(57)【要約】【課題】試料に形成された穴部の内面の形状を計測する内面形状計測装置において、ゴーストの発生を抑制して、穴部の内面の形状を正確に計測できるようにする。【解決手段】内面形状計測装置を、光源部と、光源部から発射されたレーザをリング状に広げて試料に形成された穴部の内面に照射する光照射部と、このリング状に広げたレーザが照射された穴部の内面からの反射光を検出して穴部の内面の像を撮像する撮像部と、撮像して得た穴部の内面の画像を処理する画像処理部と、処理した結果を表示する表示部と、光源と光照射部と撮像部とを内部に収納する光学的に透明な透明管と、透明管を載置して一軸方向に移動可能なステージ部とを備えて構成し、透明管を透過して穴部の内面に照射するレーザ又は穴部の内面で反射されて透明管を透過した光の偏光の状態を制御する偏光状態制御特性を透明管に付与した。【選択図】  図１
2015163844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に形成された穴部の内面の形状を計測する装置であって、
レーザを発射する光源部と、
該光源部から発射されたレーザをリング状に広げて試料に形成された穴部の内面に照射する光照射部と、
該光照射部により前記リング状に広げたレーザが照射された前記穴部の内面からの反射光を検出して前記穴部の内面の像を撮像する撮像部と、
該撮像部で撮像して得た前記穴部の内面の画像を処理する画像処理部と、
該画像処理部で処理した結果を表示する表示部と、
前記光源と前記光照射部と前記撮像部とを内部に収納する光学的に透明な透明管と、
該透明管を載置して少なくとも一軸方向に移動可能なステージ部と
を備えて、前記透明管を透過して前記穴部の内面に照射するレーザ又は前記穴部の内面で反射されて前記透明管を透過した光の偏光の状態を制御する偏光状態制御特性を前記透明管に付与したことを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の内面形状計測装置であって、前記穴部の内面に照射するレーザ又は前記穴部の内面で反射された光の偏光の状態を制御する偏光状態制御特性を付与することを、前記透明管に偏光子の機能を有する膜を貼り付けることにより付与することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内面形状計測装置であって、前記光照射部はλ/４板を有し、前記光源部から発射されたレーザの偏光の状態を、前記λ/４板を透過させることにより円偏光にし、該円偏光にしたレーザをリング状に広げて前記試料に形成された穴部の内面に照射することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の内面形状計測装置であって、前記光照射部は前記光源部から発射されたレーザの偏光の状態をラジアル偏光にするラジアル偏光部を有し、前記光源部から発射されたレーザの偏光の状態を、前記ラジアル偏光部を透過させることによりラジアル偏光にし、該ラジアル偏光にしたレーザをリング状に広げて前記試料に形成された穴部の内面に照射することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の内面形状計測装置であって、前記撮像部はカメラとラジアル偏光部を有し、前記試料に形成された穴部の内面で反射されて前記偏光状態制御特性を付与した前記透明管を透過した反射光のうち前記ラジアル偏光部を透過した反射光による像を前記カメラで撮像することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の内面形状計測装置であって、前記光源部は、レーザを発射するレーザ光源と、該レーザ光源から発射されたレーザを導光する光ファイバと、ボアスコープとを有し、前記ボアスコープを前記透明管の内部に収納し、前記レーザ光源と前記光ファイバとを前記透明管の外部に設置したことを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項７】
請求項６記載の内面形状計測装置であって、前記光源部は入力したレーザを円偏光にして出射する偏波コントローラを更に備え、前記光ファイバは、前記レーザ光源から発射されたレーザを前記偏波コントローラに導光する第１の光ファイバと、該偏波コントローラで円偏光にしたレーザを前記光照射部に導光する第２の光ファイバとを有することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の内面形状計測装置であって、前記画像処理部は、前記穴部の径の情報と前記透明管の直径の情報とを用いて、前記撮像部で撮像して得た前記試料に形成された穴部の内面の画像から、前記透明管の内面で反射した光により発生するゴーストを判定して削除するゴースト判定処理部を有することを特徴とする内面形状計測装置。
【請求項９】
光源から発射されたレーザを光照射部でリング状に広げて試料に形成された穴部の内面に照射し、
前記リング状に広げたレーザが照射された前記穴部の内面からの反射光による前記穴部の内面の像を撮像センサで撮像し、
該撮像して得た前記穴部の内面の画像を画像処理手段で処理し、
該処理した結果を画面上に表示する
試料に形成された穴部の内面の形状を計測する方法であって、
前記光照射部と前記撮像センサとを光学的に透明で透過する光に対して偏光状態を制御する特性が部分的に付与された透明管の内部に収納し、
該透明管をステージに載置して該ステージを少なくとも一軸方向に移動させながら、前記リング状に広げたレーザを前記透明管の前記偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて偏光状態を制御したレーザを前記穴部の内面に照射する、または、前記リング状に広げたレーザが照射された前記穴部の内面からの反射光を前記透明管の前記偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて前記撮像センサで撮像することを特徴とする内面形状計測方法。
【請求項１０】
請求項９記載の内面形状計測方法であって、前記穴部の内面に照射するリング状に広げたレーザが、円偏光特性又はラジアル偏光特性を有するレーザであることを特徴とする内面形状計測方法。
【請求項１１】
請求項９乃至１０の何れかに記載の内面形状計測方法であって、前記穴部の径の情報と前記透明管の直径の情報とを用いて、前記撮像センサで撮像して得た前記穴部の内面の画像から、前記透明管の内面で反射した光により発生するゴーストを判定する処理を行ってゴーストと判定した画像成分を削除するゴースト判定処理を行うことを特徴とする内面形状計測方法。
【請求項１２】
リング状に広げたレーザを透明管を介して試料に形成された穴部の内面に照射し、
前記リング状に広げたレーザが照射された前記穴部の内面からの反射光による前記穴部の内面の像を前記透明管を介して撮像し、
該撮像して得た前記穴部の内面の画像に対して前記透明管の内面で反射した光により発生するゴースト成分を除去し、
該ゴースト成分を除去した画像を処理して前記穴部の内面を計測する
