the second laser beam II become a speckle pattern, and the CCD camera has both of them. A speckle pattern as a superposition of speckle patterns can be obtained. Next, after the inspection object 1 is deformed, that is, non-uniformly displaced on the x and y planes, an image by the first laser beam I and an image by the second laser beam II are obtained.

【0005】このとき、変形の前後で得られるイメージ
の強度は、x,yの関数として一般に次式で表すことが
できる。検査対象物1の変形前のスペックル像Ibefore
は、 Ibefore=A1 2 (x,y)+A2 2 (x,y)+2A1 (x,y)A2 (x,y)cosθ+Nbefore …(1) 検査対象物1の変形後のスペックル像Iafter は、 Iafter =A1 2 (x,y)+A2 2 (x,y)+2A1 (x,y)A2 (x,y)cos(θ+φ)+Nafter …(2) ただし、A1 ,A2 は第1のレーザービームI及び第2
のレーザービームIIの光電界の振幅、θは両ビームによ
る変形前のスペックル〔検査対象物1上(x,y)にお
ける〕の位相差(初期位相差)、φはx方向の変位成分
u(x,y)により導入される位相差(検査対象物1の
変位による位相差)、及びNbefore,N after はそれぞ
れのノイズである。一般にθ及びφもx,yの関数とな
る。
At this time, the images obtained before and after the deformation
The intensity of can be generally expressed as a function of x and y
it can. Speckle image I of inspection object 1 before deformationbefore
Is Ibefore= A1 2(X, y) + A2 2(X, y) + 2A1(X, y) A2 (X, y) cos θ + Nbefore (1) Speckle image I of the inspection object 1 after deformationafterIs Iafter= A1 2(X, y) + A2 2(X, y) + 2A1(X, y) A2 (X, y) cos (θ + φ) + Nafter (2) However, A1, A2Is the first laser beam I and the second
The amplitude of the optical field of the laser beam II of
Speckle before deformation [on inspection object 1 (x, y)
Phase difference (initial phase difference), φ is the displacement component in the x direction
The phase difference introduced by u (x, y) (of the inspection object 1
Phase difference due to displacement), and Nbefore, N afterEach
This is the noise. Generally, θ and φ are also functions of x and y.
You.

【0006】第1のレーザービームI及び第2のレーザ
ービームIIの検査対象物1に対する入射角がともにαで
あるとき、変形による位相差φは、x方向の変位成分u
と以下の関係を持つ。 φ(x,y)=(2π/λ)・sinα・2u(x,y) …(3) ただし、αは、第1のレーザービームI及び第2のレー
ザービームIIの入射角、λはレーザー光の波長である。
When the incident angles of the first laser beam I and the second laser beam II with respect to the inspection object 1 are both α, the phase difference φ due to deformation is a displacement component u in the x direction.
And has the following relationship. φ (x, y) = (2π / λ) · sin α · 2u (x, y) (3) where α is the incident angle of the first laser beam I and the second laser beam II, and λ is the laser The wavelength of light.

【0007】次に、上記(1),(2)式で表される2
つのスペックル・パターンの強度の差を取ると、上記
(1)−(2)式より、 ΔI(x,y)=2A1 (x,y)・A2 (x,y)〔cosθ−cos (θ+φ)〕+ΔN =4A1 (x,y)・A2 (x,y)sin〔θ+(φ/ 2)〕sin(φ/2)+ΔN …(4) となり、位相φで補正された強度分布が得られる。
Next, 2 represented by the above equations (1) and (2)
Taking the difference between the intensities of the two speckle patterns, ΔI (x, y) = 2A 1 (x, y) · A 2 (x, y) [cos θ-cos from the above equations (1)-(2). (Θ + φ)] + ΔN = 4A 1 (x, y) · A 2 (x, y) sin [θ + (φ / 2)] sin (φ / 2) + ΔN (4) and the intensity corrected by the phase φ. The distribution is obtained.

【0008】ただし、ΔNは変形前後のノイズ差で通常
無視される。そこで、上記(4)式の一般形を持つ強度
分布を解析することにより、位相φ(x,y)を(x,
y)の関数として得て、上記(3)式により、u(x,
y)を計算すれば、変形による検査対象物1上の各点の
変位が求められる。この種の変形や変位(振動等)の解
析を総称してESPIと言っている。
However, ΔN is a noise difference before and after deformation and is usually ignored. Therefore, by analyzing the intensity distribution having the general form of the above equation (4), the phase φ (x, y) can be calculated as (x,
y (), and u (x,
If y) is calculated, the displacement of each point on the inspection object 1 due to the deformation can be obtained. This kind of analysis of deformation and displacement (vibration etc.) is generically called ESPI.

【0009】ΔIは一般には、干渉縞パターンである。
なお、上記説明では、IbeforeとIafter の差をとるこ
とによって、x方向の変位成分u(x,y)により導入
される位相差φを求める手法について述べたが、要はス
ペックル像から前記位相差φが抽出できればよいわけで
あり、差をとる方法以外にも和をとる方法や、Ibefore
とIafter のスペックルの相関をとる方法などがある。
ΔI is generally an interference fringe pattern.
In the above description, the method of obtaining the phase difference φ introduced by the displacement component u (x, y) in the x direction by taking the difference between I before and I after has been described. It suffices if the phase difference φ can be extracted, and in addition to the method of taking the difference, the method of taking the sum or I before
There is a method of correlating the speckle between I and I after .

【0010】従来の前記位相差φの抽出方法としては、
フーリエ変換法(FFT)及び位相ステップ(PS)法
が用いられている。 (1)FFT法は、上記(4)式のΔI(x,y)にお
いて、求めようとするφ/2の空間依存性、つまり空間
周波数が他の変数と違うことを利用してφ/2を抽出し
ようとするものである。即ち、Ibefore+Iafter また
はIbefore−I after を作ってφ/2以外の空間周波数
以外の周波数成分を周波数軸(周波数領域)上で除去し
た後、フーリエ逆変換し、FFTの実部と虚部の比から
前記位相差φを求める。
As a conventional method of extracting the phase difference φ,
Fourier transform (FFT) and phase step (PS) methods
Is used. (1) The FFT method is based on ΔI (x, y) in the above equation (4).
, The spatial dependence of φ / 2 to be obtained, that is, the space
Φ / 2 is extracted by utilizing the fact that the frequency is different from other variables.
It is something to try. That is, Ibefore+ IafterAlso
Is Ibefore-I afterTo create a spatial frequency other than φ / 2
Except frequency components other than those on the frequency axis (frequency domain)
After the inverse Fourier transform, the ratio of the real part and the imaginary part of the FFT
The phase difference φ is obtained.

【0011】通常、空間で一定の周波数を持つキャリア
を導入し、求めようとする周波数成分と不要な成分とを
分離する。以上を式で表現すると、以下のようになる。
一般に解析しようとするスペックル像(光強度分布)
は、以下の形を持つ。 i(x,y)=a(x,y)+b(x,y)cos〔2πf0 x+φ(x, y)〕 …(10) ただし、f0 は導入したキャリア(carrier)の
周波数である。
Usually, a carrier having a constant frequency in space is introduced to separate the frequency component to be obtained from unnecessary components. The above expression is expressed as follows.
Speckle image (light intensity distribution) to be analyzed in general
Has the following form. i (x, y) = a (x, y) + b (x, y) cos [2πf 0 x + φ (x, y)] (10) where f 0 is the frequency of the introduced carrier.

【0012】上記(10)式を変形すると、When the above equation (10) is modified,

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】上記(11)をフーリエ変換すると、xに
ついて、図13に示すように、 I(f,y)=A(f,y)+C* (f−f0 ,y)+
C(f+f0 ,y) となる。次に、C* 及びAを除去して、C(f+f0
y)を周波数軸上で、f0 だけ図13の左にシフトし
て、フーリエ逆変換すると、c(x,y)が得られ、そ
の実部と虚部の比をとれば、上記(12)式より明らか
なように、 φ(x,y)=tan-1[Im 〔c(x,y)〕/Re 〔c(x,y)〕] …(13) と位相差φ(x,y)を求めることができる。
When Fourier transform of the above (11) is performed, as shown in FIG. 13, I (f, y) = A (f, y) + C * (f−f 0 , y) +
It becomes C (f + f 0 , y). Next, C * and A are removed, and C (f + f 0 ,
When y) is shifted to the left in FIG. 13 by f 0 on the frequency axis and inverse Fourier transform is performed, c (x, y) is obtained. If the ratio of the real part and the imaginary part is taken, the above (12) is obtained. As is clear from the equation, φ (x, y) = tan −1 [I m [c (x, y)] / Re e [c (x, y)]] (13) and the phase difference φ (x , Y) can be obtained.

【0015】(2)次に、PS(位相ステップ)法につ
いて説明する。PS法は、検査対象物の変形の前後に変
形による位相差φに代えて、人為的に位相差Ψi を導入
し、これにより、方程式の数を増やして位相差φを求め
ようとするものである。すなわち、検査対象物の変形後
のスペックル像が Ii after =A1 2 +A2 2 +2A1 2 cos(θ+φ+Ψi ) …(14)i =1,2,3 ここに、θ:初期位相差 φ:検査対象物の変形による位相差 Ψi 人為的に導入する既知の位相差 となり、通常、未知数が3個なので、iとして1,2,
3が必要である。
(2) Next, the PS (phase step) method will be described. The PS method artificially introduces the phase difference ψ i before and after the deformation of the inspection object instead of the phase difference φ due to the deformation, and thereby increases the number of equations to obtain the phase difference φ. Is. That is, the speckle image of the inspection object after deformation is I iafter = A 1 2 + A 2 2 + 2A 1 A 2 cos (θ + φ + Ψ i ) ... (14) i = 1, 2, 3 where θ: initial Phase difference φ: Phase difference due to deformation of the inspection object Ψ i It is a known phase difference that is artificially introduced. Usually, since there are three unknowns, i is 1, 2,
3 is required.

【0016】通常計算を容易にするために、Ψ1 =−
Ψ、 Ψ2 =0、Ψ3 =Ψとおく。すると、求めようと
する変形による位相差φが θ+φ=tan-1〔(I1 after −I3 after )(cosΨ−1)/ (I1 after +I3 after −2I2 after )sinΨ〕 …(15) θ=tan-1[(I1 before−I3 before )(cosΨ−1)/ (I1 before+I3 before−2I2 before)sinΨ] …(16) として求まる。
In order to facilitate normal calculation, Ψ 1 = −
Let Ψ, Ψ 2 = 0 and Ψ 3 = Ψ. Then, the phase difference φ due to the deformation to be obtained is θ + φ = tan −1 [(I 1 after −I 3 after ) (cos Ψ −1) / (I 1 after + I 3 after −2I 2 after ) sin Ψ] (15 ) Θ = tan −1 [(I 1 before −I 3 before ) (cos Ψ −1) / (I 1 before + I 3 before −2I 2 before ) sin Ψ] (16)

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た先行技術は、以下のような問題を有している。 (1)FFT法、PS法のいずれも検査対象物の変形に
よる位相差φの抽出のための光学系、即ち、FFT法の
場合は、空間キャリアを導入するための機構、PS法の
場合は、位相シフター、つまり、位相差Ψを導入するた
めの機構が必要である。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. (1) Both of the FFT method and the PS method are optical systems for extracting the phase difference φ due to deformation of the inspection object, that is, in the case of the FFT method, a mechanism for introducing spatial carriers, and in the case of the PS method , A phase shifter, that is, a mechanism for introducing the phase difference Ψ is required.

【0018】(2)同時に、測定時に関連する手順が必
要となる。つまり、FFT法の場合は、空間キャリアを
導入するための操作、PS法の場合は、位相モジュレー
タを入れる必要がある。 (3)FFT法では、イメージデータの処理に大きな計
算時間を要する。 (4)FFT法では、不要項を周波数軸上で除去する
が、その際必要な信号の一部も欠落する可能性がある。
(2) At the same time, a procedure related to measurement is required. That is, in the case of the FFT method, it is necessary to insert an operation for introducing a spatial carrier, and in the case of the PS method, it is necessary to insert a phase modulator. (3) The FFT method requires a long calculation time to process image data. (4) In the FFT method, the unnecessary term is removed on the frequency axis, but there is a possibility that a part of the required signal may be lost.

