JPH08152379A - フリンジスキャニング干渉測定方式による波面の位相 つなぎ方法 - Google Patents
フリンジスキャニング干渉測定方式による波面の位相 つなぎ方法Info
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- JPH08152379A JPH08152379A JP17232795A JP17232795A JPH08152379A JP H08152379 A JPH08152379 A JP H08152379A JP 17232795 A JP17232795 A JP 17232795A JP 17232795 A JP17232795 A JP 17232795A JP H08152379 A JPH08152379 A JP H08152379A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な処理で２次元的に連続な位相分布を求
めることができるフリンジスキャニング干渉測定方式に
よる波面の位相つなぎ方法を提供する。 【解決手段】 フリンジスキャニング干渉測定方式によ
り、物体光と参照光とをエリアセンサー上で干渉せし
め、物体光と参照光との位相差を段階的に変化させ、各
段階での干渉縞の強度値を読み取り、この強度値に基づ
き各点での位相データを計算した後に位相データを連続
的につなげて位相分布を求める波面の位相つなぎ方法に
おいて、求めた位相データ領域Ａの最外周の隣接画素の
位相データの位相つなぎを第一ステップで行い、その
後、前記位相データ領域ａを順次スキャンし、注目画素
の位相データと隣接する画素の少なくとも１つの位相デ
ータと位相つなぎを第二ステップで行い、前記位相デー
タ領域Ａ全体で連続的な位相分布を求める。
めることができるフリンジスキャニング干渉測定方式に
よる波面の位相つなぎ方法を提供する。 【解決手段】 フリンジスキャニング干渉測定方式によ
り、物体光と参照光とをエリアセンサー上で干渉せし
め、物体光と参照光との位相差を段階的に変化させ、各
段階での干渉縞の強度値を読み取り、この強度値に基づ
き各点での位相データを計算した後に位相データを連続
的につなげて位相分布を求める波面の位相つなぎ方法に
おいて、求めた位相データ領域Ａの最外周の隣接画素の
位相データの位相つなぎを第一ステップで行い、その
後、前記位相データ領域ａを順次スキャンし、注目画素
の位相データと隣接する画素の少なくとも１つの位相デ
ータと位相つなぎを第二ステップで行い、前記位相デー
タ領域Ａ全体で連続的な位相分布を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フリンジスキャニング
干渉測定方式における波面の位相つなぎ方法に関する。
干渉測定方式における波面の位相つなぎ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フリンジスキャニング干渉測定方式は、
物体光と参照光との位相差をＮ段階（ただし、Ｎは整
数）に変化させ、その各段階での干渉縞パターンを２次
元エリアセンサーで読み取り、光電変換し、デジタル化
して数１の式（１）により波面の位相Ｗ（ｘ，ｙ）を求
める方法として知られている。
物体光と参照光との位相差をＮ段階（ただし、Ｎは整
数）に変化させ、その各段階での干渉縞パターンを２次
元エリアセンサーで読み取り、光電変換し、デジタル化
して数１の式（１）により波面の位相Ｗ（ｘ，ｙ）を求
める方法として知られている。
【０００３】
【数１】
【０００４】ただし、式（１）において、Ｉj （ｘ，
ｙ）はｊ段階目の位相変化における干渉縞パターンの画
素（ｘ，ｙ）における光強度であり、ｋはλを光の波長
とするときの波数２π／λである。また、ｌj ＝（λ／
２π）ｊでｊ段階目の位相変化量である。
ｙ）はｊ段階目の位相変化における干渉縞パターンの画
素（ｘ，ｙ）における光強度であり、ｋはλを光の波長
とするときの波数２π／λである。また、ｌj ＝（λ／
２π）ｊでｊ段階目の位相変化量である。
【０００５】式（１）に従って、波面の位相分布を求め
るのであるが、ｔａｎ-1演算は値が主値（−π／２から
π／２）に限られ、実際には連続的な位相分布もπだけ
位相が不連続となる所が生じる。従って、位相飛びの方
向に（−π／２からπ／２か、またはπ／２から−π／
２）を２次元的に判断して、補正し連続的な位相分布を
求める必要がある。この処理を位相つなぎと呼ぶ。
るのであるが、ｔａｎ-1演算は値が主値（−π／２から
π／２）に限られ、実際には連続的な位相分布もπだけ
位相が不連続となる所が生じる。従って、位相飛びの方
向に（−π／２からπ／２か、またはπ／２から−π／
２）を２次元的に判断して、補正し連続的な位相分布を
求める必要がある。この処理を位相つなぎと呼ぶ。
【０００６】従来知られている位相つなぎの方法として
は、特開平５−３４０８４３号公報に開示された技術が
ある。この位相つなぎの方法は、図９のフローチャート
に示すように、前記式（１）によって求められた位相デ
ータをＸ方向に順次スキャンして各スキャニングライン
上で位相データが連続して存在する領域Ｌjk（ｊ番目の