ことを特徴とする内面形状計測方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の内面形状計測方法であって、前記透明管は該透明管を透過する光の偏光状態を制御する特性が部分的に付与されており、前記リング状に広げたレーザを前記透明管を介して前記穴部の内面に照射するときに、前記リング状に広げたレーザを前記透明管の前記偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて前記穴部の内面に照射する、または、前記穴部の内面からの反射光による前記穴部の内面の像を前記透明管を介して撮像するときに、前記穴部の内面からの反射光を前記透明管の前記偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて前記穴部の内面の像を撮像することを特徴とする内面形状計測方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の内面形状計測方法であって、前記透明管の内面で反射した光により発生するゴースト成分の発生位置を前記穴部の径の情報と前記透明管の直径の情報とを用いて幾何学的に算出して求め、該幾何学的に算出して求めたゴースト成分の発生位置の画像情報から前記透明管の内面で反射した光により発生するゴースト成分を求め、該求めたゴースト成分を差し引いた情報を前記穴部の内面の画像情報として処理することを特徴とする内面形状計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種管や工業製品内面の形状を高速・非接触に測定するための内面形状計測方法および内面形状計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種管や工業製品の内面の形状を高速・非接触に測定するための方法として、管の内部に挿入したコーンミラーに光を照射して管の内面の環状の領域に光を照射し、その反射光をカメラで撮像する方法がある。このような方式の内面形状計測装置として、特許文献１及び特許文献２に記載されているようなものが提案されている。
【０００３】
特許文献１の内面形状計測装置は、光源の光をミラーで反射させ、レンズによって対象に集光して照射する光学系と撮像センサ型の撮像手段から構成されており、各構成要素がケーシング内に入っている。観察のためにケーシングには環状窓が設けられており、その窓から対象に照射された光を観察し、三角測量の原理で形状計測を行う。
【０００４】
特許文献２の内面形状計測装置は、光源の光をコーンミラーによりに放射状に照射する光学系と撮像装置から構成されており、各構成要素が筒状の透明管に入っている。対象に照射された放射状の光を透明管を通して撮像装置により観察し、三角測量の原理で形状計測を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−５５４４１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６４３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている内面形状計測装置は、各構成要素がケーシング内に入っており、観察のための環状窓から対象に照射された光を観察するが、対象が近傍にある場合、観察窓に反射する成分(ゴースト)が発生し、それを誤って形状として検出してしまうために正確な形状計測が困難となる可能性がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている内面形状計測装置は、各構成要素が筒状の透明管に入っており、対象に照射された放射状の光を透明管を通して撮像装置により観察するが、特許文献１に記載されている発明と同様に、対象が近傍にある場合、透明管に反射するゴーストが発生し、それを誤って形状として検出してしまうために正確な形状計測が困難となる可能性がある。
【０００８】
従来の、透明管によるゴーストの発生を抑制する対策を施していない場合の内面形状計測装置における問題点を、図２Ａ乃至図２Ｃを用いて説明する。
【０００９】
図２Ａに示した内面形状計測装置の構成において、光源としてレーザ２００２を用い、コーンミラー２００３により光をリング状に検査対象２１００に照射する。撮像センサとしてカメラ２００１を用いて対象に照射されるレーザを撮像し、光切断法により形状計測を行う。このときレーザが照射された対象２１００から反射した光のうち、透明管２００５の内部に入射してカメラ２００１で直接観察される光２００４以外に、透明管２００５の内部に入射して入射側と反対側の透明管２００５の内面２００６で反射してカメラ２００１で観察される成分(ゴースト２００７)が生じる。
【００１０】
図２Ｂにゴーストの観察例を示す。検査対象２１００の形状として断面が長方形の空間２０４０が形成された物体とする。内面形状計測装置２０００の透明管２００５を観察対象２１００の長方形の断面の穴２０４０の中央に挿入した場合、取得画像２０１５に示すようにゴースト２０２１は、穴２０４０の内面の像２０２０の上下に発生する。ゴースト２０２１が穴２０４０の内面の像２０２０の上下に発生する理由は、検査対象２１００の穴２０４０の内面が内面形状計測装置２０００に接近するほど、対象からの反射光の透明管２００５への入射角度が大きくなり、透明管２００５の内面２００６での反射率が大きくなるためである。
【００１１】
また、図２Ｃに示すように、内面形状計測装置２０００の透明管２００５を観察対象２１００の長方形の断面の穴２０４０の右端近くに挿入した場合、取得画像２０１６に示すようにゴースト２０２２は穴２０４０の内面の像２０２０の上下および左部に発生する。このようにゴースト２０２２が発生した場合、正確な形状を計測することができなくなる。また対象形状によってはゴースト成分のほうが、形状よりも強度が強く発生する可能性もあるため、ピーク値だけの判断では誤ってゴースト成分を選択する可能性もある。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み、光源、光源から照射される光をリング状に対象に照射するコーンミラー、及び対象に照射された光を撮像する撮像センサの各構成要素を収納する筒状の透明管によるゴーストの発生を抑制することで、正確な形状計測を行うことができるようにするものである。
【００１３】
試料に形成された穴部の内面の形状を計測する内面形状計測装置において、試料を撮像して得られる画像にゴーストの発生を抑制して、穴部の内面の形状を正確に計測できるようにする。
【００１４】
