JPWO2018066698A1 - 形状測定装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の波長における各吸収係数と、第1の波長よりも長い第2の波長における吸収係数とを有する媒質を介して、第1の波長及び第2の波長の各反射率係数を有する物体の表面に、第1の波長及び第2の波長を有する光を照射する光源と、
前記物体の表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長と第2の波長の各強度を測定するセンサと、
前記測定された第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1の波長及び第2の波長における媒質の各吸収係数に基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記計算された距離に基づいて前記物体の形状を測定する測定部とを備えた形状測定装置であって、
第1の波長及び第2の波長は、第1の波長における最短距離の強度と第2の波長における最長距離の強度との差が所定の第1の値よりも大きくなり、かつ、第1の波長における反射率係数と第2の波長における反射率係数との差が所定の第2の値よりも小さくなるように選択され、
ここで、前記最短距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も短い距離をいい、
前記最長距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も長い距離をいう
ことを特徴とする。
第3の波長が第1の波長と、第1の波長よりも長い第2の波長との間にあり、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各吸収係数を有する媒質を介して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各反射率係数を有する物体の表面に光を照射する光源と、
前記物体の前記表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長の各強度を測定するセンサと、
第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1及び第2の波長における媒質の各吸収係数とに基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記計算された距離に基づいて、前記物体の表面の反射係数特性が、第1の波長から第3の波長を介して第2の波長までの波長範囲にわたって実質的に線形関係を有する条件のもとで、前記物体の形状を測定する測定部とを備えたことを特徴とする。
図1Aは、本発明の第1の基本実施形態に係る光学式形状測定装置の構成を示す概略ブロック図である。図1Aを参照すると、第1の基本実施形態に係る状測定装置は、物体60の形状を測定するものであり、媒質10を含むタンク50と、光源80と、ハーフミラー40と、バンドパスフィルタ31,32と、例えば撮像カメラなどのセンサ21,22と、内部メモリ70mを有しデジタルコンピュータからなる測定装置70と、操作部71と、ディスプレイ72とを備えて構成される。ここで、光源80は測定装置70からの制御信号S80によりその動作のオン/オフが制御される。
(2)媒質10の吸収係数α(λ1)と吸収係数α(λ2)との差、
(3)物体60の物体表面60sの反射率係数s(λ1)と反射率係数s(λ2)との差、及び
(4)物体60の厚さなどの物体60のサイズの大きさ。
(A)例えばカメラなどのセンサ21,22のダイナミックレンジを最大限に活用するために、以下の条件で2つの波長λ1とλ2を選択する必要がある。
条件:「exp(−2α(λ2)−α(λ1)lmin)とexp(−2α(λ2)−α(λ1)lmax)との差が所定のしきい値Dth1よりも大きくなるように、好ましくは、当該差が最大になること。」
ここで、lmaxは形状測定装置により測定された物体表面60s上の複数の位置における対応する複数の距離lのうちの最も長い距離を表し、lminはその最短距離を表す。なお、実施形態において、媒質10として水を用いているが、媒質10は水に限定されない。距離
図2Aは、本発明の第2の基本実施形態に係る光学式形状測定装置の構成を示す概略ブロック図である。図2Aを参照すると、第2の基本実施形態に係る形状測定装置は、λ1<λ3<λ2の互いに異なる3つの波長λ1,λ2,λ3を用いることにより、第1の基本実施形態の精度よりも高い精度で、物体60の形状を測定することを特徴としている。当該形状測定装置は、媒質10と、光源80と、ハーフミラー41,42と、バンドパスフィルタ31,32,33と、撮像カメラ等のセンサ21,22,23と、内部メモリ70mを有する測定装置70Aと、操作部71と、ディスプレイ72とを備えて構成される。以下、第1の基本実施形態と第2の基本実施形態との相違点について説明する。