スキャニングライン上でのｋ番目の連続位相領域）を検
出（いわゆるラベル付け）するステップＳ１１と、前記
各連続位相領域Ｌjk内で位相つなぎを行うステップＳ１
２と、前記第二ステップＳ２で位相つなぎをされた連続
位相領域Ｌjkでの位相データとＹ方向に隣接する連続位
相領域での位相データ間で位相つなぎを行うステップＳ
１３とから連続した位相分布を求めるものである。
は、特開平５−３４０８４３号公報に開示された技術が
ある。この位相つなぎの方法は、図９のフローチャート
に示すように、前記式（１）によって求められた位相デ
ータをＸ方向に順次スキャンして各スキャニングライン
上で位相データが連続して存在する領域Ｌjk（ｊ番目の
スキャニングライン上でのｋ番目の連続位相領域）を検
出（いわゆるラベル付け）するステップＳ１１と、前記
各連続位相領域Ｌjk内で位相つなぎを行うステップＳ１
２と、前記第二ステップＳ２で位相つなぎをされた連続
位相領域Ｌjkでの位相データとＹ方向に隣接する連続位
相領域での位相データ間で位相つなぎを行うステップＳ
１３とから連続した位相分布を求めるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術においては、直行する２方向（Ｘ、Ｙ方向）で位相
データ領域を順次スキャンし、その後、ステップＳ１２
で連続位相領域Ｌjkを求めるものであるため、ラベル付
けの処理が必要になってソフトウェアを作成するときに
アルゴリズムが複雑になり多大の作成時間を要するとと
もに誤りが生じ易くなる。また、複雑なソフトウエアの
ため位相つなぎの処理時間も長くなるという問題点があ
った。
技術においては、直行する２方向（Ｘ、Ｙ方向）で位相
データ領域を順次スキャンし、その後、ステップＳ１２
で連続位相領域Ｌjkを求めるものであるため、ラベル付
けの処理が必要になってソフトウェアを作成するときに
アルゴリズムが複雑になり多大の作成時間を要するとと
もに誤りが生じ易くなる。また、複雑なソフトウエアの
ため位相つなぎの処理時間も長くなるという問題点があ
った。
【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、簡単な処理で２次元的に連続な位相分
布を求めることができるフリンジスキャニング干渉測定
方式による波面の位相つなぎ方法を提供することを目的
とする。
なされたもので、簡単な処理で２次元的に連続な位相分
布を求めることができるフリンジスキャニング干渉測定
方式による波面の位相つなぎ方法を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る位相つなぎ方法は、フリ
ンジスキャニング干渉測定方式により、物体光と参照光
とをエリアセンサー上で干渉せしめ、前記物体光と前記
参照光との位相差を段階的に変化させ、各段階での干渉
縞の強度値を読み取り、該強度値に基づき各点での位相
データを計算した後に位相データを連続的につなげて位
相分布を求める波面の位相つなぎ方法において、各画素
で前記式（１）により求められた位相データからなる位
相データ領域の最外周の隣接画素の位相データの位相つ
なぎを行う第一ステップと、前記位相データ領域をＸ、
Ｙ方向で直交する方向のうちの一方向で順次スキャンし
注目画素の位相データと隣接する画素の少なくとも１つ
の位相データと位相つなぎを行う第二ステップとにより
前記位相データ領域全体で連続的な位相分布を求めるこ
ととした。
に、請求項１記載の発明に係る位相つなぎ方法は、フリ
ンジスキャニング干渉測定方式により、物体光と参照光
とをエリアセンサー上で干渉せしめ、前記物体光と前記
参照光との位相差を段階的に変化させ、各段階での干渉
縞の強度値を読み取り、該強度値に基づき各点での位相
データを計算した後に位相データを連続的につなげて位
相分布を求める波面の位相つなぎ方法において、各画素
で前記式（１）により求められた位相データからなる位
相データ領域の最外周の隣接画素の位相データの位相つ
なぎを行う第一ステップと、前記位相データ領域をＸ、
Ｙ方向で直交する方向のうちの一方向で順次スキャンし
注目画素の位相データと隣接する画素の少なくとも１つ
の位相データと位相つなぎを行う第二ステップとにより
前記位相データ領域全体で連続的な位相分布を求めるこ
ととした。
【００１０】また、請求項２記載の発明に係る位相つな
ぎ方法は、請求項１記載の発明に係る位相つなぎ方法に
おける前記第２ステップにおいて、順次スキャンを前記
位相データ領域の直交する２方向で互いに反対向きに行
って、各々の向きで順次隣接する位相データの位相つな
ぎを行うことを特徴とするものである。
ぎ方法は、請求項１記載の発明に係る位相つなぎ方法に
おける前記第２ステップにおいて、順次スキャンを前記
位相データ領域の直交する２方向で互いに反対向きに行
って、各々の向きで順次隣接する位相データの位相つな
ぎを行うことを特徴とするものである。
【００１１】以下に、本発明の位相つなぎ方法について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１２】本発明の位相つなぎ方法においては、図１
に模式的に示すような位相つなぎを行うイメージ領域Ｅ
