JP4505090B2 - 放射線の位相角を直接測定する方法および装置 - Google Patents
放射線の位相角を直接測定する方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線、とくに光の位相角を直接測定する方法に関するものであり、さらに、その方法を実施する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
放射線、とくに光の位相角を直接測定する方法および放射線、とくに光の位相角を直接測定する装置が、ヨーロッパ特許出願EP0419936B1によって知られている。この公知の方法においては、物体に、あらかじめ定められた周波数のコヒーレントな放射線が照射される。物体は拡散的に反射させる表面を有していることができる。しかしながら、物体は、透明もしくは部分的に透明な物体であっても、または、放射線が透過可能な透明な媒体であってもよい。さらに、物体は、放射線を拡散的に反射する粒子が混合されたラッカー被覆を有していてもよい。この場合には、方法を実施するために、あらかじめ定められた周波数の非コヒーレントな(非干渉性の)放射線を用いれば十分である。物体から反射された放射線または物体もしくは透明な媒体を透過した放射線は、画像形成光学システムによって、センサが配置されたイメージ平面上に、画像化される。問題のセンサは、好ましくは、表面センサである。センサは、好ましくは、規則正しく、配置された複数の画素を有していることが好ましい。好ましくは、複数の画素は、平行なラインに沿って、ラインによって、規則正しく、配置され、互いに、等しい間隔を有している。CCDセンサが、とくに好適である。
【0003】
ヨーロッパ特許出願EP0419936B1の実施態様においては、シアリング法によって生成された参照放射線は、センサ上に、重ね合わされる。この参照放射線は、光学くさびあるいはプリズムなどのシアリング光学系によって生成される。ヨーロッパ特許出願EP0419936B1の実施態様においては、光学くさびあるいはプリズムは、レンズの前に配置されている。光学くさびあるいはプリズムは、レンズあるいは画像形成光学システムのアパーチャーの一部、好ましくは、半分をマスキングしている。物体からの放射線の位相、すなわち、物体によって反射され、あるいは、物体を透過した放射線の位相は、センサあるいはセンサ要素(画素)の測定信号あるいは強度信号から決定される。
【0004】
ヨーロッパ特許出願EP0419936B1によって既知の装置はまた、電子的スペックルパターン干渉計(ESPI)と呼ばれている。単一のショットで、完全な位相角測定を可能とするために、ヨーロッパ特許出願EP0419936B1においては、画像形成光学システムは、イメージ平面内の物体上の放射線によって生成されたスペックルのイメージが、少なくとも3つのセンサ要素を覆うように設計され、あるいは、調整されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ドイツ特許出願公開DE19513233A1から、放射線、とくに、光の位相および位相差を決定する方法および装置が知られている。この方法においては、少なくとも2つの状態において、対象物に、あらかじめ定められた周波数を有するコヒーレントな放射線あるいは部分的にコヒーレントな放射線によって、照射される。それぞれの状態において、対象物によって反射され、あるいは、対象物を透過した放射線は、画像形成光学システムによって、複数の好ましくは規則的に配列されたセンサ要素あるいは画素を有するセンサが位置しているイメージ平面内に、画像化される。所望の周波数、好ましくは、同一の周波数と、所望の位相位置を有する参照放射線が、センサ上に、重ね合わされる。2つの状態間における対象物によって反射され、あるいは、対象物を透過した放射線の位相差が、センサ要素あるいは画素からの強度信号によって、決定される。対物ビームおよび参照ビームは、ここでは、それらが、好ましくは、一定の空間搬送周波数と干渉パターンを生成するように調整される。ドイツ特許出願公開DE19513233A1にかかる方法および装置は、対象物の各状態毎の1イメージショットで、高いイメージ解像力が実現されるように、ヨーロッパ特許出願EP0419936B1によって既知の方法および装置をさらに改良することを目的とするものである。ドイツ特許出願公開DE19513233A1によれば、この目的は、スペックルが発生したとき、放射線によって、イメージ平面内に生成されたスペックルのイメージが2つのセンサ要素あるいは画素のまわりのみを覆うように、画像形成光学システムを設計し、あるいは、調整することによって達成される。2つのセンサ要素あるいは画素のまわりのみから、各々の場合に、それぞれの状態に対して記録される強度値は、位相差を決定するために、交互に、斟酌される。位相差に加えて、これらの少なくとも2つのショットから、位相、コントラストおよびバックグラウンドの明るさを算出することができる。ドイツ特許出願公開DE19513233A1によれば、対物放射線から、シアリング法によって、参照放射線を生成することができる。ドイツ特許出願公開DE19513233A1にかかる方法は、一般に実行可能ではあるが、その方法によれば、実質的に多くのノイズが生ずるという結果を招く。S/N比は、ヨーロッパ特許出願EP0419936B1にかかる方法の場合よりも、悪くなる。