(A)第1の波長λ1における物体60の物体表面60sの反射係数s(λ1);
(B)第2の波長λ2における物体60の物体表面60sの反射係数s(λ2);
(C)第3の波長λ3における物体60の物体表面60sの反射係数s(λ3);
(D)第1の波長λ1における媒質10の吸収係数α(λ1);
(E)第2の波長λ2における媒質10の吸収係数α(λ2);及び
(F)第3の波長λ3における媒質10の吸収係数α(λ3)。
s(λ2)=a×λ2+b
s(λ3)=a×λ3+b
(ケース2)2α(λ3)−2α(λ1)=α(λ2)−α(λ3)
図3は、本発明の第3の基本実施形態に係る光学式形状測定装置の構成を示す概略ブロック図である。図2Aに示す第2の基本実施形態の形状測定装置は3つのセンサ21,22,23を備えるが、第3の基礎実施形態では、図3に示すように、3つのセンサ21,22,23の代わりに、スペクトロスコープ(分光器)カメラなどのスペクトロスコープセンサ24を使用してもよい。この場合において、3つのバンドパスフィルタ31,32,33に代えて3つの波長λ1,λ2,λ3の光を通過させるバンドパスフィルタ34を1つだけ設け、図2Aの測定装置70Aの代わりに測定装置70Bが設けられている。
以下の第1の実施形態では、その中で章番号及び節番号を付して説明する。
ここでは、例えば水である媒質10による光の吸収特性を利用した距離推定について説明する。まず、はじめに、光の吸収特性について簡単に説明した後、2つの波長λ1,λ2の光の吸収特性から距離推定を行う原理について述べる。次いで、推定した距離の精度を考察し、最後に使用する近赤外線領域での2つの波長λ1,λ2間での物体の反射放射スペクトルについて検証する。
光がある媒質10を透過する際に、光はその媒質10によって吸収される特性を持つ。しかし、光の全波長域において一定の割合で吸収されて強度が下がるというわけではなく、媒質に依存した吸収特性に従って光は吸収される。一般的に、媒質10には光が強く吸収される波長域もあれば、ほとんど吸収されない波長域もある。本実施形態では、媒質10の一例として水に着目し、水による光の吸収特性を利用することで物体60の形状推定を行うことを考える。
水面(媒質表面10s)から水中にある物体表面60sまでの距離lを推定するために、光の吸収量が波長によって全く異なっている特性を利用することを考える。想定している状況としては、無限遠にある光源から水中にある物体60の物体表面60sに平行光が照射されている場面を、その光源80の光軸と同軸に配置してある、例えば正投影カメラであるセンサ21,22を用いて撮影する。物体表面60sでランバート反射、あるいは拡散反射や鏡面反射が起こることは想定していないので、得られた画像の輝度値は、幾何学形状と波長の反射特性に分離できると考えることができる。つまり、反射率関数f(ω,λ)=r(ω)s(λ)が物体60の幾何形状特性r(ω)(ωは入射光、放射光の角度等をいう)と、反射における波長特性s(λ)に分離できるという緩い仮定である。それでもこの仮定は多くの実物体に適用できる。数少ない例外としては、CD−ROMのように物体の表面形状が光の波長スケールに相当するほど細かい場合である。
図8は例えばセンサ21,22と光源80の光軸が平行でかつ水面に対して垂直な位置関係を有するときの形状測定装置の概略側面図である。図8に示すように、理想的に一直線上に配置された光源80とセンサ21,22の位置構成について考える。ここでは、センサ21,22の光軸と、指向性のある光源80の光軸とが、平面となっている水面に対して垂直になっている。波長λ1で光量I0であるモノクロの光が水面から入射し、媒質10の水中を通って距離lにある光沢のないポイント60pに達する。そしてそのポイント60pから反射し、センサ21,22が感知した光量は次式で表される。
2つの波長λ1,λ2における表面反射特性s(λ1)及びs(λ2)の誤差Δsに対する、例えば次式の相対的距離推定誤差Δlを考えてみる。
図10は「24色のカラーチェッカーボード」の反射スペクトルを示すグラフである。すなわち、図10は、互いに色が異なる24個のパッチタイル(24色)を格子形状で配置してなるカラーチェッカーボードについて反射スペクトルを測定したものであり、図10の24本のグラフが24色の反射スペクトルに対応する。図10から分かるように、水中における光の吸収量は900nm〜1000nmの波長域で急激に変化している。さらにこの波長域において、様々な材質の反射スペクトルがフラットになる傾向があることについて実証していく。まず始めに、図10に示すように、標準的なカラーチェッカーボードの反射スペクトルを計測してみたところ、すべてのパッチタイルにおいて900nm以降の長波長領域では、反射スペクトルの変化が大幅に減っていることが分かった。