【0019】(5)PS法では、導入する位相差Ψの誤
差が検査対象物の変形による位相差φの誤差として現れ
る。例えば、位相シフターとして液晶を用いると、環境
温度の変動によって位相シフトの量が変化してしまう。
本発明は、上記問題点を解決するために、検査対象物の
変形前後のスペックル像に基づいて、簡便に、かつ正確
に検査対象物の変形による位相差を抽出することができ
る検査対象物のスペックル像からの位相抽出方法及びそ
のための装置を提供することを目的とする。
(5) In the PS method, the error of the phase difference ψ introduced appears as the error of the phase difference φ due to the deformation of the inspection object. For example, if liquid crystal is used as the phase shifter, the amount of phase shift will change due to changes in environmental temperature.
In order to solve the above problems, the present invention can easily and accurately extract the phase difference due to the deformation of the inspection object based on the speckle images before and after the deformation of the inspection object. An object of the present invention is to provide a method for extracting a phase from a speckle image of the above and an apparatus therefor.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 (1)検査対象物のスペックル像からの位相抽出方法に
おいて、前記検査対象物に等しい入射角で第1のレーザ
ービームと第2のレーザービームとを照射し、前記検査
対象物の変形前のスペックル像IbeforeをCCDカメラ
に取り込むステップと、第2のレーザービームを遮光し
て第1のレーザービームのみの照射による前記検査対象
物の変形前のスペックル像I1 beforeをCCDカメラに
取り込むステップと、第1のレーザービームを遮光して
第2のレーザービームのみの照射による前記検査対象物
の変形前のスペックル像I2 beforeをCCDカメラに取
り込むステップと、前記CCDカメラにキャップをつけ
てダークノイズを取り込むステップと、前記検査対象物
に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレーザ
ービームとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペッ
クル像Iafter をCCDカメラに取り込むステップと、
第2のレーザービームを遮光して第1のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像I1 afterをCCDカメラに取り込むステップと、第
1のレーザービームを遮光して第2のレーザービームの
みの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像
2 af ter をCCDカメラに取り込むステップと、前記
CCDカメラにキャップをつけてダークノイズを取り込
むステップと、前記それぞれに取り込まれたスペックル
像からダークノイズを消去し、ノイズが消去された前記
検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore n.fと、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形後のスペックル
像Iafter n.f と、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象
物の変形前の第2のレーザービームのみによるスペック
ル像I2 be fore n.fと、ノイズが消去された前記検査対
象物の変形後の第1のレーザービームのみによるスペッ
クル像I1 after n.fと、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形後の第2のレーザービームのみによるスペ
ックル像I2 after n.fとを得るステップと、ノイズが
消去された前記検査対象物の変形前のスペックル像I
before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変形
後のスペックル像Iafte r n.f とのスペックル像の和I
add を得るステップと、ノイズが消去された前記検査対
象物の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消
去された前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の差Isub を得るステップ
と、前記スペックル像の和Iadd から、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第1のレーザービームの
みによるスペックル像I1 before n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第2のレーザービームの
みによるスペックル像I2 before n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後の第1のレーザービームの
みによるスペックル像I1 after n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後の第2のレーザービームの
みによるスペックル像I2 after n.fとのスペックル像
の和を減算し、補正されたスペックル像の和Iadd mod
を得るステップと、前記Isub 及びIadd mod において
前記検査対象物の変形による位相差に影響を与えない方
向を選んで、その方向に垂直に前記CCDカメラのピク
セルの並びをとり、そのピクセル並びに平行な近接のピ
クセル並びについて平均化を行うステップと、前記ピク
セル毎に前記Isub とIadd mod の比をとり、そのta
-1を演算するステップとを有する。
The present invention achieves the above objects.
(1) Phase extraction method from speckle image of inspection object
The first laser with an incident angle equal to the inspection object
Beam and a second laser beam to irradiate the inspection
Speckle image of the object before deformation IbeforeCCD camera
And the step of blocking the second laser beam
Subject to inspection by irradiation with only the first laser beam
Speckle image before deformation I1 beforeTo CCD camera
The step of taking in and blocking the first laser beam
The inspection object by irradiation with only the second laser beam
Of the speckle image before deformation I2 beforeThe CCD camera
Step to install and put a cap on the CCD camera
To capture dark noise, and the inspection object
First laser beam and second laser with an incident angle equal to
Beam and irradiate the
Kur image IafterCapturing the image into the CCD camera,
Block the second laser beam and shield the first laser beam
Speckle after deformation of the inspection object due to irradiation with only
Image I1 afterThe step of taking the image into the CCD camera,
The first laser beam is blocked and the second laser beam
Speckle image after deformation of the inspection object due to irradiation
I2 af terTo the CCD camera, and
Cap the CCD camera to capture dark noise
Steps and speckles captured in each of the above
The dark noise is eliminated from the image, and the noise is eliminated.
Speckle image I of the inspection object before deformationbefore nfAnd no
Speckle after deformation of the inspection object with erased noise
Image Iafter nfAnd the inspection object from which the noise has been eliminated
Of the first laser beam before deformation
Image I1 before nfAnd the inspection target from which noise has been eliminated
Specifications only by the second laser beam before the deformation of the object
Le Statue I2 be fore nfAnd the inspection pair from which the noise has been eliminated
After the deformation of the elephant
Kur image I1 after nfAnd the inspection where the noise was eliminated
After the deformation of the object, only the second laser beam
Kickle Statue I2 after nfAnd the step of getting
Speckle image I of the erased inspection object before deformation
before nfDeformation of the inspection object from which noise is eliminated
Later speckle image Iafte r nfSum of speckle image with
addAnd the inspection pair from which the noise has been eliminated.
Speckle image before transformation of elephant Ibefore nfAnd the noise disappears
Speckle image I of the removed inspection object after deformation
after nfDifference of speckle image withsubStep to get
And the sum of the speckle image IaddNoise is removed from
Of the first laser beam before deformation of the inspected object
Speckle image I1 before nfAnd the noise is erased
Of the second laser beam before the deformation of the inspected object
Speckle image I2 before nfAnd the noise is erased
Of the first laser beam after deformation of the inspected object
Speckle image I1 after nfAnd the noise is erased
Of the second laser beam after the deformation of the inspected object
Speckle image I2 after nfAnd speckle statue
Sum of corrected speckle image Iadd mod
To obtain IsubAnd Iadd modAt
Those who do not affect the phase difference due to the deformation of the inspection object
Select the orientation and select the CCD camera
Take a row of cells and arrange their pixels and parallel neighboring pixels.
The step of averaging the pixel sequence,
I for each cellsubAnd Iadd modTake the ratio of
n-1And a step of calculating

【0021】(2)上記(1)記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出方法において、上記のIsub
びIadd mod において前記検査対象物の変形による位相
差に影響を与えない方向を選んで、その方向に垂直に前
記CCDカメラのピクセルの並びをとり、そのピクセル
並びに平行な近接のピクセル並びについて平均化を行う
ステップにおける平均化は、前記ピクセルの並びに対し
て垂直方向に複数本のラインを選定することにより行
う。
(2) In the phase extraction method from the speckle image of the inspection object described in (1) above, a direction that does not affect the phase difference due to the deformation of the inspection object in I sub and I add mod described above. Is selected, and the pixels of the CCD camera are arranged perpendicularly to that direction, and the averaging in the step of averaging the pixel and the parallel adjacent pixel array is performed by averaging a plurality of pixels in the vertical direction with respect to the pixel array. This is done by selecting the line.

【0022】(3)上記(2)記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出方法において、前記ラインの本
数は前記CCDカメラの開口度を大きくすることにより
低減可能である。 (4)検査対象物のスペックル像からの位相抽出方法に
おいて、前記検査対象物に等しい入射角で第1のレーザ
ービームと第2のレーザービームとを照射し、前記検査
対象物の変形前のスペックル像IbeforeをCCDカメラ
に取り込むステップと、第2のレーザービームを遮光し
て第1のレーザービームのみの照射による前記検査対象
物の変形前のスペックル像I1 beforeをCCDカメラに
取り込むステップと、第1のレーザービームを遮光して
第2のレーザービームのみの照射による前記検査対象物
の変形前のスペックル像I2 beforeをCCDカメラに取
り込むステップと、前記CCDカメラにキャップをつけ
てダークノイズを取り込むステップと、前記検査対象物
に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレーザ
ービームとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペッ
クル像Iafter をCCDカメラに取り込むステップと、
第2のレーザービームを遮光して第1のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像I1 afterをCCDカメラに取り込むステップと、第
1のレーザービームを遮光して第2のレーザービームの
みの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル像
2 af ter をCCDカメラに取り込むステップと、前記
CCDカメラにキャップをつけてダークノイズを取り込
むステップと、前記それぞれに取り込まれたスペックル
像からダークノイズを消去し、ノイズが消去された前記
検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore n.fと、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形後のスペックル
像Iafter n.f と、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象
物の変形前の第2のレーザービームのみによるスペック
ル像I2 be fore n.fと、ノイズが消去された前記検査対
象物の変形後の第1のレーザービームのみによるスペッ
クル像I1 after n.fと、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形後の第2のレーザービームのみによるスペ
ックル像I2 after n.fとを得るステップと、ノイズが
消去された前記検査対象物の変形前のスペックル像I
before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変形
後のスペックル像Iafte r n.f とのスペックル像の和I
add を得るステップと、ノイズが消去された前記検査対
象物の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消
去された前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の差Isub を得るステップ
と、前記スペックル像の和Iadd から、ノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第1のレーザービームの
みによるスペックル像I1 before n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形前の第2のレーザービームの
みによるスペックル像I2 before n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後の第1のレーザービームの
みによるスペックル像I1 after n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後の第2のレーザービームの
みによるスペックル像I2 after n.fとのスペックル像
の和を減算し、補正されたスペックル像の和Iadd mod
を得るステップと、前記mIsub から、前記nI
add mod を減算することにより(ここで、m,nは正の
整数)、前記検査対象物の変形による位相差マップを得
るステップとを有する。
(3) The inspection object space described in (2) above.
In the phase extraction method from the Kickle image, the line book
The number depends on increasing the aperture of the CCD camera.
It can be reduced. (4) For phase extraction method from speckle image of inspection object
The first laser with an incident angle equal to the inspection object
Beam and a second laser beam to irradiate the inspection
Speckle image of the object before deformation IbeforeCCD camera
And the step of blocking the second laser beam
Subject to inspection by irradiation with only the first laser beam
Speckle image before deformation I1 beforeTo CCD camera
The step of taking in and blocking the first laser beam
The inspection object by irradiation with only the second laser beam
Of the speckle image before deformation I2 beforeThe CCD camera
Step to install and put a cap on the CCD camera
To capture dark noise, and the inspection object
First laser beam and second laser with an incident angle equal to
Beam and irradiate the
Kur image IafterCapturing the image into the CCD camera,
Block the second laser beam and shield the first laser beam
Speckle after deformation of the inspection object due to irradiation with only
Image I1 afterThe step of taking the image into the CCD camera,
The first laser beam is blocked and the second laser beam
Speckle image after deformation of the inspection object due to irradiation
I2 af terTo the CCD camera, and
Cap the CCD camera to capture dark noise
Steps and speckles captured in each of the above
The dark noise is eliminated from the image, and the noise is eliminated.
Speckle image I of the inspection object before deformationbefore nfAnd no
Speckle after deformation of the inspection object with erased noise
Image Iafter nfAnd the inspection object from which the noise has been eliminated
Of the first laser beam before deformation
Image I1 before nfAnd the inspection target from which noise has been eliminated
Specifications only by the second laser beam before the deformation of the object
Le Statue I2 be fore nfAnd the inspection pair from which the noise has been eliminated
After the deformation of the elephant
Kur image I1 after nfAnd the inspection where the noise was eliminated
After the deformation of the object, only the second laser beam
Kickle Statue I2 after nfAnd the step of getting
Speckle image I of the erased inspection object before deformation
before nfDeformation of the inspection object from which noise is eliminated
Later speckle image Iafte r nfSum of speckle image with
addAnd the inspection pair from which the noise has been eliminated.
Speckle image before transformation of elephant Ibefore nfAnd the noise disappears
Speckle image I of the removed inspection object after deformation
after nfDifference of speckle image withsubStep to get
And the sum of the speckle image IaddNoise is removed from
Of the first laser beam before deformation of the inspected object
Speckle image I1 before nfAnd the noise is erased
Of the second laser beam before the deformation of the inspected object
Speckle image I2 before nfAnd the noise is erased
Of the first laser beam after deformation of the inspected object
Speckle image I1 after nfAnd the noise is erased
Of the second laser beam after the deformation of the inspected object
Speckle image I2 after nfAnd speckle statue
Sum of corrected speckle image Iadd mod
To obtain mIsubFrom the nI
add modBy subtracting (where m, n are positive
Integer), to obtain the phase difference map due to the deformation of the inspection object
Steps.