また透明管によるゴーストが発生した状態で撮像センサによって撮像した場合であっても、画像処理により正確な形状計測を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明では、試料に形成された穴部の内面の形状を計測する内面形状計測装置を、レーザを発射する光源部と、この光源部から発射されたレーザをリング状に広げて試料に形成された穴部の内面に照射する光照射部と、この光照射部によりリング状に広げたレーザが照射された穴部の内面からの反射光を検出して穴部の内面の像を撮像する撮像部と、この撮像部で撮像して得た穴部の内面の画像を処理する画像処理部と、この画像処理部で処理した結果を表示する表示部と、光源と光照射部と撮像部とを内部に収納する光学的に透明な透明管と、この透明管を載置して少なくとも一軸方向に移動可能なステージ部とを備えて構成し、透明管を透過して穴部の内面に照射するレーザ又は穴部の内面で反射されて透明管を透過した光の偏光の状態を制御する偏光状態制御特性を透明管に付与したことを特徴とする。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明では、光源から発射されたレーザを光照射部でリング状に広げて試料に形成された穴部の内面に照射し、リング状に広げたレーザが照射された穴部の内面からの反射光による穴部の内面の像を撮像センサで撮像し、撮像して得た穴部の内面の画像を画像処理手段で処理し、この処理した結果を画面上に表示する試料に形成された穴部の内面の形状を計測する方法において、光照射部と撮像センサとを光学的に透明で透過する光に対して偏光状態を制御する特性が部分的に付与された透明管の内部に収納し、透明管をステージに載置してステージを少なくとも一軸方向に移動させながら、リング状に広げたレーザを透明管の偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて偏光状態を制御したレーザを穴部の内面に照射する、または、前記リング状に広げたレーザが照射された穴部の内面からの反射光を透明管の偏光状態を制御する特性が付与された部分を透過させて前記撮像センサで撮像するようにした。
【００１７】
更に、上記課題を解決するために、本発明では、リング状に広げたレーザを透明管を介して試料に形成された穴部の内面に照射し、リング状に広げたレーザが照射された穴部の内面からの反射光による穴部の内面の像を透明管を介して撮像し、この撮像して得た試料に形成された穴部の内面の画像に対して透明管の内面で反射した光により発生するゴースト成分を除去し、該ゴースト成分を除去した画像を処理して穴部の内面を計測するようにした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源、コーンミラー、撮像センサから形成され、対象に照射された光を撮像センサにて観察のための透明管を備え、透明管に偏光子の機能を持たせる、あるいは偏光子の機能を有するフィルムを貼ることによって、透明管に対して反射率の小さいP偏光成分のみを透過させることでゴースト成分を抑制し、正確な形状を計測することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第1の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】従来の内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】従来の内面形状計測装置における課題を説明する試料と透明管の斜視図及び取得される画像の例である。
【図２Ｃ】従来の内面形状計測装置における課題を説明する試料と透明管の斜視図及び取得される画像の例である。
【図３Ａ】本発明の第1の実施例における内面形状計測装置の光源から照射される光及び試料で反射した光の偏光状態を説明する内面形状計測装置のブロック図である。
【図３Ｂ】偏光による反射率の違いをしめすグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】本発明の第３の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図５Ｂ】本発明の第３の実施例の変形例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の第４の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図６Ｂ】本発明の第４の実施例の変形例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図７Ａ】本発明の第５の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図７Ｂ】本発明の第５の実施例の変形例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】本発明の第６の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図８Ｂ】本発明の第６の実施例の変形例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図９Ａ】本発明の第７の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示した本発明の第７の実施例における内面形状計測装置のＡ−Ａ矢視図である。
【図１０Ａ】本発明の第８の実施例における内面形状計測装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図１０Ｂ】本発明の第８の実施例における内面形状計測装置の画像処理のフロー図である。
【図１１Ａ】本発明の第８の実施例におけるゴースト発生の状態を示す内面形状計測装置のブロック図である。
【図１１Ｂ】本発明の第８の実施例における内面形状計測装置の透明管と試料との位置関係を示す斜視図である。
【図１１Ｃ】本発明の第８の実施例における内面形状計測装置で取得したゴーストを含む画像の例を示した図である。
【図１２Ａ】本発明の第８の実施例における内面形状計測装置で取得したゴーストを含む画像と試料の穴の内壁面の像との関係の例を示した図である。
【図１２Ｂ】本発明の第８の実施例における画像からゴーストを除去するための処理の手順を示したフロー図である。
【図１３Ａ】本発明の第９の実施例における内面形状計測装置で取得したゴーストを含む画像と試料の穴の内壁面の像及び画像信号との関係の例を示した図である。
【図１３Ｂ】本発明の第９の実施例における画像からゴーストを除去するための処理の手順を示したフロー図である。
【図１４】本発明の第９の実施例における内面形状計測装置の概略の構成と反射率のルックアップテーブルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、光源、光源から照射される光をリング状に対象に照射する光照射部、及びリ
ング状の光が照射された穴部の内面を撮像する撮像センサの各構成要素を収納する筒状の透明管を備えて試料に掲載された穴部の内面形状を計測する装置において、筒状の透明管の内壁面で発生する反射光により画像にゴーストが発生するのを抑制する対策を施して、環状の光が照射された試料の内面で反射した光を高感度に検出し、試料の内面の正確な形状計測を行うことができるようにしたものである。  
以下に、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１の実施例における内面形状計測方法について図１、図３を用いて説明する。
【００２２】