を想定する。このイメージ領域Ｅは、画像メモリ上で干
渉縞の検出データがある位相データ領域Ａ（斜線を付し
た領域）と、干渉縞の検出データがないバックグラウン
ド領域Ｂとから構成される。
に模式的に示すような位相つなぎを行うイメージ領域Ｅ
を想定する。このイメージ領域Ｅは、画像メモリ上で干
渉縞の検出データがある位相データ領域Ａ（斜線を付し
た領域）と、干渉縞の検出データがないバックグラウン
ド領域Ｂとから構成される。
【００１３】上述したような位相データ領域Ａ及びバッ
クグラウンド領域Ｂの各画素を数１で示す演算式に従っ
て演算処理する。以下に本発明の位相つなぎ方法を図２
に示すフローチャート及び図３乃至図４を参照して詳細
に説明する。
クグラウンド領域Ｂの各画素を数１で示す演算式に従っ
て演算処理する。以下に本発明の位相つなぎ方法を図２
に示すフローチャート及び図３乃至図４を参照して詳細
に説明する。
【００１４】（１）第一ステップＳ１ 第一ステップＳ１では、位相データ領域Ａ及びバックグ
ラウンド領域Ｂの境界線追跡を行い、境界線となってい
る隣接画素の位相データを順次つないで行くものであ
る。ここで用いる境界線追跡処理の例を図３（Ａ）、
（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）で斜線を
施した領域を位相データ領域Ａとする。 1．位相データ領域Ａを順次スキャンし、最初に出合っ
た画素Ｐ0 を追跡開始点Ｐ0 とする。 2．開始点Ｐ0 を中央に見る８近傍画素（８近傍画素に
囲まれる画素を注目画素という、以下同じ）を図３
（Ａ）のように１〜８とすると、１の画素から反時計回
り（図の矢印の方向）にサーチし、最初に出会った画素
（図３（Ａ）では４の画素）をＰ1 とし、次の境界点と
する。もし、１〜８の画素までサーチしても、どの画素
にも出会わなければ、その注目画素は孤立点とみなし再
び１．の処理へ戻り、位相データ領域Ａをスキャンし、
次に出合った画素を改めて追跡開始点Ｐ0 とする。 3．追跡開始点Ｐ0 に追跡済みのマークを付け、４の画
素Ｐ1 を改めて注目画素とする８近傍画素を図３（Ｂ）
のように１〜７（このとき 2で求められた境界点は追跡
済マーク×を付けてある）の順にサーチし、最初に出会
った画素（図３（Ｂ）では５の画素）をＰ2 として次の
境界点とする。 4．Ｐ1 からＰ2 を求めると同様の手順 3を繰り返し用
いて、順次隣接境界点を求め、Ｐn ＝Ｐ0 となるまで手
順 3を実行する。これにより、追跡開始点Ｐ0に戻った
状態になる。このとき求まったＰ0 Ｐ1 ・・・Ｐn-1 が
境界線となる。
ラウンド領域Ｂの境界線追跡を行い、境界線となってい
る隣接画素の位相データを順次つないで行くものであ
る。ここで用いる境界線追跡処理の例を図３（Ａ）、
（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）で斜線を
施した領域を位相データ領域Ａとする。 1．位相データ領域Ａを順次スキャンし、最初に出合っ
た画素Ｐ0 を追跡開始点Ｐ0 とする。 2．開始点Ｐ0 を中央に見る８近傍画素（８近傍画素に
囲まれる画素を注目画素という、以下同じ）を図３
（Ａ）のように１〜８とすると、１の画素から反時計回
り（図の矢印の方向）にサーチし、最初に出会った画素
（図３（Ａ）では４の画素）をＰ1 とし、次の境界点と
する。もし、１〜８の画素までサーチしても、どの画素
にも出会わなければ、その注目画素は孤立点とみなし再
び１．の処理へ戻り、位相データ領域Ａをスキャンし、
次に出合った画素を改めて追跡開始点Ｐ0 とする。 3．追跡開始点Ｐ0 に追跡済みのマークを付け、４の画
素Ｐ1 を改めて注目画素とする８近傍画素を図３（Ｂ）
のように１〜７（このとき 2で求められた境界点は追跡
済マーク×を付けてある）の順にサーチし、最初に出会
った画素（図３（Ｂ）では５の画素）をＰ2 として次の
境界点とする。 4．Ｐ1 からＰ2 を求めると同様の手順 3を繰り返し用
いて、順次隣接境界点を求め、Ｐn ＝Ｐ0 となるまで手
順 3を実行する。これにより、追跡開始点Ｐ0に戻った
状態になる。このとき求まったＰ0 Ｐ1 ・・・Ｐn-1 が
境界線となる。
【００１５】次に、以上の処理により求めた境界線Ｐ0
Ｐ1 ・・・Ｐn-1 にある隣接する位相データをＷi 、Ｗ
i -1（ｉ＝１，２，・・・ｎ）とし、下記の式（２）に
よりその位相差ΔＷ1 を求める。
Ｐ1 ・・・Ｐn-1 にある隣接する位相データをＷi 、Ｗ
i -1（ｉ＝１，２，・・・ｎ）とし、下記の式（２）に
よりその位相差ΔＷ1 を求める。
【００１６】 ΔＷi ＝Ｗi （ｘi ，ｙi ）−Ｗi-1 （ｘi-1 ，ｙi-1 ）・・・（２）
【００１７】ここで、｜ΔＷi ｜が所定のしいき値θよ
りも大きい場合は位相飛びがあると判定し、そうでない
場合は位相飛びはないものと判定する。位相飛びが生じ
た場合にはΔＷi の値の正負に応じて、次のような補正
値δを与えてＷi （ｘi ，ｙi ）を補正する。
りも大きい場合は位相飛びがあると判定し、そうでない
場合は位相飛びはないものと判定する。位相飛びが生じ
た場合にはΔＷi の値の正負に応じて、次のような補正