【0023】(5)上記(4)記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出方法において、前記位相差マッ
プのコントラストを開口度の調整により最適化する。 (6)検査対象物のスペックル像からの位相抽出装置に
おいて、前記検査対象物に等しい入射角で第1のレーザ
ービームと第2のレーザービームとを照射する手段と、
第1のレーザービームを遮光可能な第1のシャッター
と、第2のレーザービームを遮光可能な第2のシャッタ
ーと、前記検査対象物のスペックル像を取り込むCCD
カメラと、このCCDカメラからのスペックル像を処理
するイメージプロセッシングコンピュータとを設け、前
記検査対象物に等しい入射角で第1のレーザービームと
第2のレーザービームとを照射し、前記検査対象物の変
形前のスペックル像を得る手段と、第2のレーザービー
ムを遮光して第1のレーザービームのみの照射による前
記検査対象物の変形前のスペックル像を得る手段と、第
1のレーザービームを遮光して第2のレーザービームの
みの照射による前記検査対象物の変形前のスペックル像
を得る手段と、前記CCDカメラにキャップをつけてダ
ークノイズを得る手段と、前記検査対象物に等しい入射
角で第1のレーザービームと第2のレーザービームとを
照射し、前記検査対象物の変形後のスペックル像を得る
手段と、第2のレーザービームを遮光して第1のレーザ
ービームのみの照射による前記検査対象物の変形後のス
ペックル像を得る手段と、第1のレーザービームを遮光
して第2のレーザービームのみの照射による前記検査対
象物の変形後のスペックル像を得る手段と、前記CCD
カメラにキャップをつけてダークノイズを得る手段と、
前記それぞれに取り込まれたスペックル像からダークノ
イズを消去し、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形前のスペックル像Ibefore n.fと、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形後のスペックル像I after n.f
と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の第1
のレーザービームのみによるスペックル像I
1 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の
変形前の第2のレーザービームのみによるスペックル像
2 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 after n.fと、ノイズが消去された前記検査対象
物の変形後の第2のレーザービームのみによるスペック
ル像I2 after n.fとを得る手段と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore n.f
とノイズが消去された前記検査対象物の変形後のスペッ
クル像Iafter n.f とのスペックル像の和Iadd を得る
手段と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の
スペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのスペ
ックル像の差Isub を得る手段と、前記スペックル像の
和Iadd から、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形前の第1のレーザービームのみによるスペックル像I
1 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形前の第2のレーザービームのみによるスペックル像I
2 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形後の第1のレーザービームのみによるスペックル像I
1 after n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形後の第2のレーザービームのみによるスペックル像I
2 after n.fとのスペックル像の和を減算し、補正され
たスペックル像の和Iadd mod を得る手段と、前記I
sub 及びIadd mod において前記検査対象物の変形によ
る位相差に影響を与えない方向を選んで、その方向に垂
直に前記CCDカメラのピクセルの並びをとり、そのピ
クセル並びに平行な近接のピクセルの並びについて平均
化を行う手段と、前記ピクセル毎に前記Isub とI
add mod の比をとり、前記検査対象物の変形による位相
差を得る手段とを具備する。
(5) The inspection object space described in (4) above.
In the phase extraction method from the Kickle image, the phase difference map
The contrast of the image is optimized by adjusting the aperture. (6) For phase extraction device from speckle image of inspection object
The first laser with an incident angle equal to the inspection object
Means for irradiating the laser beam and the second laser beam,
First shutter capable of blocking the first laser beam
And a second shutter capable of blocking the second laser beam
And a CCD for capturing the speckle image of the inspection object
Processing speckle images from the camera and this CCD camera
Image processing computer
With the first laser beam at an incident angle equal to the inspection object
Irradiation with a second laser beam changes the object to be inspected.
Means for obtaining speckle image before shaping and second laser beam
Before irradiating only the first laser beam with the light shielded
Means for obtaining a speckle image of the inspection object before deformation,
The first laser beam is blocked and the second laser beam
Speckle image of the inspection object before deformation due to irradiation
And a cap on the CCD camera.
Means for obtaining background noise and equal incidence on the inspection object
The first laser beam and the second laser beam at an angle
Irradiate and obtain a speckle image of the inspection object after deformation
Means and a first laser for blocking the second laser beam
Beam after irradiation of only the beam
Means to obtain peckle image and shield the first laser beam
Then, the inspection pair by irradiating only the second laser beam
Means for obtaining a deformed speckle image of the elephant, and the CCD
A means to get dark noise by attaching a cap to the camera,
From the speckle image captured in each of the above
Noise is eliminated and the noise of the inspection object is changed.
Shaped speckle image Ibefore nfAnd the noise is erased
Speckle image I of the inspection object after deformation after nf
And the first before deformation of the inspection object from which noise is eliminated
Image of the speckle by only the laser beam I
1 before nfAnd the object to be inspected from which noise has been eliminated
Speckle image with only the second laser beam before deformation
I2 before nfAnd the inspection object from which the noise has been eliminated
Of the first laser beam only after the deformation of the
Image I1 after nfAnd the inspection target from which noise has been eliminated
Specifications only by the second laser beam after the deformation of the object
Le Statue I2 after nfAnd the noise is eliminated
Speckle image I of the inspection object before deformationbefore nf
After the deformation of the inspection object from which noise and noise have been eliminated,
Kur image Iafter nfSum of speckle image withaddGet
And a means for removing the noise before the deformation of the inspection object
Speckle image Ibefore nfAnd the noise is eliminated
Speckle image I of deformed inspection objectafter nfWith
Kickle Difference IsubOf the speckle image
Sum IaddFrom the
Speckle image I by only the first laser beam before shaping
1 before nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I with only the second laser beam before shaping
2 before nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I by only the shaped first laser beam
1 after nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I by only the second laser beam after shaping
2 after nfIs corrected by subtracting the sum of the speckle image of
Sum of speckle image Iadd modMeans for obtaining
subAnd Iadd modIn the case of the deformation of the inspection object
Select a direction that does not affect the phase difference, and drop in that direction.
Directly arrange the pixels of the CCD camera, and
Average for pixel rows in parallel with adjacent pixels
Means for performing the conversion, and the IsubAnd I
add modThe phase due to the deformation of the inspection object
And means for obtaining a difference.

【0024】(7)検査対象物のスペックル像からの位
相抽出装置において、前記検査対象物に等しい入射角で
第1のレーザービームと第2のレーザービームとを照射
する手段と、第1のレーザービームを遮光可能な第1の
シャッターと、第2のレーザービームを遮光可能な第2
のシャッターと、前記検査対象物のスペックル像を取り
込むCCDカメラと、このCCDカメラからのスペック
ル像を処理するイメージプロセッシングコンピュータと
を設け、前記検査対象物に等しい入射角で第1のレーザ
ービームと第2のレーザービームとを照射し、前記検査
対象物の変形前のスペックル像を得る手段と、第2のレ
ーザービームを遮光して第1のレーザービームのみの照
射による前記検査対象物の変形前のスペックル像を得る
手段と、第1のレーザービームを遮光して第2のレーザ
ービームのみの照射による前記検査対象物の変形前のス
ペックル像を得る手段と、前記CCDカメラにキャップ
をつけてダークノイズを得る手段と、前記検査対象物に
等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレーザー
ビームとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペック
ル像を得る手段と、第2のレーザービームを遮光して第
1のレーザービームのみの照射による前記検査対象物の
変形後のスペックル像を得る手段と、第1のレーザービ
ームを遮光して第2のレーザービームのみの照射による
前記検査対象物の変形後のスペックル像を得る手段と、
前記CCDカメラにキャップをつけてダークノイズを得
る手段と、前記それぞれに取り込まれたスペックル像か
らダークノイズを消去し、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形前のスペックル像Ibefore n.fと、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f と、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形前の第1のレーザービームのみによるスペックル像I
1 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物の
変形前の第2のレーザービームのみによるスペックル像
2 before n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 after n.fと、ノイズが消去された前記検査対象
物の変形後の第2のレーザービームのみによるスペック
ル像I2 after n.fとを得る手段と、ノイズが消去され
た前記検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore n.f
とノイズが消去された前記検査対象物の変形後のスペッ
クル像Iafter n.f とのスペックル像の和Iadd を得る
手段と、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前の
スペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのスペ
ックル像の差Isub を得る手段と、前記スペックル像の
和Iadd から、ノイズが消去された前記検査対象物の変
形前の第1のレーザービームのみによるスペックル像I
1 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形前の第2のレーザービームのみによるスペックル像I
2 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形後の第1のレーザービームのみによるスペックル像I
1 after n.fとノイズが消去された前記検査対象物の変
形後の第2のレーザービームのみによるスペックル像I
2 after n.fとのスペックル像の和を減算し、補正され
たスペックル像の和Iadd mod を得る手段と、前記mI
sub から、前記nIadd mod を減算することにより(こ
こで、m,nは正の整数)、前記検査対象物の変形によ
る位相差マップを得る手段とを具備する。
(7) Position from the speckle image of the inspection object
In the phase extraction device, at an incident angle equal to the inspection object
Irradiation with a first laser beam and a second laser beam
Means and a first laser beam that can shield the first laser beam
Shutter and second that can block the second laser beam
And the speckle image of the inspection object
CCD camera to insert and specifications from this CCD camera
An image processing computer that processes
And a first laser with an incident angle equal to the inspection object.
Beam and a second laser beam to irradiate the inspection
A means for obtaining a speckle image of the object before deformation, and a second laser
The laser beam is blocked and only the first laser beam is illuminated.
Obtain the speckle image before deformation of the inspection object by irradiation
Means and a second laser for blocking the first laser beam
-Beam only irradiation before the deformation of the inspection object
Means for obtaining peckle image and cap for the CCD camera
To obtain dark noise by attaching the
First laser beam and second laser with equal incidence angles
Specifications after the beam is irradiated and the inspection object is deformed
And a means for obtaining an image of the
The inspection object by irradiation with only one laser beam
A means for obtaining a deformed speckle image and a first laser beam
By irradiating only the second laser beam with the beam shielded
Means for obtaining a deformed speckle image of the inspection object,
Get dark noise by attaching a cap to the CCD camera
And the speckle image captured in each of the above.
The dark noise from the
Speckle image of the object before deformation Ibefore nfAnd the noise
The deformed speckle image I of the inspection object from which the
after nfThe noise of the inspection object
Speckle image I by only the first laser beam before shaping
1 before nfAnd the object to be inspected from which noise has been eliminated
Speckle image with only the second laser beam before deformation
I2 before nfAnd the inspection object from which the noise has been eliminated
Of the first laser beam only after the deformation of the
Image I1 after nfAnd the inspection target from which noise has been eliminated
Specifications only by the second laser beam after the deformation of the object
Le Statue I2 after nfAnd the noise is eliminated
Speckle image I of the inspection object before deformationbefore nf
After the deformation of the inspection object from which noise and noise have been eliminated,
Kur image Iafter nfSum of speckle image withaddGet
And a means for removing the noise before the deformation of the inspection object
Speckle image Ibefore nfAnd the noise is eliminated
Speckle image I of deformed inspection objectafter nfWith
Kickle Difference IsubOf the speckle image
Sum IaddFrom the
Speckle image I by only the first laser beam before shaping
1 before nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I with only the second laser beam before shaping
2 before nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I by only the shaped first laser beam
1 after nfAnd the noise of the inspection object
Speckle image I by only the second laser beam after shaping
2 after nfIs corrected by subtracting the sum of the speckle image of
Sum of speckle image Iadd modMeans for obtaining
subFrom the nIadd modBy subtracting (
Where m and n are positive integers), depending on the deformation of the inspection object.
And a means for obtaining a phase difference map.

【0025】(8)上記(6)又は(7)記載の検査対
象物のスペックル像からの位相抽出装置において、前記
CCDカメラは、開口度を調整可能な絞りを有する。
(8) In the phase extraction device from the speckle image of the inspection object described in (6) or (7) above, the CCD camera has a diaphragm whose aperture can be adjusted.

【0026】[0026]

【作用】本発明によれば、 (A)図2に示すように、検査対象物の変形前のスペッ
クル像のCCDカメラへ、(1) スペックル像Ibefore
(2) スペックル像I1 before、(3) スペックル像I
2 before、(4) ダークノイズbeforeをそれぞれ取り込
む。
According to the present invention, (A) as shown in FIG. 2, to the CCD camera of the speckle image before the deformation of the inspection object, (1) the speckle image I before ,
(2) Speckle image I 1 before , (3) Speckle image I
2 before , (4) Import dark noise before .