図１は、本実施例における内面形状計測装置１００の概略の構成を示す図である。内面形状計測装置１００は、カメラ１０１、レンズ１０１１、レーザ光源１０２、コーンミラー１０３、透明管１０５、透明管１０５の一部に貼り付けられた偏光子の機能を有するフィルム１０４、表示画面１０６、制御・データ処理部１０７、ステージ１１０を備えて構成される。カメラ１０１とレーザ光源１０２とコーンミラー１０３は、透明管１０５の内部に設置されている。この構成において、レーザ光源１０２から発射されるレーザ１０２１の光軸とコーンミラー１０３の中心軸、及びレンズ１０１１の中心軸とカメラ１０１の撮像範囲の中心とは一致するようにそれぞれの位置が調整されている。透明管１０５の材質としてはガラス、樹脂などを用いる。ステージ１１０は、１軸方向又は平面内で２軸方向に移動可能に構成されている。
【００２３】
このカメラ１０１とレーザ光源１０２とコーンミラー１０３を内部に装備した透明管１０５を試料１０の穴の内部に挿入した状態で、レーザ光源１０２からレーザ１０２１を発射すると、レーザ１０２１は、コーンミラー１０３に当たって反射して周辺にリング状に広がる。このリング状に広がった光は透明管１０５を透過して、試料１０の穴の内壁面１１に照射される。この試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２から反射された光のうち、透明管１０５を透過して透明管１０５の内部に入った光の一部は、レンズ１０１１に入射してカメラ１０１で撮像される。カメラ１０１で取得された画像は制御・データ処理部１０７に転送される。この試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光を照射してカメラ１０１で撮像することをステージ１１０を所定のピッチずつ移動させながら繰り返すことにより、又はステージ１１０を連続的に移動させながらカメラ１０１で取得した画像を一定の時間間隔で処理することにより、試料１０の穴の内壁面１１の所定のピッチ離れた部分の複数の画像を取得し、光切断法により形状計測を行う。この光切断法により形状計測を行った結果を画面１０６に表示する。図１の例では、画面１０６に光切断波形図１０６１が表示されている状態を示している。
【００２４】
ここで透明管１０５に対してＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を透明管１０５の外周面又は内周面に貼ることによって、あるいは透明管１０５にＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を持たせることにより、Ｐ偏光成分のみを通過させるところに特徴を有する。以下の説明においては、Ｐ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を透明管１０５の外周面又は内周面に貼った場合について説明する。
【００２５】
図３Ａ及び図３Ｂを用いてＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を透明管１０５の外周面又は内周面に貼ることによって偏光子の機能を持たせることによるゴースト抑制効果について説明する。
【００２６】
図３Ａに透明管１０５に対する光の偏光状態を示す。レーザ光源１０２から発射したレーザ１０２１はコーンミラー１０３に当たってリング状に広がる。この状態では、透明管１０５に対して偏光方向は決まっておらず、Ｓ、Ｐ両偏光成分が含まれている。透明管１０５を透過したレーザは計測対象である試料１０の穴の内壁面１１に照射される。この試料に照射されて試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２で散乱された光の一部は、再び透明管１０５を透過して透明管１０５の内部に入射して、その一部はレンズ１０１１に入射して集光され、カメラ１０１で撮像される。また、残りの一部の光は透明管１０５の内壁面で反射してレンズ１０１１に入射して集光され、カメラ１０１で撮像される。このとき透明管１０５にＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を透明管１０５の外周面又は内周面に貼っておくことによって、透明管１０５の内部でカメラ１０１にはＰ偏光成分の反射光のみが入射することになる。
【００２７】
図３Ｂに光の物体への入射角度と反射率の関係をグラフ化したものを示す。Ｓ、Ｐ偏光それぞれ分けてグラフ化している。横軸は物体への入射角度を示し、縦軸は反射率を示す。グラフからわかるようにＳ偏光成分は入射角度が大きくなるにつれて反射率も大きくなるが、Ｐ偏光成分は入射角度が大きくなると一旦反射率は減少した後に大きくなる。よってＳ偏光に比べてＰ偏光のほうが反射率を低減することが可能である。よって図３Ａに示したように透明管１０５にＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を貼り付け、試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２からの反射光のうち透明管１０５に入射して透明管１０５入射側と反対側の内壁面で反射してカメラ１０１に入射する光の入射側と反対側の内壁面への入射角が例えば６０度以下となるような位置にカメラ１０１を配置することによって、カメラ１０１に入射する光の透明管１０５の内壁面での反射率を低減し、カメラ１０１で撮像する画像におけるゴーストの発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
このように、カメラ１０１とレーザ光源１０２とコーンミラー１０３を内部に装備した状態で、Ｐ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を貼り付けた透明管１０５を、ステージ１１０で矢印の方向に試料１０の穴に沿って移動させる。このとき、レーザ光源１０２から発射されたレーザ１０２１がコーンミラー１０３に当たって反射して周辺にリング状に広がり、透明管１０５を透過して、試料１０の穴の内壁面１１に照射される。この試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２から反射された光のうち、透明管１０５のＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を貼り付けた管壁を透過して透明管１０５の内部に入った光の一部は、レンズ１０１１に入射してカメラ１０１で撮像される。カメラ１０１で取得された画像は制御・データ処理部１０７に転送され、ステージ１１０の矢印方向の移動と同期して処理されて、光切断法により形状計測が行われる。この光切断法による形状計測の結果１０６１は、画面１０６に表示される。
【００２９】
本実施例によれば、カメラ１０１で取得された画像には、透明管１０５の内壁面で反射された光成分がほとんど、又は全く含まれないために、試料１０の穴の内壁面１１からの反射光を高感度に検出することができ、試料１０の穴の内壁面１１の正確な形状計測を行うことができるようになった。
【実施例２】
【００３０】
本発明の第２の実施例について図４を用いて説明する。  