値δを与えてＷi （ｘi ，ｙi ）を補正する。
【００１８】（イ）｜ΔＷi ｜＞θ かつ ΔＷi ＜０
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）＋ｎπ−Ｗi-1 （ｘi-1 ，
ｙi-1 ）｜＜θとなるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）にδ
＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を加算し、その加算
値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）＋ｎπ−Ｗi-1 （ｘi-1 ，
ｙi-1 ）｜＜θとなるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）にδ
＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を加算し、その加算
値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
【００１９】（ロ）｜ΔＷi ｜＞θ かつ ΔＷi ＞０
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）−ｎπ−Ｗi-1 （ｘi-1 ，
ｙi-1 ）｜＜θとなるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）から
δ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を減算し、その減
算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。 以上、（イ）、（ロ）の処理を位相データＷ0 〜Ｗ n-1
に対して行う。
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）−ｎπ−Ｗi-1 （ｘi-1 ，
ｙi-1 ）｜＜θとなるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）から
δ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を減算し、その減
算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。 以上、（イ）、（ロ）の処理を位相データＷ0 〜Ｗ n-1
に対して行う。
【００２０】（２）第二ステップＳ２ 第二ステップＳ２では、位相データ領域Ａを順次スキャ
ンし、注目画素の位相データと隣接する画素の少なくと
も１つの位相データと位相つなぎを行うものである。こ
れを図４（Ａ）、（Ｂ）に基づいて説明する。
ンし、注目画素の位相データと隣接する画素の少なくと
も１つの位相データと位相つなぎを行うものである。こ
れを図４（Ａ）、（Ｂ）に基づいて説明する。
【００２１】図４（Ａ）に示すように、位相データ領域
を左上から右下に順次スキャンするとし、位相データ領
域内のある注目画素をＰi （ｘi ，ｙi ）とする。ここ
で、順次スキャンを位相データ領域の左上から右下に行
うので、図３（Ｂ）に示す注目画素Ｐi （ｘi ，ｙi ）
の８近傍画素のうちＰ1 （ｘi −１，ｙi−１）、Ｐ2
（ｘi ，ｙi −１）、Ｐ3 （ｘi ＋１，ｙi −１）、Ｐ
4 （ｘi −１，ｙi ）の画素にある位相データＷ1 、Ｗ
2 、Ｗ3 、Ｗ4 の位相つなぎは、第二ステップＳ２の処
理段階で既に終了していることになる。したがって、注
目画素の位相データＷI と、前記８近傍画素の位相デー
タＷ1 〜Ｗ4 の少なくとも１つと位相つなぎを行う。下
記の式（３）により、注目画素の位相データＷI と前記
８近傍画素の少なくとも１つの位相データＷj （ｊ＝１
〜４）との位相差ΔＷi を求める。
を左上から右下に順次スキャンするとし、位相データ領
域内のある注目画素をＰi （ｘi ，ｙi ）とする。ここ
で、順次スキャンを位相データ領域の左上から右下に行
うので、図３（Ｂ）に示す注目画素Ｐi （ｘi ，ｙi ）
の８近傍画素のうちＰ1 （ｘi −１，ｙi−１）、Ｐ2
（ｘi ，ｙi −１）、Ｐ3 （ｘi ＋１，ｙi −１）、Ｐ
4 （ｘi −１，ｙi ）の画素にある位相データＷ1 、Ｗ
2 、Ｗ3 、Ｗ4 の位相つなぎは、第二ステップＳ２の処
理段階で既に終了していることになる。したがって、注
目画素の位相データＷI と、前記８近傍画素の位相デー
タＷ1 〜Ｗ4 の少なくとも１つと位相つなぎを行う。下
記の式（３）により、注目画素の位相データＷI と前記
８近傍画素の少なくとも１つの位相データＷj （ｊ＝１
〜４）との位相差ΔＷi を求める。
【００２２】 ΔＷi ＝Ｗi （ｘi ，ｙi ）−Ｗj （ｘj ，ｙj ） （ｊ＝１〜４） ・・・（３）
【００２３】ここで｜ΔＷi ｜が所定のしきい値θより
も大きい場合は、位相飛びがあると判定し、そうでない
場合は位相飛びはないものと判定する。位相飛びが生じ
た場合にはΔＷi の値の正負に応じて次のような補正値