2つの波長画像を用いた距離推定に基づいて、実用的なセットアップをするための「Shape from Water」のアルゴリズム(以下、SFWアルゴリズムという)について以下に説明する。当該SFWアルゴリズムは、画像化システムを構築するにあたり、問題となってくるカメラ位置のずれや、実際のバンドパスフィルタの透過率による距離推定結果の誤差を補正することを目的としている。
これまで、指向性光源80と、例えば正投影カメラであるセンサ21,22はどちらも同一の光軸上に設置し、水面に対して垂直な光軸となっていることを想定していた。実際に画像化システムのデバイスを設置する上で、光軸を水面に対し垂直に設計、調整することは難しく、光源80又はセンサ21,22、あるいは両方とも垂直方向に対して少し傾いていることが予想される。そこで、ある一点の距離を推定した際に、デバイス位置のずれによる推定結果の誤差を補正する方法を紹介する。
SFWアルゴリズムを用いた画像化システムを実装するためには、広い波長域において十分な光量を持つ光源と二つのナローバンドパスフィルタをカメラの前に設置して使用することが理想的である。これまで、フィルタの透過率関数はデルタ関数(完全なナローバンドフィルタ)であることを想定してきたが、これは現実的ではない。そこで使用するバンドパスフィルタの透過率関数を考慮し、補正する必要がある。実際に使用する二つの波長λ1,λ2におけるナローバンドフィルタの透過率関数をそれぞれβ1(λ),β2(λ)として考える。
本発明者らは、SFWアルゴリズムを用いて、被測定物体60の形状推定をするための画像化システムとして、同軸システムを構築した。これは2台のセンサ21,22を同軸上に配置し、ビデオレートで二つの波長画像をリアルタイムに撮影することが可能である。連続撮影された画像から、水中にある複雑な幾何形状の物体60や、動的な物体60の形状を推定する。はじめに画像化システムの概要を述べ、実際にそのシステムで推定した距離の精度について検討する。
図15は本発明の第1の実施形態に係る同軸のスペクトラル画像化システム(形状測定装置)の外観を示す写真画像である。図15に示すように、ビームスプリッターと、二つのグレイスケールのカメラ(POINT−GREYGS3−U3−41C6NIR)を使って、同軸の二波長の画像化システムを構築した。
推定した距離の精度を評価するために、複数の異なった材質の平面上のプレートを使用して、本実施形態に係る手法で距離を推定した。距離を定規で測定したものを真値とし、距離を10mmから40mmまで変化させて精度を評価した。それぞれの距離状況において、同軸のイメージングシステムを使用して撮影された二つ波長の画像を入力データとすることで、式(5)から距離を推定する。本実施形態に係る手法のアルゴリズムの有効性を評価するために、式(7)と式(10)から、推定結果を補正した。
(2)図21Aは「赤色のプラスチックボード」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離と真値との比較を示すグラフである。図21Bは「赤色のプラスチックボード」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離の相対誤差を示すグラフである。
(3)図22Aは「白色の大理石」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離と真値との比較を示すグラフである。図22Bは「白色の大理石」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離の相対誤差を示すグラフである。
(4)図23Aは「黒色の大理石」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離と真値との比較を示すグラフである。図23Bは「黒色の大理石」での距離精度を示すグラフであって、推定した距離の相対誤差を示すグラフである。
SFWアルゴリズムを用いて、複雑な反射特性を持つ物体や形状が変化しながら動く物体を形状推定してみた。物体自体の形状データの真値を取得することが難しいので、推定した形状を定性的に評価した。
当該形状推定結果を示す写真画像の図面を以下に示す。
半透明な反射特性を持つ物体を従来手法で形状推定することはかなり難しい。反射特性をキャンセルして形状推定を行うSFWアルゴリズムは、半透明な物体も形状推定することが可能である。
本実施形態で構築した同軸の画像化システムは、動的な物体をリアルタイムに形状推定するのに適している。
(2)図34Cは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「動いている手(第2の画像)」の写真画像である。図34Dは図34Cの動いている手(第2の画像)に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「動いている手(第2の画像)」の写真画像である。