図４は、本実施例における内面形状計測装置２００の概略の構成を示す図である。実施例１において、図１で説明した内面形状計測装置１００と共通する部品には、同じ番号を付した。また、図１に示したステージ１１０、表示画面１０６、及び制御・データ処理部１０７は、表示を省略している。図４に示した内面形状計測装置２００の構成において、光源１０２、コーンミラー１０３、カメラ１０１、レンズ１０１１、透明管１０５、および偏光子１０４、及びＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４は図３と同様の構成である。
【００３１】
本実施例における内面形状計測装置２００における透明管１０５に対する光の偏光状態について、実施例１で説明した図３Ａにおける状態との相違点を説明する。図３Ａの状態では、レーザ光源１０２から出射しコーンミラー１０３で反射してリング状に反射したレーザは、透明管１０５に対して偏光方向が決まっていなかった。そのため、試料１１の穴の内壁面１１にリング状に照射された光のある領域ではＰ偏光成分をまったく含んでいない可能性がある。この場合、試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２から照射されて透明管１０５に入射した光にもＰ偏光成分が含まれていないため、透明管１０５に貼り付けたＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４によってカットされてしまい、カメラ１０１にまったく光が入らない可能性がある。この場合、その領域の形状計測することはできない。
【００３２】
そこで、本実施例においては、図４に示すようにレーザ光源１０２からレーザ１０２１の出射直後に、レーザ１０２１の光軸上にλ/４板４０１を挿入し、λ/４板４０１を透過したレーザ１０２２の偏光状態が円偏光となるようにした。このように円偏光にしたレーザ１０２２をコーンミラー１０３でリング状に反射させることで、試料１１の穴の内壁面１１にリング状に照射された光はどの位置でもＰ偏光成分を含むことが可能となる。これにより、試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２で反射して透明管１０５に入射した光にもＰ偏光成分が含まれることになり、カメラ１０１には試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２のどの部分からの反射光でも均一にＰ偏光成分を入射させることが可能となる。
【００３３】
本実施例によれば、カメラ１０１で取得された画像には、透明管１０５の内壁面で反射された光成分がほとんど、又は全く含まれないようにすることができると共に、試料１０の穴の内壁面１１の全ての部分からの反射光を検出することができるようになったために、試料１０の穴の内壁面１１からの反射光を高感度に検出することができ、試料１０の穴の内壁面１１の正確な形状計測を行うことができるようになった。
【実施例３】
【００３４】
本発明の第３の実施例について、図５Ａを用いて説明する。  
図５Ａは、本実施例の内面形状計測装置３００の概略の構成を示す図である。図１で説明した実施例１における内面形状計測装置１００と共通する部品には、同じ番号を付した。また、図１に示したステージ１１０、表示画面１０６、及び制御・データ処理部１０７は、表示を省略している。図５Ａにおいて、光源１０２、コーンミラー１０３、カメラ１０１は、実施例１で説明した図１に示したのと同様の構成である。
【００３５】
実施例１で図３Ａを用いて説明した光の偏光の状態との相違点を説明する。図３Ａで説明した偏光の状態では、レーザ光源１０２から出射しコーンミラー１０３で反射してリング状に反射したレーザを測定対象である試料１０の穴の内壁面１１に照射し、この内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２で反射してカメラ１０１に入射する光に対して透明管１０５に貼り付けたＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４によってＰ偏光成分のみを透過させ、ゴースト成分がカメラ１０１に入射するのを抑制していた。
【００３６】
一方、図５Ａに示した本実施例における内面形状計測装置３００では、レーザ光源１０１から出射してコーンミラー１０３でリング状に反射した光が透明管１０５を透過する部分に偏光子の機能を有するフィルム５０１を貼ることによって、又は透明管１０５に偏光子の機能を持たせることによって、透明管１０５に対してＰ偏光成分のみを通過させる構成とした。図５Ａに示した構成によれば、Ｐ偏光成分から成るリング状の光が測定対象である試料１０の穴の内壁面１１に照射される。この内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２で反射した光の成分は多少偏光が乱される可能性はあるが、Ｐ偏光成分を多く含むため、カメラ１０１に入射する手前で生じる透明管１０５の内壁面での反射を低減でき、ゴースト成分を抑制することができる。
【００３７】
しかしながら、図５Ａに示した内面形状計測装置３００では、レーザ光源１０１から出射しコーンミラー１０３でリング状に反射して試料１０の穴の内壁面１１に照射した光は、透明管１０５に対して偏光方向が決まっていない。そのため、試料１０の穴の内壁面１１にリング状に照射された光のある領域ではＰ偏光成分をまったく含んでいない可能性がある。この場合、その領域の形状計測することはできない。
【００３８】
そこで、実施例３の変形例として、図５Ｂに示すように、内面形状計測装置３５０において、レーザ光源１０２からレーザ１０２１の出射直後に、レーザ１０２１の光軸上にλ/４板４０１を挿入し、λ/４板４０１を透過したレーザ１０２２の偏光状態が円偏光となるようにした。このように円偏光にしたレーザ１０２２をコーンミラー１０３でリング状に反射させることで、試料１１の穴の内壁面１１にリング状に照射された光はどの位置でもＰ偏光成分を含むことが可能となる。これにより、試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２で反射して透明管１０５に入射した光にもＰ偏光成分が含まれることになり、カメラ１０１には試料１０の穴の内壁面１１のリング状の光が照射された領域１２のどの部分からの反射光でも均一にＰ偏光成分を入射させることが可能となる。
【００３９】
本実施例によれば、カメラ１０１で取得された画像には、透明管１０５の内壁面で反射された光成分がほとんど、又は全く含まれないようにすることができると共に、試料１０の穴の内壁面１１の全ての部分からの反射光を検出することができるようになったために、試料１０の穴の内壁面１１からの反射光を高感度に検出することができ、試料１０の穴の内壁面１１の正確な形状計測を行うことができるようになった。
【実施例４】
【００４０】
本発明の第４の実施例について図６Ａを用いて説明する。  