δを与えてＷi （ｘi ，ｙi ）を補正する。
も大きい場合は、位相飛びがあると判定し、そうでない
場合は位相飛びはないものと判定する。位相飛びが生じ
た場合にはΔＷi の値の正負に応じて次のような補正値
δを与えてＷi （ｘi ，ｙi ）を補正する。
【００２４】（ハ）｜ΔＷi ｜＞θ かつ ΔＷi ＜０
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）＋ｎπ−Ｗj （ｘj ，ｙj ）｜＜
θ（ｊ＝１〜４）となるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）に
δ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を加算し、その
加算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）＋ｎπ−Ｗj （ｘj ，ｙj ）｜＜
θ（ｊ＝１〜４）となるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）に
δ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を加算し、その
加算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
【００２５】（ニ）｜ΔＷi ｜＞θ かつ ΔＷi ＞０
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）−ｎπ−Ｗj （ｘj ，ｙj ）｜＜
θ（ｊ＝１〜４）となるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）か
らδ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を減算し、その
減算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
のとき ｜Ｗi （ｘi ，ｙi ）−ｎπ−Ｗj （ｘj ，ｙj ）｜＜
θ（ｊ＝１〜４）となるように、Ｗi （ｘi ，ｙi ）か
らδ＝ｎπ（ｎ：整数、１，２，３…）を減算し、その
減算値を改めてＷi （ｘi ，ｙi ）とする。
【００２６】以上、（ハ）、（ニ）の処理を位相データ
領域Ａについて順次スキャンをしながら、全ての位相デ
ータに対して行う。
領域Ａについて順次スキャンをしながら、全ての位相デ
ータに対して行う。
【００２７】このようにして、第一ステップＳ１、第二
ステップＳ２の処理を行うと、図５（Ａ）に示したよう
な位相飛びが生じた位相分布から、図５（Ｂ）に示すよ
うな２次元的に連続した波面の位相分布を得ることがで
きる。
ステップＳ２の処理を行うと、図５（Ａ）に示したよう
な位相飛びが生じた位相分布から、図５（Ｂ）に示すよ
うな２次元的に連続した波面の位相分布を得ることがで
きる。
【００２８】また、請求項２記載の位相つなぎ方法によ
れば、上記第二ステップＳ２において、Ｘ方向に左から
右に順次スキャンして隣接する位相データの位相つなぎ
を行い、次に、同じく、Ｘ方向に右から左に順次スキャ
ンして隣接する位相データの位相つなぎを行う。さら
に、Ｙ方向に上から下に順次スキャンして隣接する位相
データの位相つなぎを行い、次に、同じく、Ｙ方向に下
から上に順次スキャンして隣接する位相データの位相つ
なぎを行う。このような処理を行っても図５（Ａ）に示
したような位相飛びが生じた位相分布から、図５（Ｂ）
に示すような２次元的に連続した波面の位相分布を得る
ことができる。
れば、上記第二ステップＳ２において、Ｘ方向に左から
右に順次スキャンして隣接する位相データの位相つなぎ
を行い、次に、同じく、Ｘ方向に右から左に順次スキャ
ンして隣接する位相データの位相つなぎを行う。さら
に、Ｙ方向に上から下に順次スキャンして隣接する位相
データの位相つなぎを行い、次に、同じく、Ｙ方向に下
から上に順次スキャンして隣接する位相データの位相つ
なぎを行う。このような処理を行っても図５（Ａ）に示
したような位相飛びが生じた位相分布から、図５（Ｂ）
に示すような２次元的に連続した波面の位相分布を得る
ことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係る位相つなぎ方法の実施の形態を説明する。
に係る位相つなぎ方法の実施の形態を説明する。
【００３０】（実施の形態１）図６を参照して、本発明
の本発明の実施の形態１を説明する。
の本発明の実施の形態１を説明する。
【００３１】本実施の形態では、図１の第二ステップＳ
２に対応する手順、すなわち、位相データ領域Ａを順次
スキャンし、注目画素の位相データとその隣接８近傍画
素の少なくとも１つとの位相つなぎを行う際に、例え
ば、図６に示すように、位相データ領域Ａに位相データ
が欠落している領域Ｄが存在し、しかも隣接８近傍画素
のうち図３（Ｂ）に示すＰ1 〜Ｐ3 に相当する画素に位
相データが欠落している場合を考える。
２に対応する手順、すなわち、位相データ領域Ａを順次
スキャンし、注目画素の位相データとその隣接８近傍画
素の少なくとも１つとの位相つなぎを行う際に、例え