(3)図34Eは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「動いている手(第3の画像)」の写真画像である。図34Fは図34Eの「動いている手(第3の画像)」に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「動いている手(第3の画像)」の写真画像である。
(4)図34Gは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「動いている手(第4の画像)」の写真画像である。図34Hは図34Gの「動いている手(第4の画像)」に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「動いている手(第4の画像)」の写真画像である。
(2)図35Cは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「金魚(第2の画像)」の写真画像である。図35Dは図35Cの「金魚(第2の画像)」に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「金魚(第2の画像)」の写真画像である。
(3)図35Eは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「金魚(第3の画像)」の写真画像である。図35Fは図35Eの「金魚(第3の画像)」に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「金魚(第3の画像)」の写真画像である。
(4)図35Gは第1の実施形態に係る形状測定装置によって波長905nmを用いて撮影された「金魚(第4の画像)」の写真画像である。図35Hは図35Gの「金魚(第4の画像)」に対して、第1の実施形態に係る形状測定装置によって形状推定された「金魚(第4の画像)」の写真画像である。
本実施形態に係るSFWアルゴリズムを用いた二波長による距離推定は、現状では環境光に直接対処することはできていないが、実際には、光源80を消して環境光だけで照らされている状態を撮影し、環境光と光源の両方で照らされている状態の画像から差し引くことで対処できる。
以上説明したように、本実施形態では、光の吸収を利用した全く新しい距離推定手法であるSFWアルゴリズムを用いた画像化システムを提案した。SFWアルゴリズムは物体の表面反射特性に影響されずに、二つの近赤外線領域の波長間における光の吸収度合いの差を利用して形状推定をする。低コストの既製のハードウェアを使用して、同軸の画像化システムを構築し、二つの波長画像を同時に撮影することで、リアルタイム形状推定を可能にした。実際に形状推定をしてみた結果から、SFWアルゴリズムで複雑な反射特性を持つ物体や動的に変形する物体の形状を正確に推定することができることが分かった。
以下の第2の実施形態では、その中で章番号を付して説明する。
上述の第1の実施形態では、撮影する二つ波長λ1とλ2における対象物体の反射率が同値、つまりs(λ1)≒s(λ2)であることを想定して、二波長の光の吸収を利用した距離推定について述べてきた。この想定は、基本的な材質の反射スペクトルのデータベース(例えば、図10参照)から分かるように、ほとんどの材質に関しては問題ない。しかし、金属のように、この想定が成り立たない物質も存在する。そこで、二つの波長λ1,λ2に加えて、λ1とλ2の間にある三つ目の波長λ3(λ1<λ3<λ2)について撮影した情報を利用することで、想定が成り立たない問題を対処する手法について以下に説明する。
二つの波長λ1とλ2の間の波長域において、対象物体の反射率が同値でない場合に、三波長を用いることで、反射率の差を考慮した推定が可能であることを、反射率データベースから評価する。ここでは、λ1,λ2,λ3をそれぞれ900nm、950nm、925nmとして反射率誤差を計算する。三波長を用いた推定の場合には、波長λ3における反射率s(λ3)は、図37に示すように、グラフ上の2つのポイント[λ1,s(λ1)]と[λ2,s(λ2)]を通る一次関数の直線上に存在するものと想定され、推定された波長λ3における反射率をe(λ3)とする。推定された反射率e(λ3)と、実際の反射率s(λ3)の誤差を評価するために、次式を計算した。
前記で説明した三波長における光量の関係式を示した式(16)を変形すると、次式を得る。
α(λ3)−α(λ1)=α(λ2)−α(λ3)となる波長を選択する。次いで、α(λ3)−α(λ1)=α(λ2)−α(λ3)=kとすると、式(16)は次式のように表現できる。
2(α(λ3)−α(λ1))=α(λ2)−α(λ3)となる波長を選択する。次いで、ケースIと同様に、式(16)の両辺にe4klを乗算すると次式を得る。
光の吸収を利用した距離推定及び物体の形状推定をする上で、光源80又はセンサ21,22、あるいは両方ともに、水面に対して垂直方向から少し傾いていることが予想される(図14参照)。第1の実施形態において説明したように、傾いている影響を補正することは可能である。しかし、より精度良く推定するためには、光源80とセンサ21,22の光軸が同軸であることが望ましい。そこで、平行光である光源80の光軸とセンサ21,22,23の光軸が同軸で撮影可能な測定装置を開発した。