図６Ａは、本実施例の内面形状計測装置４００の概略の構成を示す図である。図１で説明した実施例１における内面形状計測装置１００と共通する部品には、同じ番号を付した。また、図１に示したステージ１１０、表示画面１０６、及び制御・データ処理部１０７は、表示を省略している。図５Ａにおいて、光源１０２、コーンミラー１０３、カメラ１０１は、実施例１で説明した図１に示したのと同様の構成である。
【００４１】
実施例１で図３Ａを用いて説明した光の偏光の状態との相違点を説明する。図３Ａで説明した実施例１における構成では、測定対象である試料１０で反射して、透明管１０５の内部のカメラ１０１に入射する光に対して、透明管１０５に貼り付けたＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を用いてＰ偏光成分のみを透過させ、ゴースト成分がカメラ１０１に入射するのを抑制していた。
【００４２】
これに対して、図６Ａに示した本実施例における内面形状計測装置４００では、レーザ光源１０２から出射されたレーザ１０２１をラジアル偏光にすることによって、コーンミラー１０３によって反射された成分を透明管１０４に対してＰ偏光成分となるように構成した。レーザ光源１０２から出射された直線偏光であるレーザ１０２１をラジアル偏光にするためには、例えば、レーザ光源１０２から出射直後のレーザ１０２１の光路上にλ/４板４０１を挿入し、円偏光にして、その直後に偏光板４０２を配置することにより実現できる。この偏光板４０２は、図６Ａに示すように、複数の偏光子を、各偏光子の透過軸が中心を向くように組み合わせて構成する。偏光板４０２を透過してラジアル偏光になったレーザは、集光レンズ４０３でコーンミラー１０３上に集光される。またλ/４板４０１と偏光板４０２に代えて、偏光板４０４のように場所によって光学軸の角度の異なるλ/２板を組み合わせて構成した偏光板を挿入することでも実現可能である。
【００４３】
一方、図６Ｂには、本実施例の変形例における内面形状計測装置４５０を示す。本変形例における内面形状計測装置４５０では、レーザ光源１０２から出射直後のレーザ１０２１の光路上にλ/４板４０１を挿入し円偏光にして試料１０の穴の内壁面１１に照射すると共に、カメラ１０１の手前にラジアル検光する素子４１０を挿入する構成とした。これによって、透明管１０４を透過した試料１０の穴に内壁面１１からの反射光のうち、Ｐ偏光成分のみを透過させてカメラ１０１で検出することが可能となる。ラジアル検光するための素子４１０の一例として、偏光板４０２と同じような、場所によって透過軸の方向の異なる偏光子を挿入することで実現可能である。
【００４４】
本実施例によれば、カメラ１０１で取得された画像には、透明管１０５の内壁面で反射された光成分がほとんど、又は全く含まれないようにすることができると共に、試料１０の穴の内壁面１１の全ての部分からの反射光を検出することができるようになったために、試料１０の穴の内壁面１１からの反射光を高感度に検出することができ、試料１０の穴の内壁面１１の正確な形状計測を行うことができるようになった。
【実施例５】
【００４５】
本発明の第５の実施例について図７Ａを用いて説明する。  
図７Ａは、本実施例の内面形状計測装置５００の概略の構成を示す図である。図１で説明した実施例１における内面形状計測装置１００と共通する部品には、同じ番号を付した。また、図１に示したステージ１１０は、表示を省略している。
【００４６】
比較的径の小さい細い穴の狭い内面形状を測定する場合、穴の内部に挿入して穴の内壁面を計測する部分の径を小さくする必要がある。しかしながら、実施例１において図１で説明したように光源にレーザを用い、撮像センサにカメラを用いた場合、小さくできる径はレーザやカメラのサイズに制限されてしまう。
【００４７】
そこで、本実施例においては、図７Ａに示したように、レーザ光源７０３を透明管１０５の外部に設置し、レーザ光源７０３から発射されたレーザを光ファイバ７０４で透明管１０５の内部に配置したファイバコリメータ７０２に入射させ、ファイバコリメータ７０２から出射したレーザをコーンミラー１０３上に照射する構成にした。
【００４８】
本実施例では、試料１０の内壁面１１からの反射光が透明管１０５の撮像センサ(カメラ)１０１の側に入射する箇所にＰ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４を貼り付けて、Ｐ偏光成分のみを透過させる構成とした。ここで、ファイバコリメータ７０２はレーザ光源７０３に比べて小型化が可能であり、実施例１乃至４の場合と比べて透明管１０５の径を小さくすることが可能になる。
【００４９】
また、本実施例においては、撮像センサ(カメラ)１０１のレンズにボアスコープ７０１を取り付けてカメラ１０１本体を透明管１０５の外部に設置する構成とした。このような構成で、ボアスコープ７０１の長さを計測対象である試料１０の穴の内面に挿入するのに必要な長さにすることによって、透明管１０５の内径をボアスコープ７０１の径まで小径化することを可能にした。またボアスコープ７０１の代わりに内視鏡を用いてもよい。
【００５０】
図７Ｂに本実施例の変形例を示す。図７Ｂに示した構成においては、Ｐ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４の位置を、コーンミラー１０３で反射したレーザを計測対象の試料１０の穴の内壁面１１に照射するために透明管１０５を通過する側に配置した。その他の構成は、図７Ａで説明したものと同じであるので説明を省略する。
【実施例６】
【００５１】
本発明の第６の実施例について図８Ａを用いて説明する。  
図８Ａは、本実施例の内面形状計測装置６００の概略の構成を示す図である。実施例５における図７Ａで説明した内面形状計測装置５００との相違点を説明する。図８Ａに示した構成において、図１に示した構成及び図７Ａに示した構成と共通するものについては、同じ番号を付してある。
【００５２】
実施例５において図７Ａを用いて説明した内面形状計測装置５００では、レーザ光源７０３から発射されたレーザをファイバ７０４で透明管１０５の内部に配置したファイバコリメータ７０２に入射させ、ファイバコリメータ７０２から出射したレーザをコーンミラー１０３上に照射する構成になっている。しかし、この構成では、コーンミラー１０３で反射されて試料１０の穴の内壁面１１にリング状に照射された光は、透明管１０５に対して偏光方向が決まっていない。そのため、リング状に照射された光のある部分ではＰ偏光成分をまったく含んでいない可能性がある。この場合、内壁面１１で反射して透明管１０５に入射する光も部分的にＰ偏光成分を含んでいないため、透明管１０５に貼り付けた偏光子の機能を有するフィルム１０４によってカットされてしまい、内壁面１１からの反射光のうちカメラ１０１にまったく光が入らない部分が発生する可能性がある。このような場合、内壁面１１の形状を正確に計測することができなくなってしまう。
【００５３】