ば、図６に示すように、位相データ領域Ａに位相データ
が欠落している領域Ｄが存在し、しかも隣接８近傍画素
のうち図３（Ｂ）に示すＰ1 〜Ｐ3 に相当する画素に位
相データが欠落している場合を考える。
【００３２】この場合に、Ｐ1 〜Ｐ3 のいずれかに位相
データが存在する画素まで注目画素を移動させる。図６
では、Ｐi →Ｐi ′→Ｐi ′′ →Ｐi ′′′のように
移動させる。ここで、注目画素がＰi ′′′になったと
ころで、位相データＷi ′′′とその隣接８近傍画素の
うちＰ1 〜Ｐ3 に相当する画素（Ｐ1 ′′′〜
Ｐ3 ′′′）の位相データＷ1 ′′′〜Ｗ3 ′′′の少
なくとも１つと位相つなぎを行い、その後にＰi ′′
→Ｐi ′→Ｐi の順序で注目画素を移動させ、各注目画
素でその隣接８近傍画素のうちの少なくとも一つと位相
つなぎを行った後、次順についても位相つなぎを行うと
いうように、逆に位相つなぎを行っていくものである。
データが存在する画素まで注目画素を移動させる。図６
では、Ｐi →Ｐi ′→Ｐi ′′ →Ｐi ′′′のように
移動させる。ここで、注目画素がＰi ′′′になったと
ころで、位相データＷi ′′′とその隣接８近傍画素の
うちＰ1 〜Ｐ3 に相当する画素（Ｐ1 ′′′〜
Ｐ3 ′′′）の位相データＷ1 ′′′〜Ｗ3 ′′′の少
なくとも１つと位相つなぎを行い、その後にＰi ′′
→Ｐi ′→Ｐi の順序で注目画素を移動させ、各注目画
素でその隣接８近傍画素のうちの少なくとも一つと位相
つなぎを行った後、次順についても位相つなぎを行うと
いうように、逆に位相つなぎを行っていくものである。
【００３３】本実施の形態によれば、レンズの欠陥やゴ
ミ等により干渉縞の一部にデータが欠落し、位相データ
として測定できない領域Ｄが存在した場合にも連続的な
位相分布が求まる。
ミ等により干渉縞の一部にデータが欠落し、位相データ
として測定できない領域Ｄが存在した場合にも連続的な
位相分布が求まる。
【００３４】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２を説明する。
態２を説明する。
【００３５】実施の形態２では、図１の第一ステップＳ
１に対応する手順、すなわち、位相データ領域Ａの最外
周の隣接画素の位相データの位相つなぎを行う前（初期
工程が終った段階）に、最外周の画素の位相データをカ
ットし、この後、カット後に最外周となる各隣接画素の
位相データに対して上述した第一ステップＳ１に対応す
る初期工程及びつなぎ工程の処理を行うものである。
１に対応する手順、すなわち、位相データ領域Ａの最外
周の隣接画素の位相データの位相つなぎを行う前（初期
工程が終った段階）に、最外周の画素の位相データをカ
ットし、この後、カット後に最外周となる各隣接画素の
位相データに対して上述した第一ステップＳ１に対応す
る初期工程及びつなぎ工程の処理を行うものである。
【００３６】通常、位相データ領域の最外周の画素にあ
る位相データは、干渉縞のアパーチャ周辺付近にあるた
め光量低下やノイズの影響を受けやすく、位相データに
誤差が発生することが多いが、実施の形態２によれば、
位相データ領域Ａの最外周の画素にある位相データをあ
らかじめ排除してしまうことにより、測定精度をより向
上することができる。
る位相データは、干渉縞のアパーチャ周辺付近にあるた
め光量低下やノイズの影響を受けやすく、位相データに
誤差が発生することが多いが、実施の形態２によれば、
位相データ領域Ａの最外周の画素にある位相データをあ
らかじめ排除してしまうことにより、測定精度をより向
上することができる。
【００３７】（実施の形態３）次に、本発明の実施の形
態３を図７、図８を参照して説明する。
態３を図７、図８を参照して説明する。
【００３８】実施の形態３においては、上述した実施の
形態２の位相つなぎ方法を実施の形態１の場合と同様位
相データ領域Ａに位相データが一部欠落している領域、
即ち、欠落領域Ｃが存在している場合について適用する
ものである。
形態２の位相つなぎ方法を実施の形態１の場合と同様位
相データ領域Ａに位相データが一部欠落している領域、
即ち、欠落領域Ｃが存在している場合について適用する
ものである。
【００３９】即ち、図７に示すように、位相データ領域
Ａの中央部に略円形状にバックグラウンド領域Ｂのよう
に位相データが欠落している欠落領域Ｃが存在する場
合、上述した実施の形態１の場合と同様位相データ領域
Ａの最外周の各画素の位相データに対する上述した第一
ステップＳ１に対応する位相つなぎを行った後、上述し
た第二ステップＳ２に対応する処理として、図７に示す
Ｘ方向に左から右に順次スキャンして隣接する位相デー
タの位相つなぎを行う。このとき、一ラインのスキャン
毎に、図７に示す欠落領域Ｃにおける位相データが存在
しない画素（×印を付して示す。）を検出したらこの段
階でこのラインの位相つなぎを中断し、次のラインに移
って同様に位相つなぎを行う。次に、同じく、Ｘ方向に
右から左に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行う。さらに、Ｙ方向に