移動する物体60を対象に、三波長の光の吸収を利用した距離の推定を行うためには、三波長それぞれの画像をリアルタイムに取得する必要がある。そこで三台のカメラ21C,22C,23Cを用いて、同画角で同軸のカメラシステムを構築した。
(2)図42Aは第2の実施形態に係る形状測定装置による形状推定のための「ロールケーキの食品サンプル」についての波長905nmの入力画像を示す写真画像である。図42Bは図42Aの「ロールケーキの食品サンプル」に対して、第2の実施形態に係る形状測定装置による形状推定された推定結果画像を示す写真画像である。
(3)図43Aは第2の実施形態に係る形状測定装置による形状推定のための「かぶのオブジェ」についての波長905nmの入力画像を示す写真画像である。図43Bは図43Aの「かぶのオブジェ」に対して、第2の実施形態に係る形状測定装置による形状推定された推定結果画像を示す写真画像である。
21,22,23 センサ
21C、22C,23C センサカメラ
24 スペクトロスコープセンサ
31,32,33 バンドパスフィルタ(BPF)
40,41,42 ハーフミラー
40a 光軸
50 タンク
60 被測定物体(物体)
60s 被測定物体の表面(物体表面)
61 移動支持部
70,70A 測定装置
70m 内部メモリ
71 操作部
72 ディスプレイ
80 光源
CL1〜CL4 コリメートレンズ
CAL カメラレンズ
FR,FG,FB 色フィルタ
IRD アイリスダイアフラム
L80 入射光
MS 自動移動ステージ
R60 反射光
S61,S80 制御信号
Claims (13)
- 第1の波長における各吸収係数と、第1の波長よりも長い第2の波長における吸収係数とを有する媒質を介して、第1の波長及び第2の波長の各反射率係数を有する物体の表面に、第1の波長及び第2の波長を有する光を照射する光源と、
前記物体の表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長と第2の波長の各強度を測定するセンサと、
前記測定された第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1の波長及び第2の波長における媒質の各吸収係数に基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記計算された距離に基づいて物体の形状を測定する測定部とを備えた形状測定装置であって、
第1の波長及び第2の波長は、第1の波長における最短距離の強度と第2の波長における最長距離の強度との差が所定の第1の値よりも大きくなり、かつ、第1の波長における反射率係数と第2の波長における反射率係数との差が所定の第2の値よりも小さくなるように選択され、
ここで、前記最短距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も短い距離をいい、
前記最長距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も長い距離をいう
ことを特徴とする形状測定装置。 - 前記第1及び第2の波長は、前記センサのスペクトル応答が所定の第3の値よりも大きくなるように選択されることを特徴とする請求項1に記載の形状測定装置。
- 第3の波長が第1の波長と、第1の波長よりも長い第2の波長との間にあり、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各吸収係数を有する媒質を介して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各反射率係数を有する物体の表面に光を照射する光源と、
前記物体の前記表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長の各強度を測定するセンサと、
第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1及び第2の波長における媒質の各吸収係数とに基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記計算された距離に基づいて、前記物体の表面の反射係数特性が、第1の波長から第3の波長を介して第2の波長までの波長範囲にわたって実質的に線形関係を有する条件のもとで、物体の形状を測定する測定部とを備えたことを特徴とする形状測定装置。 - 第1の波長及び第2の波長は、第1の波長における最短距離の強度と第2の波長における最長距離の強度との差が所定の第1の値よりも大きくなり、かつ、第1の波長における反射率係数と第2の波長における反射率係数との差が所定の第2の値よりも小さくなるように選択され、