本実施例はこの課題を解決するためのものであって、レーザ光源７０３から発射されたレーザを光ファイバ７０４でファイバコリメータ７０２に導光する直前にファイバ型の偏波コントローラ８０１で円偏光とするようにした。この円偏光にしたレーザを光ファイバ７０４でファイバコリメータ７０２に入射させ、ファイバコリメータ７０２から出射したレーザをコーンミラー１０３上に照射する構成とすることで、試料１０の穴の内壁面１１にリング状に照射された光には、どの位置でもＰ偏光成分を含ませることが可能となる。これによりカメラ１０１には内壁面１１のどの位置からの反射光でも均一にＰ偏光成分を入射させることが可能となり、内壁面１１の形状を正確に計測することができるようになる。
【００５４】
図８Ｂに本実施例の変形例を示す。図８Ｂに示した構成においては、Ｐ偏光成分のみを通過させる偏光子の機能を有するフィルム１０４の位置を、コーンミラー１０３で反射したレーザを計測対象の試料１０の穴の内壁面１１に照射するために透明管１０５を通過する側に配置した。その他の構成は、図８Ａで説明したものと同じであるので説明を省略する。
【実施例７】
【００５５】
本発明の第７の実施例について図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。  
図９Ａは、本実施例の内面形状計測装置７００の概略の構成を示す図である。実施例６における図８Ａで説明した内面形状計測装置６００との相違点を説明する。図９Ａに示した構成において、図１に示した構成及び図８Ａに示した構成と共通するものについては、同じ番号を付してある。
【００５６】
実施例６において図８Ａを用いて説明した内面形状計測装置６００では、レーザ光源７０３から発射されたレーザをファイバ型の偏波コントローラ８０１で円偏光にしてファイバコリメータ７０２に入射させ、ファイバコリメータ７０２から出射したレーザをコーンミラー１０３上に照射する構成としていたが、本実施例においては偏波コントローラ８０１を通過した光をボアスコープに導光し、ボアスコープ７０１の出射端に環状に配列したマイクロレンズアレイ９０１を設置した。このような構成とすることにより、ボアスコープ７０１から出射した光をマイクロレンズアレイ９０１を透過させて平行光として出射させ、これを集光レンズ９０２でコーンミラー１０３上に集光するようにした。
【００５７】
本実施例では、このような構成とすることにより実施例６で用いていたファイバコリメータ７０２が必要なくなり、装置の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５８】
また、このような構成は、実施例６で説明した内面形状計測装置６５０、及び実施例５で説明した内面形状計測装置５００及び５５０も適用することができる。
【実施例８】
【００５９】
本発明の第８の実施例について図１０Ａ乃至図１２Ｂを用いて説明する。本実施例はハードウェアにてゴーストを除去しない、あるいは実施例１〜７の構成を適用しても除去しきれないゴースト成分に対して、ソフトウェアにて除去する方法に関する。
【００６０】
本実施例における内面形状計測装置のハード構成は、実施例１乃至７で説明した構成の何れかを用いる。図１０Ａに示した内面形状計測装置は、実施例１で説明した図１に示した内面形状計測装置１００を採用した場合について説明する。透明管１０５に貼り付けた偏光子の機能を有するフィルム１０４によって透明管１０５からの反射光成分をカットしきれずに、カメラ１０１でゴーストを含んだ画像を撮像した場合に、ソフトウェア処理により試料１０の穴の内壁面１１の形状情報は残しつつ、ゴースト成分のみを除去する方法である。
【００６１】
図１０Ａに示した内面形状計測装置１００の制御・データ処理部１０７１は、カメラ１０１で撮像した画像とステージ１１０の位置情報を入力する画像情報入力部１００１、入力された画像からを形状候補点を抽出する形状候補点抽出部１００２、入力された画像からゴースト信号を判定するゴースト判定処理部１００３、形状候補点抽出部１００２で抽出した形状候補点の情報とゴースト判定処理部１００３で判定したゴースト信号の情報を用いて試料１０の穴の内壁面１１の形状を決定する形状決定部１００４を備えている。形状決定部１００４で決定した内壁面１１の形状情報は、表示画面１０６に表示される。
【００６２】
次に、制御・データ処理部１０７１で行う処理のフローについて説明する。先ず、カメラ１０１で撮像した試料１０の穴の内壁面１１からの反射光を撮像して取得された撮像画像と、この画像を撮像したときのステージ１１０の位置情報を画像情報入力部１００１に入力し（Ｓ１０１１）、この入力した画像に対して、形状候補点抽出部１００２において、ゴーストを含む形状候補点抽出処理を行う（Ｓ１０１２）。その後、入力した画像に対してゴースト判定処理部１００３においてゴースト判定処理を行い（Ｓ１０１３）、ゴーストと判定された点を除去し、形状決定部９０４において形状情報のみを抽出して内壁面１１の形状を決定する（Ｓ１０１４）。この形状決定部１００４において決定した内壁面１１の形状の情報は、表示画面１０６に表示される（Ｓ１０１５）。
【００６３】
ここで、Ｓ１０１２における形状候補点抽出処理について説明する。ゴーストの発生位置は幾何学的に既知であるため、ゴースト判定処理においては、その位置情報を用いて判定を行うことができる。図１１Ａを用いてゴーストの発生する位置について説明する。内面形状計測装置１００において透明管１０５の内径をＡとする。内面形状計測装置１００の透明管１０５の中心軸から距離Ｒの位置にある試料１０の穴の内壁面１１を測定した場合、透明管１０５の内面１０５１で反射することによってゴーストは幾何学的に測定対象とは１８０度反対の方向でかつ距離Ｒ+Ａの地点から反射した光のように検出される。
【００６４】
図１１Ｂと図１１Ｃを用いて、対象を測定した場合に得られる画像について説明する。対象形状として図１１Ｂに示すように長方形の断面形状を有する穴１１０１の内壁面１１を測定するとき、透明管１０５を長方形の穴１１０１の中央に挿入してカメラ１０１で内壁面１１を撮像した場合、得られる画像１１１０は、図１１Ｃに示すように内壁面１１に相当する輪郭線１１１１のほかに、上下にゴースト１１１２が発生する。このゴースト１１１２が発生する位置は、図１１Ａで説明したように、透明管１０５の中心から内壁面１１までの距離をＲとすると、ゴーストは、画像上で距離（Ｒ+Ａ）の地点に相当する位置に発生する。
【００６５】
図１２Ａの画像１２１０は、図１１Ｃに示した画像１１１０と同じ画像で、カメラ１０１で試料１０の穴の内壁面１１を撮像して得られた画像を示す。形状候補点抽出処理（Ｓ１０１２）においては、この画像１２１０における内壁面の像１２１１の中心１２１３を原点とした極座標系にてθ=０〜３６０°間で半径方向にピーク地点を探索し、θ地点で点１、２を候補点として、θ+１８０度地点では点３、４を候補点として抽出する。
【００６６】
次に、Ｓ１０１３のゴースト判定処理おいて、抽出された候補点について、中心から点１までの距離をＲ１、点２までの距離をＲ２とすると、ゴースト１２１２は１８０度回転した方向でかつ、検出された距離に透明管の内径Ａを足した距離に発生するため、ゴースト１２１２かどうかの条件判定を行うことができる。図１２Ａの場合、点１に対しては条件を満たす点が無いため、形状と判定され保存される。一方、点２に対しては点３の距離Ｒ３がＲ２=Ｒ３+Ａの条件を満たすため、ゴースト１２１２と判定され、破棄される。同様にして、点３に対しては条件を満たす点が無いため、形状と判定され保存され、点４に対しては点1の距離Ｒ１がＲ４=Ｒ１+Ａの条件を満たすため、ゴースト１２１２と判定され、破棄される。