上から下に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行い、さらに、Ｙ方向に
下から上に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行う。
Ａの中央部に略円形状にバックグラウンド領域Ｂのよう
に位相データが欠落している欠落領域Ｃが存在する場
合、上述した実施の形態１の場合と同様位相データ領域
Ａの最外周の各画素の位相データに対する上述した第一
ステップＳ１に対応する位相つなぎを行った後、上述し
た第二ステップＳ２に対応する処理として、図７に示す
Ｘ方向に左から右に順次スキャンして隣接する位相デー
タの位相つなぎを行う。このとき、一ラインのスキャン
毎に、図７に示す欠落領域Ｃにおける位相データが存在
しない画素（×印を付して示す。）を検出したらこの段
階でこのラインの位相つなぎを中断し、次のラインに移
って同様に位相つなぎを行う。次に、同じく、Ｘ方向に
右から左に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行う。さらに、Ｙ方向に
上から下に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行い、さらに、Ｙ方向に
下から上に順次スキャンして隣接する位相データの位相
つなぎを上述した場合と同様に行う。
【００４０】このような処理を行うことにより、図８
（Ａ）に示すような位相飛びが生じた位相分布から、図
８（Ｂ）に示すような連続した波面の位相分布を得るこ
とができる。尚、本発明の実施の形態の場合には、レン
ズの欠陥やゴミ等により干渉縞の一部のデータが欠落
し、位相データとして測定できない略円形状の欠落領域
Ｃが存在する場合に、実施の形態１の場合に比較し、比
較的簡略なアルゴリズムを繰り返し実行することで、欠
落領域Ｃの存在に応じた位相分布を求めることができ
る。
（Ａ）に示すような位相飛びが生じた位相分布から、図
８（Ｂ）に示すような連続した波面の位相分布を得るこ
とができる。尚、本発明の実施の形態の場合には、レン
ズの欠陥やゴミ等により干渉縞の一部のデータが欠落
し、位相データとして測定できない略円形状の欠落領域
Ｃが存在する場合に、実施の形態１の場合に比較し、比
較的簡略なアルゴリズムを繰り返し実行することで、欠
落領域Ｃの存在に応じた位相分布を求めることができ
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明の波面の位相つなぎ方法によれば、少ない走査回数で
簡単な処理により、位相データ領域全体で連続的な位相
分布を求めることができる。
明の波面の位相つなぎ方法によれば、少ない走査回数で
簡単な処理により、位相データ領域全体で連続的な位相
分布を求めることができる。
【００４２】請求項２記載の発明の波面の位相つなぎ方
法によれば、欠落領域を含む位相データ領域全体に対
し、Ｘ方向、Ｙ方向に比較的簡略なアルゴリズムによる
スキャンを行って連続的で、かつ、欠落領域に応じた位
相分布を求めることができる。
法によれば、欠落領域を含む位相データ領域全体に対
し、Ｘ方向、Ｙ方向に比較的簡略なアルゴリズムによる
スキャンを行って連続的で、かつ、欠落領域に応じた位
相分布を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の位相つなぎ方法における位相データ領
域、バックグラウンド領域を示す説明図である。
域、バックグラウンド領域を示す説明図である。
【図２】本発明の位相つなぎ方法の処理を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】図２の第一ステップの処理を説明する図であ
り、図３（Ａ）は追跡開始点及びその８近傍画素を拡大
して示し、図３（Ｂ）は境界点及びその８近傍画素を拡
大して示すものである。
り、図３（Ａ）は追跡開始点及びその８近傍画素を拡大
して示し、図３（Ｂ）は境界点及びその８近傍画素を拡
大して示すものである。
【図４】図２の第二ステップの処理を説明する図であ
り、図４（Ａ）は位相データ領域に対するスキャン方法
を示し、図４（Ｂ）は注目画素の８近傍画素を拡大して
示すものである。
り、図４（Ａ）は位相データ領域に対するスキャン方法
を示し、図４（Ｂ）は注目画素の８近傍画素を拡大して
示すものである。
【図５】本発明により得られる位相分布の状態を示す図
であり、図５（Ａ）は位相飛びが生じた位相分布を、図
５（Ｂ）は本発明により得られる連続位相分布を示すも
のである。
であり、図５（Ａ）は位相飛びが生じた位相分布を、図
５（Ｂ）は本発明により得られる連続位相分布を示すも
のである。
【図６】本発明の実施の形態１における一部にデータの
存在しない領域を含む位相データ領域及びバックグラウ
ンド領域を示す説明図である。
存在しない領域を含む位相データ領域及びバックグラウ
ンド領域を示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３における一部にデータの
存在しない欠落領域を含む位相データ領域及びバックグ
ラウンド領域を示す説明図である。
存在しない欠落領域を含む位相データ領域及びバックグ