【0027】次に、検査対象物の変形後のスペックル像
のCCDカメラへ、(5) スペックル像Iafter 、(6) ス
ペックル像I1 after 、(7) スペックル像I2 after
(8)ダークノイズafter をそれぞれ取り込む。次に、(9)
ノイズが消去されたIbefore n.fと、I
after n.f と、I1 before n.fと、I2 before n.fと、
1 after n.fと、I2 after n.fとを得る。
Next, (5) speckle image I after , (6) speckle image I 1 after , (7) speckle image I 2 after , to the CCD camera of the speckle image of the inspection object after deformation.
(8) Capture the dark noise after respectively. Then (9)
I before nf from which noise has been eliminated and I
after nf , I 1 before nf , I 2 before nf ,
Obtain I 1 after nf and I 2 after nf .

【0028】次いで、(10)Iadd 、つまりIbefore n.f
+Iafter n.f を得る。次いで、(11)Isub 、つまりI
before n.f−Iafter n.f を得る。次いで、(12)I
add mod 、つまりIadd −(I1 before n.f+I
2 before n.f+I1 after n.f+I2 after n.f)を得
る。次いで、(13)Isub とIadd mod について、互いに
平行な近接のCCDカメラのピクセルの並びについて位
相差φに影響を与えない方向で平均をとる。
Next, (10) I add , that is, I before nf
Get + I after nf . Then, (11) I sub , that is, I
before nf-Get I after nf . Then, (12) I
add mod , that is, I add − (I 1 before nf + I
2 before nf + I 1 after nf + I 2 after nf ). Next, (13) I sub and I add mod are averaged in a direction that does not affect the phase difference φ with respect to the arrangement of pixels of the CCD cameras that are in parallel and close to each other.

【0029】次いで、(14)位相差φ、つまり、tan-1
(Isub /Iadd mod )を演算する。 (B)図3に示すように、検査対象物の変形前のスペッ
クル像のCCDカメラへ、(21)スペックル像Ibefore
(22)スペックル像I1 before、(23)スペックル像I
2 before、(24)ダークノイズbeforeをそれぞれ取り込
む。
Next, (14) Phase difference φ, that is, tan -1
Calculate (I sub / I add mod ). (B) As shown in FIG. 3, (21) speckle image I before , to the CCD camera of the speckle image of the inspection object before deformation.
(22) Speckle image I 1 before , (23) Speckle image I
2 before and (24) Dark noise before are imported respectively.

【0030】次に、検査対象物の変形後のスペックル像
のCCDカメラへ、(25)スペックル像Iafter 、(26)ス
ペックル像I1 after 、(27)スペックル像I2 after
(28)ダークノイズafter をそれぞれ取り込む。次に、(2
9)ノイズが消去されたIbefore n.fと、I
after n.f と、I1 before n.fと、I2 before n.fと、
1 after n.fと、I2 after n.fとを得る。
Next, (25) speckle image I after , (26) speckle image I 1 after , (27) speckle image I 2 after , to the CCD camera of the speckle image after deformation of the inspection object,
(28) Take in dark noise after respectively. Then (2
9) I before nf from which noise has been eliminated and I
after nf , I 1 before nf , I 2 before nf ,
Obtain I 1 after nf and I 2 after nf .

【0031】次いで、(30)Iadd 、つまりIbefore n.f
+Iafter n.f を得る。次いで、(31)Isub 、つまりI
before n.f−Iafter n.f を得る。次いで、(32)I
add mod 、つまりIadd −(I1 before n.f+I
2 before n.f+I1 after n.f+I2 after n.f)を得
る。次いで、(33)mIsub から、nIadd mod を減算し
(ここで、m,nは正の整数)、前記検査対象物の変形
による位相差マップを得る。
Next, (30) I add , that is, I before nf
Get + I after nf . Then, (31) I sub , that is, I
before nf-Get I after nf . Then, (32) I
add mod , that is, I add − (I 1 before nf + I
2 before nf + I 1 after nf + I 2 after nf ). Then, nI add mod is subtracted from (33) mI sub (where m and n are positive integers) to obtain a phase difference map due to the deformation of the inspection object.

【0032】そして、各ステップでCCDカメラに取り
込まれるスペックル像は、イメージプロセッシングコン
ピュータ25に内蔵されるフレームメモリーに記憶さ
れ、スペックル像の加減は、そのフレームメモリーから
読み出されたスペックル像の加減操作により実行するこ
とができる。したがって、検査対象物の変形による位相
差を抽出し、それより各点での変位量を算出した後、所
定の計算式を用いることによって、簡便かつ正確に検査
対象物の変形や歪を得ることができる。
The speckle image captured by the CCD camera at each step is stored in the frame memory built in the image processing computer 25. The amount of speckle image is adjusted by the speckle image read from the frame memory. It can be executed by the adjusting operation of. Therefore, it is possible to easily and accurately obtain the deformation or distortion of the inspection object by extracting the phase difference due to the deformation of the inspection object, calculating the displacement amount at each point from it, and using a predetermined calculation formula. You can

【0033】特に、変形の時間微分を得ようとする応
用、すなわち、一定、かつ十分に短い時間ステップΔt
での変位の測定が要求される応用において、優れた効果
を奏することができる。
In particular, an application for obtaining the time derivative of deformation, that is, a constant and sufficiently short time step Δt
It is possible to obtain an excellent effect in an application in which the measurement of displacement in is required.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示す検査
対象物の検出面におけるスペックル像からの位相抽出装
置の全体構成図である。なお、ここに示す装置は、一例
に過ぎず、本発明の装置は、これに限定されるものでは
ない。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a phase extracting apparatus from a speckle image on a detection surface of an inspection object showing an embodiment of the present invention. The device shown here is merely an example, and the device of the present invention is not limited to this.

【0035】この図において、10はHe−Neレーザ
ーであり、このHe−Neレーザー1より出力されたレ
ーザビームは反射鏡11,12で反射され、ビームスプ
リッタ15によって直進する第1のレーザービーム21
と下方に進む第2のレーザービーム22とに分けられ、
そのレーザー21は反射鏡13により反射され、対物レ
ンズ16を通して入射角α(ここでは、例えば45度)
で検査対象物20に照射する。
In this figure, 10 is a He-Ne laser, and the laser beam output from this He-Ne laser 1 is reflected by reflecting mirrors 11 and 12, and a first laser beam 21 which goes straight by a beam splitter 15.
And a second laser beam 22 traveling downward,
The laser 21 is reflected by the reflecting mirror 13 and passes through the objective lens 16 to make an incident angle α (here, for example, 45 degrees).
The inspection object 20 is irradiated with.

【0036】一方、第2のレーザービーム22は、対物
レンズ17を通して反射鏡14で反射させ、第1のレー
ザービーム21とは反対側から入射角α(ここでは、例
えば45度)で検査対象物20に照射する。更に、第1
のレーザービーム21は、第1のシャッタ18により、
第2のレーザービーム22は、第2のシャッタ19によ
り、それぞれ開閉することができる。それらのシャッタ
18及び19は制御装置26によって、同期をとって開
閉制御される。
On the other hand, the second laser beam 22 is reflected by the reflecting mirror 14 through the objective lens 17, and the object to be inspected at an incident angle α (here, for example, 45 degrees) from the side opposite to the first laser beam 21. Irradiate 20. Furthermore, the first
The laser beam 21 of the
The second laser beam 22 can be opened and closed by the second shutter 19. The shutters 18 and 19 are controlled to be opened and closed in synchronization with each other by the control device 26.

【0037】また、第1のレーザービーム21及び第2
のレーザービーム22によって照射された検査対象物の
検出面は開口度を調整可能な絞り28及びレンズ23を
通してCCDカメラ24で撮像される。そのCCDカメ
ラ24で撮像されたスペックル像は、イメージプロセッ
シングコンピュータ25で処理されて モニタ27でモ
ニタすることができる。
The first laser beam 21 and the second laser beam 21
The detection surface of the inspection object illuminated by the laser beam 22 is imaged by the CCD camera 24 through the diaphragm 28 and the lens 23 whose aperture can be adjusted. The speckle image captured by the CCD camera 24 is processed by the image processing computer 25 and can be monitored by the monitor 27.

【0038】以下、本発明の実施例を示す検査対象物の
検出面におけるスペックル像からの位相抽出方法につい
て図1を用いて説明する。ここで、式の煩雑さを避ける
ために、両レーザービームの照射による検査対象物の変
形前後における光電界の振幅A1 ,A2 はそれぞれ等し
いものとして式を表現する。また、各ステップでCCD
カメラに取り込まれるスペックル像は、イメージプロセ
ッシングコンピュータ25に内蔵されるフレームメモリ
ーに記憶され、スペックル像の加減は、そのフレームメ
モリーから読み出されたスペックル像の加減操作により
実行することができる。
The phase extracting method from the speckle image on the detection surface of the inspection object showing the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Here, in order to avoid the complexity of the formula, the formula is expressed on the assumption that the amplitudes A 1 and A 2 of the optical electric fields before and after the deformation of the inspection object by the irradiation of both laser beams are equal to each other. Also, at each step CCD
The speckle image captured by the camera is stored in the frame memory built in the image processing computer 25, and the adjustment of the speckle image can be performed by the adjustment operation of the speckle image read from the frame memory. .

【0039】(1)まず、上記した検査対象物の変形前
のスペックル像Ibefore、すなわち、上記(1)式のA
1 2 (x,y)+A2 2 (x,y)+2A1 (x,y)
2(x,y)cosθ+NbeforeをCCDカメラ24
に取り込む。 (2)次に、第2のレーザービーム22を第2のシャッ
タ19により、遮蔽することによって、I1 beforeであ
るA1 2 before+Nbeforeと、第1のレーザービーム2
1を第1のシャッタ18により、遮蔽することによっ
て、I2 beforeであるA2 2 before+Nbeforeとをそれ
ぞれCCDカメラ24に取り込む。
(1) First, the speckle image I before of the above-described deformation of the inspection object, that is, A of the above equation (1).
1 2 (x, y) + A 2 2 (x, y) + 2A 1 (x, y)
CCD camera 24 for A 2 (x, y) cos θ + N before
Take in. (2) Next, by blocking the second laser beam 22 with the second shutter 19, A 1 2 before + N before , which is I 1 before , and the first laser beam 2
By blocking 1 with the first shutter 18, A 2 2 before + N before , which is I 2 before , is taken into the CCD camera 24.

【0040】(3)次に、CCDカメラ24にキャップ
(図示なし)をつけて、ダークノイズ(dark no
ise)を取り込む。 (4)上記(1)〜(3)と同じ操作を変形後に行う。
すなわち、Iafter 、つまり、上記(2)式のA
1 2 (x,y)+A2 2 (x,y)+2A1 (x,y)
2 (x,y)cos(θ+φ)+Nafter をCCDカ
メラ24に取り込む。
(3) Next, a cap (not shown) is attached to the CCD camera 24 to turn dark noise (dark no).
capture). (4) The same operations as (1) to (3) above are performed after deformation.
That is, I after , that is, A in the above equation (2)
1 2 (x, y) + A 2 2 (x, y) + 2A 1 (x, y)
A 2 (x, y) cos (θ + φ) + N after is taken into the CCD camera 24.

【0041】また、第2のレーザービーム22を第2の
シャッタ19により、遮蔽することによって、I
1 after であるA1 2 after +Nafter と、第1のレー
ザービーム21を第1のシャッタ18により、遮蔽する
ことによって、I2 after であるA 2 2 after +N
after とをそれぞれCCDカメラ24に取り込む。更
に、ダークノイズ(dark noise)を取り込
む。
In addition, the second laser beam 22 is
By blocking with the shutter 19, I
1 afterIs A1 2 after+ NafterAnd the first ray
The beam 21 is blocked by the first shutter 18.
By I2 afterIs A 2 2 after+ N
afterAnd are taken into the CCD camera 24. Change
Incorporate dark noise into
Mu.

【0042】(4)上記ステップで取り込んだ
before,Iafter ,I1 before,I2 befo re,I
1 after ,I2 after のそれぞれから上記(3)及び
(4)で取り込んだダークノイズ(dark nois
e)を差し引く。つまり、ここで、Ibefore n.f,I
after n.f ,A1 2 before n.f,A2 2 before n.f,A
1 2 after n.f,A2 2 after n.f を得ることができ
る。ここで、n.fはノイズが消去されたノイズ・フリ
ーを示している。
[0042] (4) taken in step I before, I after, I 1 before, I 2 befo re, I
Dark noise (dark noise) captured in (3) and (4) above from each of 1 after and I 2 after
Subtract e). That is, here, I before nf , I
after nf , A 1 2 before nf , A 2 2 before nf , A
1 2 after nf and A 2 2 after nf can be obtained. Where n. f indicates noise-free in which noise is eliminated.