【００６７】
形状候補点抽出処理（Ｓ１０１２）とゴースト判定処理（Ｓ１０１３）との詳細な処理フローを図１２Ｂに示す。Ｓ１０１１で入力された画像に対して、形状候補点抽出処理（Ｓ１０１２）においては、先ず、画像中心１２１３を原点とした極座標系にてθ=0〜360°間で半径方向にピーク点サーチを行い（Ｓ１２０１）、候補点を複数選出する（Ｓ１２０２）。θが３６０°に達したか判定を行い（Ｓ１２０３）、３６０°に達するまで繰り返し実行する。θが３６０°に達した場合（Ｓ１２０３の判定でＹｅｓの場合）、ゴースト判定処理として１８０度回転した方向にＲ=Ｒ‘+Ａ（Ｒ’はθ+１８０度の点)を満たす点があるか判定を行う（Ｓ１２０４）。条件を満たす点があれば（Ｓ１２０４の判定でＹｅｓの場合）ゴーストと判定され破棄され(Ｓ１２０５)、なければ（Ｓ１２０４の判定でＮｏの場合）形状と判定され保存される（Ｓ１０１４）。
【００６８】
上記した実施例は、図１に記載した実施例１で説明した構成を用いた場合について説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、実施例２乃至６で説明した内面形状計測装置を用いてもよい。
【００６９】
本実施例によれば、ハードウェアでは除去しきれないゴースト成分に対して、ソフトウェアにて除去することを可能にした。
【実施例９】
【００７０】
本発明の第９の実施例について図１３Ａ乃至図１４を用いて説明する。本実施例は測定対象試料の内壁面の断面形状とゴーストが画像上で重なった場合に、内壁面の断面形状情報のみを抽出する処理方法に関する。
【００７１】
実施例８で説明した方法との相違点を説明する。実施例８では、測定対象試料の内壁面の断面形状とゴーストが画像上で重なった場合、この画像上で重なった部分において、ゴーストと共に測定対象試料の内壁面の断面形状の画像情報も破棄されてしまう。そこでゴースト成分のみを除去して形状情報を保存する方法を提案する。
【００７２】
図１３Ａに、画像１３１０上で、測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１とゴースト１３１２が重なった場合の例を示す。画像１３１０上では、点１に測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１があり、１８０度回転した方向にある点３では測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１とゴースト１３１２が重なっている。この状態で実施例８にて説明した処理方法を適用すると、点３がゴースト条件に当てはまるため、点３における測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１情報も破棄されてしまう。ここで、画像１３１０上で、ゴースト１３１２の成分の強度は、点1の強度（測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１における点１の位置の強度）に透明管１０５の反射率をかけた値である。
【００７３】
そこで、画像１３１０上で、点３における強度から、点1の強度に透明管１０５の反射率をかけた値を差引くことによって、点３における測定対象試料の内壁面の断面形状１３１１の強度成分のみを抽出するが可能になる。画像で検出した場合、強度と輝度値は比例関係にあるため、ゴーストの輝度値を画像から差引くことで形状の輝度値のみを抽出することが可能である。ゴースト成分の輝度値を差引いた画像から再度ピーク値を求めることで測定対象試料の内壁面の断面形状を求めることが可能となる。
【００７４】
図１３Ｂに、本実施例による処理のフローチャートを示す。半径方向ピークサーチ（Ｓ１３０１）からゴースト判定処理（Ｓ１３０４）までは、図１２Ｂで説明した実施例８におけるＳ１２０１からＳ１２０４までの処理と同様である。ここで、実施例８においては、ゴースト判定処理（Ｓ１２０４）において、ゴーストと判定された位置の画像データを破棄していたが（Ｓ１２０５）、本実施例においては、ゴースト判定処理（Ｓ１３０４）においてゴーストと判定された点(位置)を抽出する（Ｓ１３０５）。次に、この抽出した点(位置)の画像の輝度値から先に説明した方法で求めたゴースト成分の輝度値を差引く処理を行う（Ｓ１３０６）。
【００７５】
次にこの差し引いた輝度値の値をＳ１３０５で抽出した点の輝度値にあてはめ（Ｓ１３０７）、測定対象試料の内壁面の断面形状を決定する(Ｓ１３０８)。ここでゴースト成分の輝度値は、１８０度回転した方向にある形状の輝度値に透明管１０５の反射率をかけた値となる。ここで透明管１０５の反射率は事前に求めておく必要がある。さらに反射率は光の入射角度に依存するため、図１４に示すような入射角度に対する反射率のルックアップテーブル１４０１を準備しておき、形状の位置から透明管１０５への入射角度がわかるため、ルックアップテーブルを参照して反射率を求め、形状の輝度値に反射率をかけることでゴースト成分の輝度値を算出することができる。
【００７６】
本実施例によれば、ハードウェアでは除去しきれないゴースト成分に対して、ソフトウェアにて除去する場合に、測定対象試料の内壁面の断面形状をより正確に求めることを可能にした。
【００７７】
以上が発明の説明であるが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００・・・内面形状計測装置    １０１・・・カメラ    １０２、７０３・・・レーザ光源    １０３・・・コーンミラー    １０４・・・偏光子の機能を有するフィルム    １０５・・・透明管    １０６・・・表示画面    １０７、１０７１・・・制御・データ処理部    １１０・・・ステージ    ４０１・・・λ/４板    ４０２・・・ラジアル偏光子    ４０３・・・集光レンズ    ４０４・・・ラジアル位相板    ４１０・・・ラジアル検光子    ７０１・・・ボアスコープ    ７０２・・・ファイバコリメータ    ８０１・・・偏波コントローラ。
【図１】
2015163844.tif 000003
【図２Ａ】
2015163844.tif 000004
【図２Ｂ】
2015163844.tif 000005
【図２Ｃ】
2015163844.tif 000006
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
2015163844.tif 000009
【図５Ａ】
2015163844.tif 000010
【図５Ｂ】
2015163844.tif 000011
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2015163844.tif 000016
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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