ラウンド領域を示す説明図である。
【図８】実施の形態３により得られる位相分布の状態を
示す図であり、図８（Ａ）は位相飛びが生じた位相分布
を、図８（Ｂ）は実施の形態３により得られる連続位相
分布を示すものである。
示す図であり、図８（Ａ）は位相飛びが生じた位相分布
を、図８（Ｂ）は実施の形態３により得られる連続位相
分布を示すものである。
【図９】従来の位相つなぎ方法を示すフローチャートで
ある。
ある。
Ａ 位相データ領域 Ｂ バックグラウンド領域 Ｃ 欠落領域 Ｄ データの存在しない領域
Claims (2)
- 【請求項１】 フリンジスキャニング干渉測定方式によ
り、物体光と参照光とをエリアセンサー上で干渉せし
め、前記物体光と前記参照光との位相差を段階的に変化
させ、各段階での干渉縞の強度値を読み取り、該強度値
に基づき各点での位相データを計算した後に位相データ
を連続的につなげて位相分布を求める波面の位相つなぎ
方法において、 求めた位相データ領域の最外周の隣接画素の位相データ
の位相つなぎを行う第一ステップと、前記位相データ領
域をＸ、Ｙ方向で直交する方向のうちの一方向で順次ス
キャンし、注目画素の位相データと隣接する画素の少な
くとも１つの位相データと位相つなぎを行う第二ステッ
プとにより、前記位相データ領域全体で連続的な位相分
布を求めることを特徴とする波面の位相つなぎ方法。 - 【請求項２】 前記第２ステップにおいて順次スキャン
を前記位相データ領域の直交する２方向で互いに反対向
きに行って、各々の向きで順次隣接する位相データの位
相つなぎを行うことを特徴とする請求項１記載の波面の
位相つなぎ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17232795A JP3432047B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-07-07 | フリンジスキャニング干渉測定方式による波面の位相つなぎ方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-259138 | 1994-09-29 | ||
| JP25913894 | 1994-09-29 | ||
| JP17232795A JP3432047B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-07-07 | フリンジスキャニング干渉測定方式による波面の位相つなぎ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152379A true JPH08152379A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3432047B2 JP3432047B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=26494720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17232795A Expired - Fee Related JP3432047B2 (ja) | 1994-09-29 | 1995-07-07 | フリンジスキャニング干渉測定方式による波面の位相つなぎ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3432047B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042728A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 縞画像解析用の位相アンラッピング方法 |
| JP2019124543A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社サキコーポレーション | 検査装置の高さ情報の取得方法及び検査装置 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP17232795A patent/JP3432047B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003042728A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 縞画像解析用の位相アンラッピング方法 |
| JP2019124543A (ja) * | 2018-01-16 | 2019-07-25 | 株式会社サキコーポレーション | 検査装置の高さ情報の取得方法及び検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3432047B2 (ja) | 2003-07-28 |
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Legal Events
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