ここで、前記最短距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も短い距離をいい、
前記最長距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も長い距離をいう
こと特徴とする請求項3に記載の形状測定装置。 - 前記第1及び第2の波長は、前記センサのスペクトル応答が所定の第3の値よりも大きくなるように選択されることを特徴とする請求項3又は4に記載の形状測定装置。
- 前記測定部は、非線形最小2乗法と並列処理とを用いて、前記距離を計算することを特徴とする請求項3〜5のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。
- 前記測定部は、α(λ3)−α(λ1)=α(λ2)−α(λ3)の条件で前記距離を計算し、
ここで、α(λ1)は第1の波長λ1における媒質の吸収係数であり、
α(λ2)は第2の波長λ2における媒質の吸収係数であり、
α(λ3)は、第3の波長λ3における媒質の吸収係数である
請求項3〜6のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。 - 前記測定部は、2α(λ3)−2α(λ1)=α(λ2)−α(λ3)の条件で距離を計算し、
ここで、α(λ1)は第1の波長λ1における媒質の吸収係数であり、
α(λ2)は第2の波長λ2における媒質の吸収係数であり、
α(λ3)は第3の波長λ3における媒質の吸収係数である
請求項3〜6のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。 - 前記測定部は、前記物体の測定された形状に基づいて、前記物体の3次元画像をさらに再構成することを特徴とする請求項1〜8のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。
- 前記媒質は、水、液体、気体、固体、及びゲルのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜9のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。
- 前記センサは、スペクトロスコープセンサであることを特徴とする請求項1〜10のうちのいずれか1つに記載の形状測定装置。
- 光源が、第1の波長における吸収係数と、第1の波長よりも長い第2の波長における吸収係数とを有する媒質を介して、第1の波長及び第2の波長の各反射率係数を有する物体の表面に、第1の波長及び第2の波長を有する光を照射するステップと、
センサが、前記物体の表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長と第2の波長の各強度を測定するステップと、
測定部が、前記測定された第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1及び第2の波長における吸収係数に基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記計算された距離に基づいて物体の形状を測定するステップとを含む形状測定方法であって、
第1の波長及び第2の波長は、第1の波長における最短距離の強度と第2の波長における最長距離の強度との差が所定の第1の値よりも大きくなり、かつ、第1の波長における反射率係数と第2の波長における反射率係数との差が所定の第2の値よりも小さくなるように選択され、
ここで、前記最短距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も短い距離をいい、
前記最長距離は、前記物体の表面上の複数の位置における対応する複数の距離のうちの最も長い距離をいう
ことを特徴とする形状測定方法。 - 第3の波長が第1の波長と、第1の波長よりも長い第2の波長との間にあり、光源が、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各吸収係数を有する媒質を介して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長における各反射率係数を有する物体の表面に光を照射するステップと、
センサが、前記物体の前記表面から来て前記媒質を通って伝搬する光を受光して、第1の波長、第2の波長及び第3の波長の各強度を測定するステップと、
測定部が、第1の波長及び第2の波長の各強度と、第1及び第2の波長における媒質の各吸収係数とに基づいて、前記媒質の表面から前記物体の表面までの距離を計算し、前記物体の表面の反射係数特性が、第1の波長から第3の波長を介して第2の波長までの波長範囲にわたって実質的に線形関係を有するような条件のもとで、前記計算された距離に基づいて物体の形状を測定するステップとを含むことを特徴とする形状測定方法。
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