【0043】(5)次に、ノイズが消去された検査対象
物の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去
された検査対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f
との和を得る。 Iadd =Ibefore n.f+Iafter n.f また、ノイズが消去された検査対象物の変形前のスペッ
クル像Ibefore n.fとノイズが消去された検査対象物の
変形後のスペックル像Iafter n.f との差を得る。
(5) Next, the speckle image I before nf of the inspection object from which noise is eliminated and before deformation and the speckle image I after nf of the inspection object from which noise is eliminated are deformed.
Get the sum of. I add = I before nf + I after nf In addition, a speckle image I before nf of the inspection object in which noise is eliminated and before deformation and a speckle image I after nf of the inspection object in which noise is eliminated are formed. Get the difference.

【0044】Isub =Ibefore n.f−Iafter n.f これらは、イメージプロセッシングコンピュータ25の
フレームメモリーにI before n.fを記憶しておき、別の
フレームメモリーにIafter n.f を記憶しおき、イメー
ジの加算・減算として、イメージプロセッシングコンピ
ュータ25で演算処理する。
Isub= Ibefore nf-Iafter nf These are the components of the image processing computer 25.
I in the frame memory before nfRemember another
I in the frame memoryafter nfMemorize
Image processing comp.
The computer 25 performs arithmetic processing.

【0045】(6)前記スペックル像Iadd からA1 2
before n.f+A2 2 before n.f+A1 2 after n.f +A
2 2 after n.f を減算する。これをIadd mod と呼ぶ。
また、前記スペックル像Isub は補正しないが、I
sub mod と呼ぶ。〔(mod:modifiedで補正
の意味である。〕 (7)上記により、 Iadd mod =4A1 (x,y)A2 (x,y)cos〔θ+(φ/2)〕co s(φ/2) …(5) Isub mod =4A1 (x,y)A2 (x,y)sin〔θ+(φ/2)〕si n(φ/2) …(6) が得られる。
(6) From the speckle image I add to A 1 2
before nf + A 2 2 before nf + A 1 2 after nf + A
2 2 After nf is subtracted. This is called I add mod .
Although the speckle image I sub is not corrected,
Call it sub mod . [(Mod: modified means the correction.) (7) From the above, I add mod = 4A 1 (x, y) A 2 (x, y) cos [θ + (φ / 2)] co s (φ / 2) (5) I sub mod = 4A 1 (x, y) A 2 (x, y) sin [θ + (φ / 2)] sin (φ / 2) (6) is obtained.

【0046】(8)Isub mod 及びIadd mod の干渉縞
に垂直になる方向(図5参照)を選んで、その方向に平
行な近接のピクセルの並びについて、つまり、位相差φ
に影響を与えない方向について平均をとる。ここで、図
4は矩形状の検査対象物(例えば、金属体)31の左端
が固定部32で固定され、その検査対象物31の右端が
右方向に機械的応力Fを受け、その検査対象物31が変
形する様子を示しており、その検査対象物31の前記I
sub mod のイメージは図5(a)のようになる。なお、
図5(b)は、ある時間経過の後、変形が進行した状態
での同様のIsub mod イメージである。
(8) A direction perpendicular to the interference fringes of I sub mod and I add mod (see FIG. 5) is selected, and the arrangement of adjacent pixels parallel to that direction, that is, the phase difference φ
Average for directions that do not affect. Here, in FIG. 4, the left end of a rectangular inspection object (for example, a metal body) 31 is fixed by a fixing portion 32, and the right end of the inspection object 31 receives a mechanical stress F in the right direction, and the inspection object is It shows how the object 31 is deformed, and the I of the inspection object 31 is shown.
The image of the sub mod is as shown in FIG. In addition,
FIG. 5B is a similar I sub mod image in a state where the deformation has progressed after a certain time has elapsed.

【0047】そこで、図5(b)に示すように、位相差
φが一定の軌跡である干渉縞、例えばf1 に着目し、こ
の干渉縞に対して垂直となるピクセルの並びをとり、そ
のピクセル並びに平行な近接のピクセル並びについて、
つまり、位相差φに影響を与えない方向について、5本
乃至10本のピクセル並びの平均をとる。その際、平均
をとるピクセル並びの本数は、後述するが、初期位相差
θの空間変動の周波数とピクセルの幅との相対関係で決
まる。
Therefore, as shown in FIG. 5B, attention is paid to an interference fringe having a constant phase difference φ, for example, f 1 , and a pixel array perpendicular to this interference fringe is taken. For pixels and parallel pixel arrays in parallel,
That is, the pixel array of 5 to 10 is averaged in the direction that does not affect the phase difference φ. At this time, the number of pixel arrays to be averaged is determined by the relative relationship between the frequency of spatial fluctuation of the initial phase difference θ and the width of the pixel, which will be described later.

【0048】ここで、分りやすくするために、図6に示
すように、矩形状の検査対象物41の左下隅を螺子42
で固定し、回転可能にした状態で変形を行った場合、す
なわち、微小角δだけ変形すると、(x,y)は
(x′,y′)へ変位するため、その変位uは、 u=x′−x x=rcosθ x′=rcos(θ+δ) =rcosθcosδ−rsinθsinδ ここで、δ≪1 ∴sinδ≒δ,cosδ≒1 x′≒rcosθ−δrsinθ ∴u=x′−x =rcosθ−δrsinθ−rcosθ =−δrsinθ ところで、rsinθ=y ∴u=−δy となり、変位uはyに比例することになり、図7(a)
〜(c)に示すように、各式のイメージを示すことがで
きる。すなわち、uがyに比例し、したがって干渉縞は
平行でかつ等間隔となる。
Here, in order to make it easier to understand, as shown in FIG. 6, the lower left corner of the rectangular inspection object 41 is provided with a screw 42.
When the deformation is performed in a state of being fixed and rotatable by, that is, when the deformation is made by the minute angle δ, (x, y) is displaced to (x ′, y ′), and the displacement u is u = x′−x x = rcos θ x ′ = rcos (θ + δ) = rcos θ cos δ−r sin θ sinδ where δ << 1 ∴sin δ≈δ, cos δ≈1 x′≈rcos θ−δr sin θ ∴u = x′−x = rcos θ−δr sr rcosθ = −δrsinθ By the way, rsinθ = y ∴u = −δy, and the displacement u is proportional to y, as shown in FIG.
An image of each equation can be shown as shown in (c). That is, u is proportional to y, so the interference fringes are parallel and evenly spaced.

【0049】そこで、干渉縞に垂直で互いに平行なピク
セル並び5本乃至10本を用いて平均化を行う。する
と、平均化を行わない場合〔ライン(x=250)が1
本である場合〕は、図8に示すように、垂直ピクセル番
号の下での位相角φ(ラディアン)つまり、変位(u)
が変動しているが、図9に示すように、5本のライン
(x=250〜254)の場合には、各ピクセルでの初
期位相角θ(ラディアン)つまり、cos(θ+φ)及
びsin(θ+φ)の項が平均化され、位相角φの効
果、すなわち、変位の傾き度合いがはっきりしてくる。
更に、図10に示すように、10本のライン(x=25
0〜259)の場合には、垂直ピクセル番号の下での初
期位相角θ(ラディアン)がより平均化され、変位の傾
き度合いが明確になる。
Therefore, the averaging is performed using 5 to 10 pixel rows that are perpendicular to the interference fringes and are parallel to each other. Then, when averaging is not performed [line (x = 250) is 1
In the case of a book], as shown in FIG. 8, the phase angle φ (radian) under the vertical pixel number, that is, the displacement (u)
However, as shown in FIG. 9, in the case of five lines (x = 250 to 254), the initial phase angle θ (radian) at each pixel, that is, cos (θ + φ) and sin ( The term (θ + φ) is averaged, and the effect of the phase angle φ, that is, the degree of inclination of displacement becomes clear.
Furthermore, as shown in FIG. 10, ten lines (x = 25
In the case of 0 to 259), the initial phase angle θ (radian) under the vertical pixel number is more averaged, and the inclination degree of displacement becomes clear.

【0050】この平均操作は、Iadd mod とIsub mod
の両方について行う。これにより、初期位相角θのラン
ダム性から上記(5)及び(6)式の初期位相角θを含
む項が定数となる。 <Iadd mod >=<4A1 (x,y)A2 (x,y)><cos〔θ+(φ/ 2)〕>cos(φ/2) …(7) =Cadd cos(φ/2) <Isub mod >=Csub sin(φ/2) …(8) ここで、Cadd =Csub =<4A1 (x,y)A2 (x,y)><cos〔θ +(φ/2)〕> =<4A1 (x,y)A2 (x,y)><sin〔θ +(φ/2)〕> 上記式より明らかなように、 <cos〔θ+(φ/2)〕>≒<sin〔θ +(φ/2)〕> が成り立つためには、θの空間的変動に比して十分広い
領域で平均化を行わねばならない。すなわち、一般式で
示せば、
This averaging operation is performed by adding I add mod and I sub mod.
Do both. Thereby, the term including the initial phase angle θ in the above equations (5) and (6) becomes a constant due to the randomness of the initial phase angle θ. <I add mod > = <4 A 1 (x, y) A 2 (x, y)><cos [θ + (φ / 2)]> cos (φ / 2) (7) = C add cos (φ / 2) <I sub mod > = C sub sin (φ / 2) (8) Here, C add = C sub = <4 A 1 (x, y) A 2 (x, y)><cos [θ + (Φ / 2)]> = <4A 1 (x, y) A 2 (x, y)><sin [θ + (φ / 2)]> As is clear from the above equation, <cos [θ + (φ / 2)]> ≉ <sin [θ + (φ / 2)]> holds, the averaging must be performed in a sufficiently wide region as compared with the spatial variation of θ. That is, if it is shown by a general formula,

【0051】[0051]

【数2】 [Equation 2]

【0052】他方、θは1スペックルサイズ内で平均0
〜2πまで変化するから平均化を行うべき空間的領域
は、スペックルサイズに依存することになる。即ち、ス
ペックルサイズが小さい程同じΘに対するξ0 の空間的
広がりは小さくなる。今、この空間的広がりはスペック
ルサイズをσS とすれば、ΘσS 程度になるから、結像
面でのピクセルサイズをσP とすれば、平均化を行うべ
きピクセルの個数kavは、kav=ΘσS /σP というこ
とになる。また、σS は近似的に、 σS =0.6λ/N.A=0.6λli /d と表される。
On the other hand, θ is 0 on average within one speckle size.
The spatial area to be averaged depends on the speckle size because it changes from ˜2π. That is, the smaller the speckle size, the smaller the spatial spread of ξ 0 for the same Θ. Now, if the spatial extent is the speckle size and sigma S, because of the order Shitashiguma S, if the pixel size of the image plane and sigma P, the number k av of pixels to be subjected to averaging, k av = Θ σ S / σ P. Further, σ S is approximately σ S = 0.6λ / N. It is expressed as A = 0.6λl i / d.

【0053】ただし、λ:レーザー波長、d:絞りの開
口半径、li :レンズと結像面との距離、N.A:開口
数である(図11を参照)。なお、図11において、2
9はピクセルが並んだ結像面である。その他の点は図1
に示す通りである。よって、平均化を行うべきピクセル
の個数kavは、 kav=(Θ・0.6λli )/(d・σP ) となり、ピクセルサイズσP が一定なら開口半径dに反
比例する。
Where λ is the laser wavelength, d is the aperture radius of the diaphragm, l i is the distance between the lens and the image plane, and N. A: Numerical aperture (see FIG. 11). In FIG. 11, 2
Reference numeral 9 denotes an image plane on which pixels are arranged. Other points are shown in Figure 1.
As shown in. Therefore, the number k av of pixels to be averaged is k av = (Θ · 0.6λl i ) / (d · σ P ), and is inversely proportional to the opening radius d if the pixel size σ P is constant.

