三维形状测量装置

摘要

本发明提供一种可缩短测量时间而进行三维测量的技术。光路形成部5接收来自宽频带光源1的宽频带光，使其分支入射到参考光路和测量光路，并将来自参考镜的反射光与来自被测量物的反射光进行合波后向拍摄机构10输出。另一方面，光路长度可变机构8使测量光路的光路长度发生变化。拍摄机构在相对于该光路长度的变化而产生混叠现象的时序，对来自光路形成部的输出进行拍摄，从而获取含有干涉条纹的干涉条纹资料。光路长度检测机构20从拍摄机构所获取的干涉条纹资料中将因混叠现象所产生的频率成分予以去除，而求出显示出干涉条纹的特征值的特定光路长度。

主权项

一种三维形状测量装置，其具备：宽频带光源(1)，输出具有多个频谱的宽频带光；光路形成部(5)，使所述宽频带光分支而入射到具有参考镜的参考光路和配置有被测量物的测量光路，并使来自所述参考镜的反射光和来自被照射的所述被测量物的照射范围的照射位置的各反射光进行合波后输出；光路长度可变机构(8)，使所述参考光路或者所述测量光路的任一个的光路长度发生变化；拍摄机构(10)，相对于由所述光路长度可变机构导致的所述光路长度的变化，在规定的采样时序对来自所述光路形成部的输出进行拍摄，从而获取含有干涉条纹的干涉条纹资料；以及光路长度检测机构(14)，根据从所述拍摄机构输出的所述干涉条纹资料，而求出显示出所述干涉条纹的特征值时的特定光路长度，该三维形状测量装置根据所求出的所述特定光路长度来测量所述被测量物的形状，该三维形状测量装置的特征在于，所述拍摄机构拍摄时的所述规定的采样时序，是对所述光路成分的输出中所含的干涉条纹产生混叠现象的时序，该采样时序设为在频率区域可分离成想要的实频率成分和因所述混叠现象产生的频率成分的时序，进而，所述光路长度检测机构具备：干涉条纹资料选择部(14a)，将由所述拍摄机构在所述规定的采样时序获取的干涉条纹资料转换成频率区域的资料，并将所述混叠现象产生的无用成分除外，而选择所述实频率成分产生的新的干涉条纹资料；以及光路长度计算部(14c)，根据所述新的干涉条纹资料，求出显示出所述干涉条纹的特征值的所述特定光路长度。如申请专利范围第1项所述的三维形状测量装置，其中所述干涉条纹资料选择部将从所述拍摄机构输出的干涉条纹资料以基于所述采样时序的样品资料数来进行傅立叶转换，从而进行所述频率区域的资料转换，并在该频率区域上将所述混叠现象产生的无用成分除外，以此来选择该频率区域的新的干涉条纹资料，所述光路长度检测部将该频率区域的新的干涉条纹资料的所述采样资料数转换成基于采样定理的样品资料数，然后对该频率区域的新的干涉条纹资料进行逆傅立叶转换，以转换成时间区域的新的干涉条纹的包络线资料，并根据该时间区域的新的干涉条纹资料而求出显示出所述干涉条纹的特征值的所述特定光路长度。如申请专利范围第1项所述的三维形状测量装置，其中所谓相对于由所述光路长度可变机构导致的所述光路长度的变化而产生所述混叠现象的时序，是指在将所述宽频带光的大致中心波长设为λ时，由该光路长度可变机构导致的该光路长度的变化超过λ/6的间隔。如申请专利范围第1或2项所述的三维形状测量装置，其中所述拍摄机构以固有的最小曝光时间进行拍摄，且在将所述光路长度可变机构使所述光路长度发生变化的速度设为v时，将所述光路长度的变化超过λ/(6v)的时间间隔作为所述时序而进行拍摄。如申请专利范围第1或2项所述的三维形状测量装置，其中所述光路长度检测机构具有波长选择部(14d)，从所述干涉条纹资料选择部所选择的所述新的干涉条纹资料中提取至少两个波长成分，所述光路长度计算部根据所述提取的至少两个波长成分的所述时间区域的新的干涉条纹资料，将它们的相位差大致成为零的所述光路长度作为所述特定光路长度而求出。