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SHAPE MEASURING DEVICE AND METHOD

Foreign code F190009678
File No. S2018-0542-N0
Posted date Jan 22, 2019
Country WIPO
International application number 2017JP036510
International publication number WO 2018066698
Date of international filing Oct 6, 2017
Date of international publication Apr 12, 2018
Priority data
  • 201662405512 (Oct 7, 2016) US
Title SHAPE MEASURING DEVICE AND METHOD
Abstract This shape measuring device is provided with: a light source which radiates light having first and second wavelengths onto the surface of an object having reflectance factors with respect to the first and second wavelengths, via a medium having absorption coefficients at the first and second wavelengths; a sensor which receives light that has come from the surface of the object and has propagated through the medium, and which measures the intensities at the first and second wavelengths; and a measuring unit which calculates the distance from the surface of the medium to the surface of the object on the basis of the measured intensities at the first and second wavelengths, and on the basis of the absorption coefficients at the first and second wavelengths, and measures the shape of the object on the basis of the calculated distance. The first and second wavelengths are selected such that a difference between the intensity for a minimum distance at the first wavelength and the intensity for a maximum distance at the second wavelength is greater than a prescribed first value, and such that a difference between the reflectance factor at the first wavelength and the reflectance factor at the second wavelength is smaller than a prescribed second value.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Patent Document 1 is, three-dimensional imaging system 3 used in the absorption is disclosed. The three-dimensional image in the imaging system 3, a fluorescent medium between the object and the sensor excitation, the excitation light from an excitation light source 2 light of one wavelength is used to irradiate a light beam, the two-dimensional imaging system 3, which is reflected by the object sensor for receiving the light beam. Is a computer connected to the sensor, the first and the second intensity of the wavelength of 1 2 based on the ratio of the intensity of the wavelength, and determines the thickness of the medium, in the region of the object to determine a plurality of additional thickness, the area of the object to reconstruct a three-dimensional image 3.
In addition, Patent Document 2 is, the surface of the object to be measured with high accuracy in a short time and the shape measurement apparatus disclosed. Here, the shape measuring device can, through the medium and the illumination of the object, the object 2 reflected by one light beam having a wavelength of the sensor for receiving the light, the intensity of light of one wavelength 2 and the transmittance of the medium based on the, the distance to the surface of the measurement object and a measurement portion for measuring a feature of the.
Scope of claims (In Japanese)請求の範囲 [請求項1]
 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。

[請求項2]
 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。

[請求項3]
 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。

[請求項4]
 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。

[請求項5]
 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。

[請求項6]
 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。

[請求項7]
 前記測定部は、α(λ 3)-α(λ 1)=α(λ 2)-α(λ 3)の条件で前記距離を計算し、
 ここで、α(λ 1)は第1の波長λ1における媒質の吸収係数であり、
 α(λ 2)は第2の波長λ2における媒質の吸収係数であり、
 α(λ 3)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。

[請求項8]
 前記測定部は、2α(λ 3)-2α(λ 1)=α(λ 2)-α(λ 3)の条件で距離を計算し、
 ここで、α(λ 1)は第1の波長λ1における媒質の吸収係数であり、
 α(λ 2)は第2の波長λ2における媒質の吸収係数であり、
 α(λ 3)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。

[請求項9]
 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。

[請求項10]
 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。

[請求項11]
 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。

[請求項12]
 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。

[請求項13]
 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。

  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • RESEARCH ORGANIZATION OF INFORMATION AND SYSTEMS
  • Inventor
  • SATO, Imari
  • ASANO, Yuta
  • ZHENG, Yinqiang
  • NISHINO, Ko
IPC(International Patent Classification)
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