【0054】このことは、平均化を行うべきピクセルの
個数kavが絞りの開口を調整することで、調整できるこ
とを意味する。ただし、開口を大きくしすぎて、σS
小さくなりすぎると、有限幅σP のピクセルによるスペ
ックルパターンの分解能が低下し、それだけ変位の前後
におけるスペックルパターンの認識精度が落ちることに
なる。よって、現実には、σS の下限がこの認識精度、
言い換えれば、変位前後でのスペックルパターンの対比
(correlation)の良さで決まり、σの上限
が平均化を行えるピクセルの個数kavで抑えられること
になる。因みに、kavの上限は、位相差φに影響を与え
ない条件で制約されることが多く、図5に示される例の
ように、Isub やIadd mod の干渉縞のフリンジが平行
でない場合、特に、kavを小さく抑えることが重要とな
る。
This means that the number k av of pixels to be averaged can be adjusted by adjusting the aperture of the diaphragm. However, if the aperture is made too large and σ S becomes too small, the resolution of the speckle pattern by the pixels of finite width σ P is reduced, and the recognition accuracy of the speckle pattern before and after the displacement is reduced accordingly. Therefore, in reality, the lower limit of σ S is this recognition accuracy,
In other words, it is determined by the good correlation of the speckle patterns before and after the displacement, and the upper limit of σ is suppressed by the number of pixels k av that can be averaged. Incidentally, the upper limit of k av is often restricted by a condition that does not affect the phase difference φ, and when the fringes of the interference fringes of I sub and I add mod are not parallel as in the example shown in FIG. Especially, it is important to keep k av small.

【0055】(9)そこで、CCDカメラのピクセル毎
に、つまり、全ての(x,y)について上記(7)と
(8)の比をとり、そのtan-1を計算する。すなわ
ち、 〔φ(x,y)/2〕=tan-1〔<Isub mod > /<Iadd mod >〕 …(9) このように構成することにより、スペックル像における
干渉縞のフリンジ間の位相差φを連続的に正確に評価す
ることができる。
(9) Then, for each pixel of the CCD camera, that is, for all (x, y), the ratios of the above (7) and (8) are taken and its tan -1 is calculated. That is, [φ (x, y) / 2] = tan −1 [<I sub mod > / <I add mod >] (9) With such a configuration, the fringes of the interference fringes in the speckle image are The phase difference φ of can be continuously and accurately evaluated.

【0056】このようにして得られるφ(x,y)と上
記(3)とを用いることにより、変位u(x,y)を得
ることができる。次いで、本発明の第2の実施例を示す
撮像データの処理及び画像処理について説明する。第1
実施例においては、上記(8)において、Isub mod
びIadd mod の干渉縞のフリンジに垂直な方向を選ん
で、その方向に平行な近接のセル(CCDカメラのピク
セル)の並びについての平均をとり、これにより、初期
位相角θのランダム性から上記(5)及び(6)式の初
期位相角θを含む項が定数となるようにし、CCDカメ
ラのピクセル毎に、つまり、全ての(x,y)について
上記(7)と(8)の比をとり、tan-1を計算するよ
うにしたが、この第2実施例では、以下のような処理を
行い、前記検査対象物の変形による位相差マップを得る
ようにする。すなわち、 (1)前記Isub からIadd mod を減算する。つまり、
sub −Iadd mod を演算する。これは、[4A
1 (x,y)A2 (x,y)sin〔θ+(φ/2)〕
sin(φ/2)]−[4A1 (x,y)A2 (x,
y)cos〔θ+(φ/2)〕cos(φ/2)]の演
算となり、この値が0になる軌跡、すなわち干渉縞を得
ることによってtan(φ/2)=1、すなわちφ/2
=π/4,3π/4,5π/4,…を暗ピーク(dar
k peak)とする前記検査対象物の変形による位相
差マップを得ることができる。
The displacement u (x, y) can be obtained by using φ (x, y) thus obtained and (3) above. Next, processing of image pickup data and image processing showing the second embodiment of the present invention will be described. First
In the embodiment, in (8) above, a direction perpendicular to the fringe of the interference fringes of I sub mod and I add mod is selected, and the average of the array of adjacent cells (pixels of the CCD camera) parallel to the direction is selected. From this, the terms including the initial phase angle θ in the above equations (5) and (6) are made constant from the randomness of the initial phase angle θ, and every pixel of the CCD camera, that is, all ( The ratio of (7) and (8) is taken for x, y) to calculate tan −1 . In the second embodiment, the following processing is performed to deform the inspection object. To obtain the phase difference map. That is, (1) I add mod is subtracted from the I sub . That is,
Calculate I sub −I add mod . This is [4A
1 (x, y) A 2 (x, y) sin [θ + (φ / 2)]
sin (φ / 2)] − [4A 1 (x, y) A 2 (x,
y) cos [θ + (φ / 2)] cos (φ / 2)], and a locus at which this value becomes 0, that is, tan (φ / 2) = 1, that is, φ / 2 by obtaining the interference fringes
= Π / 4, 3π / 4, 5π / 4, ... is a dark peak (dar
It is possible to obtain a phase difference map due to the deformation of the inspection object, which is defined as k peak).

【0057】(2)上記(1)に代えて、2Isub −I
add mod を演算する。これによれば、2sin(φ/
2)=cos(φ/2):tan(φ/2)=1/2と
なる。 (3)上記(1)に代えて、Isub −2Iadd mod を演
算する。これによれば、sin(φ/2)=2cos
(φ/2):tan(φ/2)=2となる。一般化する
と、mIsub −nIadd mod (ただし、m,nは正の整
数)となり、mIsub −nIadd mod =0として、 msin(φ/2)=ncos(φ/2) ∴tan(φ/2)=n/mとなり、この等式を満足す
るφ/2を暗ピークとする位相差マップが得られる。
(2) In place of (1) above, 2I sub -I
Compute add mod . According to this, 2sin (φ /
2) = cos (φ / 2): tan (φ / 2) = 1/2. (3) Instead of (1) above, I sub -2I add mod is calculated. According to this, sin (φ / 2) = 2cos
(Φ / 2): tan (φ / 2) = 2. When generalized, it becomes mI sub −nI add mod (where m and n are positive integers). When mI sub −nI add mod = 0, msin (φ / 2) = ncos (φ / 2) ∴tan (φ / 2) = n / m, and a phase difference map having a dark peak of φ / 2 that satisfies this equation is obtained.

【0058】この第2実施例においては、ピクセルの平
均化を行わないので、図1におけるCCDカメラ24の
絞り28の開口径の制御装置26の制御によるスペック
ルサイズの調整が重要となる。すなわち、適切なスペッ
クルサイズをσS を選ぶことにより、検査対象物の変位
の前後におけるスペックル像の対比(correlat
ion)を落とすことなく、同時に1ピクセル内で十分
に高いΘ(Θπ<ξ0<(Θ+1)πをとることがで
き、これにより、cos(θ+φ)≒sin(θ+φ)
の近似値が上がり、mIsub −nIadd mod の結果の干
渉縞のフリンジ、つまり、位相差マップのコントラスト
が向上する。
In the second embodiment, since the pixels are not averaged, it is important to adjust the speckle size by the control of the controller 26 for the aperture diameter of the diaphragm 28 of the CCD camera 24 in FIG. That is, by selecting an appropriate speckle size σ S , the speckle image contrast (correlat) before and after the displacement of the inspection object can be determined.
Ion) can be achieved at the same time, and a sufficiently high Θ (Θπ <ξ 0 <(Θ + 1) π can be obtained within one pixel, which results in cos (θ + φ) ≈sin (θ + φ).
And the fringe of the interference pattern resulting from mI sub −nI add mod , that is, the contrast of the phase difference map is improved.

【0059】このように、得られた位相差マップは、モ
ニタ27による画像表示によりモニタすることができ
る。上記したように、第2実施例を構成することによ
り、第1実施例に比して、演算処理の低減を図り、より
データ処理の高速化を図ることができる。すなわち、予
めmとnで規定された位相差φについて、一度の操作に
よって、位相差マップを得ることができる。
As described above, the obtained phase difference map can be monitored by displaying an image on the monitor 27. As described above, by configuring the second embodiment, it is possible to reduce the arithmetic processing and to speed up the data processing more than the first embodiment. That is, a phase difference map can be obtained by a single operation for the phase difference φ defined in advance by m and n.

【0060】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0061】[0061]

【発明の効果】以下、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。本発
明によれば、検査対象物の変形や歪みを簡便に、かつ正
確に検査対象物の変形による位相差を抽出することがで
きる。
As described in detail below, according to the present invention, the following effects can be obtained. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the deformation | transformation or distortion of an inspection target object can be extracted simply and correctly, and the phase difference by the deformation | transformation of an inspection target object can be extracted.

【0062】特に、変形の時間微分を得ようとする応
用、すなわち、一定、かつ十分に短い時間ステップΔt
での変位の測定が要求される応用において、優れた効果
を奏することができる。このように、検査対象物の変形
や歪みを的確に捕らえることができる。例えば、原子炉
圧力容器の機械的強度や高速変形の状態を迅速・的確に
検出し、解析することができるなど、それによってもた
らされる効果は広汎にして著大である。
In particular, an application for obtaining the time derivative of deformation, that is, a constant and sufficiently short time step Δt
It is possible to obtain an excellent effect in an application in which the measurement of displacement in is required. In this way, the deformation or distortion of the inspection object can be accurately captured. For example, the mechanical strength of a reactor pressure vessel and the state of high-speed deformation can be detected rapidly and accurately and analyzed, and the effects brought by it are vast and remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
像からの位相抽出装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a phase extraction apparatus from a speckle image of an inspection object showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
像からの位相抽出方法のフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart of a phase extraction method from a speckle image of an inspection target according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例を示す検査対象物のスペッ
クル像からの位相抽出方法のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of a method of extracting a phase from a speckle image of an inspection target according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例を示す検査対象物の平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of an inspection object showing an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例を示す検査対象物のスペックル
減算像を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a speckle subtraction image of an inspection object showing an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例を示す他の検査対象物の平面図
である。
FIG. 6 is a plan view of another inspection object showing the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例を示す他の検査対象物のスペッ
クルの減算像及び加算像を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a speckle subtraction image and an addition image of another inspection target according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例を示す他の検査対象物のスペッ
クル像の垂直ピクセルと位相差との関係を示す図(その
1)である。
FIG. 8 is a diagram (No. 1) showing the relationship between the vertical pixel and the phase difference of the speckle image of another inspection object showing the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例を示す他の検査対象物のスペッ
クル像の垂直ピクセルと位相差との関係を示す図(その
2)である。
FIG. 9 is a diagram (No. 2) showing the relationship between the vertical pixel and the phase difference of the speckle image of another inspection target according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例を示す他の検査対象物のスペ
ックル像の垂直ピクセルと位相差との関係を示す図(そ
の3)である。
FIG. 10 is a diagram (part 3) showing the relationship between the vertical pixel and the phase difference of the speckle image of another inspection target according to the embodiment of the present invention.

【図11】CCDカメラのスペックルサイズの説明図で
ある。
FIG. 11 is an explanatory diagram of speckle size of a CCD camera.

【図12】従来のダブルビーム(Double bea
m或いはDual beam)ESPIの概略構成図で
ある。
FIG. 12 is a conventional double beam.
It is a schematic block diagram of m or Dual beam) ESPI.

【図13】従来のフーリエ変換法によるスペックル像か
らの位相抽出の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of phase extraction from a speckle image by a conventional Fourier transform method.

【符合の説明】[Description of sign]

10 He−Neレーザー 11,12,13,14 反射鏡 15 ビームスプリッタ 16,17 対物レンズ 18 第1のシャッタ 19 第2のシャッタ 20 検査対象物 21 第1のレーザービーム 22 第2のレーザービーム 23 レンズ 24 CCDカメラ 25 イメージプロセッシングコンピュータ 26 制御装置 27 モニタ 28 絞り 29 結像面 32 固定部 41,31 検査対象物 42 螺子 10 He-Ne laser 11, 12, 13, 14 Reflecting mirror 15 Beam splitter 16, 17 Objective lens 18 First shutter 19 Second shutter 20 Inspection object 21 First laser beam 22 Second laser beam 23 Lens 24 CCD camera 25 Image processing computer 26 Control device 27 Monitor 28 Aperture 29 Image plane 32 Fixed part 41, 31 Inspection object 42 Screw

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リニ ウィディアストゥティ インドネシア共和国 40143 バンドゥン ジャラン カプテン アブドゥル ハミ ドゥ ナンバー37 (72)発明者 アヌング クスノウォ インドネシア共和国 15310 タンゲラン スルポン コムプレック プスピプテッ ク ブロック 4 ナンバー ジェー − 3 (72)発明者 エディ トゥリ アスウトゥティ インドネシア共和国 15310 タンゲラン スルポン コムプレック プスピプテッ ク ブロック2 ナンバー ジー −7 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Lini Widia Stuty Indonesia 40143 Bandung Jalan Captain Abdul Hamidu Number 37 (72) Inventor Anung Kusnowo Republic of Indonesia 15310 Tangerang Serpong Complex Cypsip Techblock 4 Number J-3 (3) 72) Inventor Eddi Turi Asututi Republic of Indonesia 15310 Tangerang Serpong Compreak Psupip Tech Block 2 Number G-7

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出方法において、(a)前記検査対象物に等しい入射角
で第1のレーザービームと第2のレーザービームとを照
射し、前記検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore
をCCDカメラに取り込むステップと、(b)第2のレ
ーザービームを遮光して第1のレーザービームのみの照
射による前記検査対象物の変形前のスペックル像I
1 beforeをCCDカメラに取り込むステップと、(c)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形前のスペックル
像I2 beforeをCCDカメラに取り込むステップと、
(d)前記CCDカメラにキャップをつけてダークノイ
ズを取り込むステップと、(e)前記検査対象物に等し
い入射角で第1のレーザービームと第2のレーザービー
ムとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペックル像
after をCCDカメラに取り込むステップと、(f)
第2のレーザービームを遮光して第1のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像I1 after をCCDカメラに取り込むステップと、
(g)第1のレーザービームを遮光して第2のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形後のスペ
ックル像I2 after をCCDカメラに取り込むステップ
と、(h)前記CCDカメラにキャップをつけてダーク
ノイズを取り込むステップと、(i)前記それぞれに取
り込まれたスペックル像からダークノイズを消去し、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形前のスペックル
像Ibefore n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形後のスペックル像Iafter n.f と、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形前の第1のレーザービーム
のみによるスペックル像I1 before n.fと、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形前の第2のレーザービー
ムのみによるスペックル像I2 before n.fと、ノイズが
消去された前記検査対象物の変形後の第1のレーザービ
ームのみによるスペックル像I1 af ter n.fと、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形後の第2のレーザー
ビームのみによるスペックル像I2 after n.fとを得る
ステップと、(j)ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の和Iadd を得るステップ
と、(k)ノイズが消去された前記検査対象物の変形前
のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記
検査対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのス
ペックル像の差Isub を得るステップと、(l)前記ス
ペックル像の和Iadd から、ノイズが消去された前記検
査対象物の変形前の第1のレーザービームのみによるス
ペックル像I1 before n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形前の第2のレーザービームのみによるス
ペックル像I2 before n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後の第1のレーザービームのみによるス
ペックル像I1 after n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後の第2のレーザービームのみによるス
ペックル像I2 after n.fとのスペックル像の和を減算
し、補正されたスペックル像の和Iadd mod を得るステ
ップと、(m)前記Isub 及びIadd mod において前記
検査対象物の変形による位相差に影響を与えない方向を
選んで、その方向に垂直に前記CCDカメラのピクセル
の並びをとり、そのピクセル並びに平行な近接のピクセ
ル並びについて平均化を行うステップと、(n)前記ピ
クセル毎に前記Isub とIadd mod の比をとり、そのt
an-1を演算するステップとを有することを特徴とする
検査対象物のスペックル像からの位相抽出方法。
1. A method for extracting a phase from a speckle image of an inspection object, comprising: (a) irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other; Speckle image before deformation I before
In a CCD camera, and (b) Speckle image I of the inspection object before being deformed by irradiating only the first laser beam with the second laser beam blocked.
Step of capturing 1 before into the CCD camera, (c)
Capturing a speckle image I 2 before before deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam while blocking the first laser beam into a CCD camera;
(D) Capping the CCD camera to capture dark noise, and (e) irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at the same incident angle to inspect the inspection object. Capturing the speckle image I after after deformation into the CCD camera, (f)
Capturing a speckle image I 1 after the deformed speckle image I 1 after of the inspection object by irradiating only the first laser beam with the second laser beam blocked, into a CCD camera;
(G) capturing the speckle image I 2 after the deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam with the first laser beam blocked, into the CCD camera, and (h) the CCD camera Attaching a cap to capture dark noise, and (i) erasing the dark noise from the speckle images captured in each of them, and speckle image I before nf of the noise-erased non-deformed inspection object of the inspection object. , A speckle image I after nf of the inspection object after the deformation of the noise, and a speckle image I 1 before nf of the inspection object before deformation of the inspection object of which the noise is eliminated. , only the second laser beam and speckle image I 2 before nf due before deformation of the test object which noise has been erased, the inspection object which the noise has been erased after deformation And obtaining only the speckle image I 1 af ter nf by 1 of the laser beam, and a second laser beam only by speckle image I 2 after nf after deformation of the test object which noise has been erased, ( j) A speckle image I before nf of the inspection object in which noise is eliminated and a deformed speckle image I of the inspection object in which noise is eliminated.
obtaining a sum I add of the speckle image with after nf, and (k) transforming the speckle image I before nf before deformation of the inspection object from which noise has been eliminated and the inspection object from which noise has been eliminated Obtaining a difference I sub between the speckle image I after nf and the speckle image I after nf, and (l) a sum I add of the speckle images, from the sum I add of the speckle images before the deformation of the inspection object Of the speckle image I 1 before nf by the laser beam only and the noise of the inspection object before the deformation of the inspection object of the second laser beam only by the second laser beam I 2 before nf and the noise of the inspection object Of the speckle image I 1 after nf only by the first laser beam after the deformation and the speckle image I 2 after nf by the second laser beam after the deformation of the inspection object from which the noise is erased Subtract sum of images Then, the step of obtaining the sum I add mod of the corrected speckle images, and (m) the direction that does not affect the phase difference due to the deformation of the inspection object is selected in I sub and I add mod , and the direction thereof is selected. The pixel array of the CCD camera is taken perpendicularly to, and the pixel and the parallel pixel array are averaged, and (n) the ratio of I sub and I add mod is taken for each pixel, t
and a step of calculating an −1 , the phase extraction method from the speckle image of the inspection object.
【請求項2】 請求項1記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出方法において、上記ステップ(m)の
平均化は、前記検査対象物の変形による位相差に影響を
与えないように、前記ピクセルの並びに対して垂直方向
に複数本のラインを選定して行うことを特徴とする検査
対象物のスペックル像からの位相抽出方法。
2. The phase extraction method from a speckle image of an inspection object according to claim 1, wherein the averaging in step (m) does not affect a phase difference due to deformation of the inspection object. A phase extraction method from a speckle image of an inspection object, which is performed by selecting a plurality of lines in a vertical direction with respect to the arrangement of the pixels.
【請求項3】 請求項2記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出方法において、前記ラインの本数は前
記CCDカメラの開口度を大きくすることにより低減可
能であることを特徴とする検査対象物のスペックル像か
らの位相抽出方法。
3. The method for extracting a phase from a speckle image of an inspection object according to claim 2, wherein the number of lines can be reduced by increasing the aperture of the CCD camera. Phase extraction method from speckle image of target.
【請求項4】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出方法において、(a)前記検査対象物に等しい入射角
で第1のレーザービームと第2のレーザービームとを照
射し、前記検査対象物の変形前のスペックル像Ibefore
をCCDカメラに取り込むステップと、(b)第2のレ
ーザービームを遮光して第1のレーザービームのみの照
射による前記検査対象物の変形前のスペックル像I
1 beforeをCCDカメラに取り込むステップと、(c)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形前のスペックル
像I2 beforeをCCDカメラに取り込むステップと、
(d)前記CCDカメラにキャップをつけてダークノイ
ズを取り込むステップと、(e)前記検査対象物に等し
い入射角で第1のレーザービームと第2のレーザービー
ムとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペックル像
after をCCDカメラに取り込むステップと、(f)
第2のレーザービームを遮光して第1のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像I1 after をCCDカメラに取り込むステップと、
(g)第1のレーザービームを遮光して第2のレーザー
ビームのみの照射による前記検査対象物の変形後のスペ
ックル像I2 after をCCDカメラに取り込むステップ
と、(h)前記CCDカメラにキャップをつけてダーク
ノイズを取り込むステップと、(i)前記それぞれに取
り込まれたスペックル像からダークノイズを消去し、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形前のスペックル
像Ibefore n.fと、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形後のスペックル像Iafter n.f と、ノイズが消去
された前記検査対象物の変形前の第1のレーザービーム
のみによるスペックル像I1 before n.fと、ノイズが消
去された前記検査対象物の変形前の第2のレーザービー
ムのみによるスペックル像I2 before n.fと、ノイズが
消去された前記検査対象物の変形後の第1のレーザービ
ームのみによるスペックル像I1 af ter n.fと、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形後の第2のレーザー
ビームのみによるスペックル像I2 after n.fとを得る
ステップと、(j)ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去さ
れた前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の和Iadd を得るステップ
と、(k)ノイズが消去された前記検査対象物の変形前
のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記
検査対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのス
ペックル像の差Isub を得るステップと、(l)前記ス
ペックル像の和Iadd から、ノイズが消去された前記検
査対象物の変形前の第1のレーザービームのみによるス
ペックル像I1 before n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形前の第2のレーザービームのみによるス
ペックル像I2 before n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後の第1のレーザービームのみによるス
ペックル像I1 after n.fとノイズが消去された前記検
査対象物の変形後の第2のレーザービームのみによるス
ペックル像I2 after n.fとのスペックル像の和を減算
し、補正されたスペックル像の和Iadd mod を得るステ
ップと、(m)前記mIsub から、前記nIadd mod
減算することにより(ここで、m,nは正の整数)、前
記検査対象物の変形による位相差マップを得るステップ
とを有することを特徴とする検査対象物のスペックル像
からの位相抽出方法。
4. A method of extracting a phase from a speckle image of an inspection object, comprising: (a) irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other, Speckle image before deformation I before
In a CCD camera, and (b) Speckle image I of the inspection object before being deformed by irradiating only the first laser beam with the second laser beam blocked.
Step of capturing 1 before into the CCD camera, (c)
Capturing a speckle image I 2 before before deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam while blocking the first laser beam into a CCD camera;
(D) Capping the CCD camera to capture dark noise, and (e) irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at the same incident angle to inspect the inspection object. Capturing the speckle image I after after deformation into the CCD camera, (f)
Capturing a speckle image I 1 after the deformed speckle image I 1 after of the inspection object by irradiating only the first laser beam with the second laser beam blocked, into a CCD camera;
(G) capturing the speckle image I 2 after the deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam with the first laser beam blocked, into the CCD camera, and (h) the CCD camera Attaching a cap to capture dark noise, and (i) erasing the dark noise from the speckle images captured in each of them, and speckle image I before nf of the noise-erased non-deformed inspection object of the inspection object. , A speckle image I after nf of the inspection object after the deformation of the noise, and a speckle image I 1 before nf of the inspection object before deformation of the inspection object of which the noise is eliminated. , only the second laser beam and speckle image I 2 before nf due before deformation of the test object which noise has been erased, the inspection object which the noise has been erased after deformation And obtaining only the speckle image I 1 af ter nf by 1 of the laser beam, and a second laser beam only by speckle image I 2 after nf after deformation of the test object which noise has been erased, ( j) A speckle image I before nf of the inspection object in which noise is eliminated and a deformed speckle image I of the inspection object in which noise is eliminated.
obtaining a sum I add of the speckle image with after nf, and (k) transforming the speckle image I before nf before deformation of the inspection object from which noise has been eliminated and the inspection object from which noise has been eliminated Obtaining a difference I sub between the speckle image I after nf and the speckle image I after nf, and (l) a sum I add of the speckle images, from the sum I add of the speckle images before the deformation of the inspection object Of the speckle image I 1 before nf by the laser beam only and the noise of the inspection object before the deformation of the inspection object of the second laser beam only by the second laser beam I 2 before nf and the noise of the inspection object Of the speckle image I 1 after nf only by the first laser beam after the deformation and the speckle image I 2 after nf by the second laser beam after the deformation of the inspection object from which the noise is erased Subtract sum of images And (b) subtracting the nI add mod from the mI sub (where m and n are positive integers) to obtain the sum I add mod of the corrected speckle images. And a step of obtaining a phase difference map according to the deformation of the object, the method for extracting the phase from the speckle image of the inspection object.
【請求項5】 請求項4記載の検査対象物のスペックル
像からの位相抽出方法において、前記位相差マップのコ
ントラストを開口度の調整により最適化することを特徴
とする検査対象物のスペックル像からの位相抽出方法。
5. The method for extracting a phase from a speckle image of an inspection object according to claim 4, wherein the contrast of the phase difference map is optimized by adjusting the aperture. Phase extraction method from image.
【請求項6】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出装置において、(a)前記検査対象物に等しい入射角
で第1のレーザービームと第2のレーザービームとを照
射する手段と、(b)第1のレーザービームを遮光可能
な第1のシャッターと、(c)第2のレーザービームを
遮光可能な第2のシャッターと、(d)前記検査対象物
のスペックル像を取り込むCCDカメラと、(e)該C
CDカメラからのスペックル像を処理するイメージプロ
セッシングコンピュータとを設け、(f)前記検査対象
物に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像を得る手段と、(g)第2のレーザービームを
遮光して第1のレーザービームのみの照射による前記検
査対象物の変形前のスペックル像を得る手段と、(h)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形前のスペックル
像を得る手段と、(i)前記CCDカメラにキャップを
つけてダークノイズを得る手段と、(j)前記検査対象
物に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペ
ックル像を得る手段と、(k)第2のレーザービームを
遮光して第1のレーザービームのみの照射による前記検
査対象物の変形後のスペックル像を得る手段と、(l)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像を得る手段と、(m)前記CCDカメラにキャップを
つけてダークノイズを得る手段と、(n)前記それぞれ
に取り込まれたスペックル像からダークノイズを消去
し、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ibefore n.fと、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f と、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形前の第1のレーザー
ビームのみによるスペックル像I1 before n.fと、ノイ
ズが消去された前記検査対象物の変形前の第2のレーザ
ービームのみによるスペックル像I2 before n.fと、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形後の第1のレー
ザービームのみによるスペックル像I1 af ter n.fと、
ノイズが消去された前記検査対象物の変形後の第2のレ
ーザービームのみによるスペックル像I2 after n.f
を得る手段と、(o)ノイズが消去された前記検査対象
物の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去
された前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の和Iadd を得る手段と、
(p)ノイズが消去された前記検査対象物の変形前のス
ペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記検査
対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのスペッ
クル像の差Isub を得る手段と、(q)前記スペックル
像の和Iadd から、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第2のレーザービームのみによるスペックル
像I2 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 after n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第2のレーザービームのみによるスペックル
像I2 after n.fとのスペックル像の和を減算し、補正さ
れたスペックル像の和Iadd mod を得る手段と、(r)
前記Isub 及びIadd mod において前記検査対象物の変
形による位相差に影響を与えない方向を選んで、その方
向に垂直に前記CCDカメラのピクセルの並びをとり、
そのピクセル並びに平行な近接のピクセル並びについて
平均化を行う手段と、(s)前記ピクセル毎に前記I
sub とIadd mod の比をとり、前記検査対象物の変形に
よる位相差を得る手段とを具備することを特徴とする検
査対象物のスペックル像からの位相抽出装置。
6. A phase extraction device from a speckle image of an inspection object, comprising: (a) means for irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other; b) a first shutter capable of shielding the first laser beam, (c) a second shutter capable of shielding the second laser beam, and (d) a CCD camera for capturing the speckle image of the inspection object. And (e) the C
An image processing computer for processing a speckle image from a CD camera is provided, and (f) the first laser beam and the second laser beam are irradiated at the same incident angle to the inspection object to inspect the inspection object. Means for obtaining a speckle image before deformation, (g) a means for shielding the second laser beam and obtaining a speckle image before deformation of the inspection object by irradiation with only the first laser beam, )
Means for obtaining a speckle image of the inspection object before being deformed by irradiating only the second laser beam by blocking the first laser beam, and (i) means for obtaining dark noise by attaching a cap to the CCD camera (J) means for irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other to obtain a deformed speckle image of the inspection object; Means for shielding the second laser beam to obtain a deformed speckle image of the inspection object by irradiation with only the first laser beam;
Means for obtaining a speckle image after deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam by blocking the first laser beam, and (m) means for obtaining dark noise by attaching a cap to the CCD camera And (n) dark noise is erased from the speckle image captured in each of them, and the speckle image I before nf of the inspection object before deformation in which noise is erased and the inspection object in which noise is erased Speckle image I after nf after deformation of the object, speckle image I 1 before nf of only the first laser beam before deformation of the inspection object in which noise is erased, and inspection object in which noise is erased The speckle image I 2 before nf of only the second laser beam before the deformation of the object and the speckle image I of only the first laser beam after the deformation of the inspection object from which the noise is erased 1 af ter nf ,
A means for obtaining a speckle image I 2 after nf by only the second laser beam after the deformation of the inspection object from which noise has been deleted, and (o) a specification before the deformation of the inspection object from which noise has been deleted Image I before nf and speckle image I after deformation of the inspection object from which noise is eliminated
means for obtaining the sum I add of speckle images with after nf ,
(P) Difference I of speckle image between the speckle image I before nf of the inspection object in which noise is eliminated and before deformation and the speckle image I after nf of the inspection object in which noise is eliminated. means for obtaining sub , and (q) speckle image I 1 before nf and noise erased by only the first laser beam before deformation of the inspection object from which noise has been erased, from the sum I add of the speckle images The speckle image I 2 before nf of the processed object to be inspected only by the second laser beam before deformation and the speckle image I 1 of the object to be inspected after deformation of the inspection object in which noise is eliminated after nf and noise by subtracting the sum of the speckle image of the second laser beam only by speckle image I 2 after nf after deformation of the object to be examined is erased, the sum of the corrected speckle image I and means for obtaining the add mod, r)
In I sub and I add mod , a direction that does not affect the phase difference due to the deformation of the inspection object is selected, and the pixels of the CCD camera are arranged perpendicularly to the direction.
Means for averaging the pixel as well as parallel adjacent pixel rows; (s) the I for each pixel
A phase extraction device from a speckle image of an inspection object, comprising means for obtaining a phase difference due to deformation of the inspection object by taking a ratio of sub and I add mod .
【請求項7】 検査対象物のスペックル像からの位相抽
出装置において、(a)前記検査対象物に等しい入射角
で第1のレーザービームと第2のレーザービームとを照
射する手段と、(b)第1のレーザービームを遮光可能
な第1のシャッターと、(c)第2のレーザービームを
遮光可能な第2のシャッターと、(d)前記検査対象物
のスペックル像を取り込むCCDカメラと、(e)該C
CDカメラからのスペックル像を処理するイメージプロ
セッシングコンピュータとを設け、(f)前記検査対象
物に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像を得る手段と、(g)第2のレーザービームを
遮光して第1のレーザービームのみの照射による前記検
査対象物の変形前のスペックル像を得る手段と、(h)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形前のスペックル
像を得る手段と、(i)前記CCDカメラにキャップを
つけてダークノイズを得る手段と、(j)前記検査対象
物に等しい入射角で第1のレーザービームと第2のレー
ザービームとを照射し、前記検査対象物の変形後のスペ
ックル像を得る手段と、(k)第2のレーザービームを
遮光して第1のレーザービームのみの照射による前記検
査対象物の変形後のスペックル像を得る手段と、(l)
第1のレーザービームを遮光して第2のレーザービーム
のみの照射による前記検査対象物の変形後のスペックル
像を得る手段と、(m)前記CCDカメラにキャップを
つけてダークノイズを得る手段と、(n)前記それぞれ
に取り込まれたスペックル像からダークノイズを消去
し、ノイズが消去された前記検査対象物の変形前のスペ
ックル像Ibefore n.fと、ノイズが消去された前記検査
対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f と、ノイズ
が消去された前記検査対象物の変形前の第1のレーザー
ビームのみによるスペックル像I1 before n.fと、ノイ
ズが消去された前記検査対象物の変形前の第2のレーザ
ービームのみによるスペックル像I2 before n.fと、ノ
イズが消去された前記検査対象物の変形後の第1のレー
ザービームのみによるスペックル像I1 af ter n.fと、
ノイズが消去された前記検査対象物の変形後の第2のレ
ーザービームのみによるスペックル像I2 after n.f
を得る手段と、(o)ノイズが消去された前記検査対象
物の変形前のスペックル像Ibefore n.fとノイズが消去
された前記検査対象物の変形後のスペックル像I
after n.f とのスペックル像の和Iadd を得る手段と、
(p)ノイズが消去された前記検査対象物の変形前のス
ペックル像Ibefore n.fとノイズが消去された前記検査
対象物の変形後のスペックル像Iafter n.f とのスペッ
クル像の差Isub を得る手段と、(q)前記スペックル
像の和Iadd から、ノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形前の第2のレーザービームのみによるスペックル
像I2 before n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第1のレーザービームのみによるスペックル
像I1 after n.fとノイズが消去された前記検査対象物
の変形後の第2のレーザービームのみによるスペックル
像I2 after n.fとのスペックル像の和を減算し、補正さ
れたスペックル像の和Iadd mod を得る手段と、(r)
前記mIsub から、前記nIadd mod を減算することに
より(ここで、m,nは正の整数)、前記検査対象物の
変形による位相差マップを得る手段とを具備することを
特徴とする検査対象物のスペックル像からの位相抽出装
置。
7. A phase extracting apparatus for speckle images of an inspection object, comprising: (a) means for irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other; b) a first shutter capable of shielding the first laser beam, (c) a second shutter capable of shielding the second laser beam, and (d) a CCD camera for capturing the speckle image of the inspection object. And (e) the C
An image processing computer for processing a speckle image from a CD camera is provided, and (f) the first laser beam and the second laser beam are irradiated at the same incident angle to the inspection object to inspect the inspection object. Means for obtaining a speckle image before deformation, (g) a means for shielding the second laser beam and obtaining a speckle image before deformation of the inspection object by irradiation with only the first laser beam, )
Means for obtaining a speckle image of the inspection object before being deformed by irradiating only the second laser beam by blocking the first laser beam, and (i) means for obtaining dark noise by attaching a cap to the CCD camera (J) means for irradiating the inspection object with a first laser beam and a second laser beam at an incident angle equal to each other to obtain a deformed speckle image of the inspection object; Means for shielding the second laser beam to obtain a deformed speckle image of the inspection object by irradiation with only the first laser beam;
Means for obtaining a speckle image after deformation of the inspection object by irradiating only the second laser beam by blocking the first laser beam, and (m) means for obtaining dark noise by attaching a cap to the CCD camera And (n) dark noise is erased from the speckle image captured in each of them, and the speckle image I before nf of the inspection object before deformation in which noise is erased and the inspection object in which noise is erased Speckle image I after nf after deformation of the object, speckle image I 1 before nf of only the first laser beam before deformation of the inspection object in which noise is erased, and inspection object in which noise is erased The speckle image I 2 before nf of only the second laser beam before the deformation of the object and the speckle image I of only the first laser beam after the deformation of the inspection object from which the noise is erased 1 af ter nf ,
A means for obtaining a speckle image I 2 after nf by only the second laser beam after the deformation of the inspection object from which noise has been deleted, and (o) a specification before the deformation of the inspection object from which noise has been deleted Image I before nf and speckle image I after deformation of the inspection object from which noise is eliminated
means for obtaining the sum I add of speckle images with after nf ,
(P) Difference I of speckle image between the speckle image I before nf of the inspection object in which noise is eliminated and before deformation and the speckle image I after nf of the inspection object in which noise is eliminated. means for obtaining sub , and (q) speckle image I 1 before nf and noise erased by only the first laser beam before deformation of the inspection object from which noise has been erased, from the sum I add of the speckle images The speckle image I 2 before nf of the processed object to be inspected only by the second laser beam before deformation and the speckle image I 1 of the object to be inspected after deformation of the inspection object in which noise is eliminated after nf and noise by subtracting the sum of the speckle image of the second laser beam only by speckle image I 2 after nf after deformation of the object to be examined is erased, the sum of the corrected speckle image I and means for obtaining the add mod, r)
Inspection means for obtaining a phase difference map by deformation of the inspection object by subtracting the nI add mod from the mI sub (where m and n are positive integers). Phase extraction device from speckle image of target.
【請求項8】 請求項6又は7記載の検査対象物のスペ
ックル像からの位相抽出装置において、前記CCDカメ
ラが、開口度を調整可能な絞りを有することを特徴とす
る検査対象物のスペックル像からの位相抽出装置。
8. The phase extraction device for speckle images of an inspection object according to claim 6 or 7, wherein the CCD camera has a diaphragm whose aperture can be adjusted. Phase extraction device from image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100383027B1 (en) * 2000-03-06 2003-05-09 한국표준과학연구원 Method and apparatus for measuring 3 dimensional behavior using laser
KR100443409B1 (en) * 2001-12-06 2004-08-09 이주성 Method for the measuring an object of deformation and natural vibration mode by using espi
KR100564329B1 (en) * 2002-08-17 2006-03-27 김남호 An image processing technique to analysis a permanent deformation characteristics of asphalt mixture
CN111412850A (en) * 2020-03-23 2020-07-14 昆明理工大学 High-temperature three-dimensional digital image correlation measurement system and method based on single camera

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