【0006】
したがって、本発明は、物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線、とくに光の位相角を直接測定する方法および装置であって、改良された位相角測定方法および位相角測定方法装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、本発明のかかる目的は、物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線の位相角を直接測定する方法であって、前記物体に、あらかじめ定められた周波数を有するコヒーレントな放射線を照射し、あるいは、前記物体を、放射線を拡散的に反射する粒子を含むラッカーによって被覆して、前記物体に、あらかじめ定められた周波数を有する非コヒーレントな放射線を照射し、前記物体から反射された放射線あるいは前記物体を透過した放射線を、画像形成光学システムによって、センサが位置しているイメージ平面内に、画像化し、シアリング光学要素を用いて、シアリング法によって生成された参照放射線を、前記センサ上に重ね合わせ、前記物体からの放射線の位相を、前記センサの測定信号から決定する位相角測定方法であって、前記画像形成光学システムが、アパーチャー、好ましくは、スリットを有するダイアフラム、あるいは、2つのアパーチャー、好ましくは、2つのスリットを有するダイアフラムを備え、前記シアリング光学要素が、前記ダイアフラムと前記センサの間に配置されていることを特徴とする位相角測定方法によって達成される。
【0008】
本発明によれば、ダイアフラムの1または2のアパーチャーとシアリング光学システムによって、空間搬送周波数を生成することが可能になる。
【0009】
ダイアフラムは、1つのスリット、好ましくは、1つの矩形状のスリットを有していてもよい。スリットの幅が調整可能であると、好ましい。好ましくは、スリットは、矩形変調ダイアフラムである。
【0010】
しかしながら、ダイアフラムはまた、2つのスリットを有するように設計することもできる。ダイアフラムは、好ましくは、2つの矩形状スリットを有している。好ましくは、互いに、aの距離に配置された2つのスリットは等しい幅bを有している。スリットの距離aおよび/または幅bが、調整可能であると、さらに好ましい。
【0011】
シアリング法にしたがって、前記参照放射線を生成するのに用いられる前記シャーリング光学システムが、1つのくさび、重ねられたくさび、あるいは、2つの傾けられた平行プレートを備えていてもよい。しかしながら、シアリング効果を生成するために、他の光学的要素を用いることもできる。
【0012】
シアリング効果を生成するための1つのくさび、重ねられたくさび、傾けられた平行プレート、あるいは、他の光学的要素を、前記ダイアフラムと、前記画像形成光学システムの1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素または他の光学的要素との間に、位置させることができる。これに代えて、あるいは、これに加えて、前記ダイアフラムを、前記画像形成光学システムの1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素または他の光学的要素と、シアリング効果を生成するための前記1つのくさび、前記重ねられたくさび、前記傾けられた平行プレート、あるいは、前記他の光学的要素との間に、位置させることができる。
【0013】
本発明のとくに好ましい実施態様においては、前記スリットの距離aが、前記スリットの幅bと等しいサイズとなるように、前記画像形成光学システムが調整されている。この構成は、2つのスリット(「ダブルアパーチャー」)を有する実施態様において使用可能であるだけでなく、単一のスリットのみが設けられた実施態様においても、使用することができる。後者の場合は、センサが、2つのスリットを「見る」画像形成光学システムによって達成される。
【0014】
2つのスリット(ダブルスリット)あるいは2つのアパーチャー(ダブルアパーチャー)を有するダイアフラム(図2参照)あるいはフレネル複プリズムの干渉によって生成された空間搬送周波数は、干渉回折効果が、つねに同時に生じ、互いに干渉し合うため、一定周期を有しておらず、コントラストが劣っている。フラウンホーファー回折によるダブルスリットの干渉分布は、以下の式(1)ないし式(3)によって、与えられる。
【0015】
I(θ)=4I0[(sin2β/(β2)]cos2α (1)
α=(ka/2)sinθ (2)
β=(kb/2)sinθ (3)
これらの式によってカバーされる対象物およびその中で生ずる値は、図6に示されている。前記式において、
I=強度
θ=角度
k=第一、第二、第三、・・…干渉最小値
a=スリットの距離
b=スリットの幅
である。
【0016】
前述した好ましい実施態様によれば、
a=b
であり、その結果、
α=β
となり、式(1)は、次式(1’)に書きかえられる。
【0017】
I(θ)=4I0[(sin2(2α)/(2α2)] (1’)
これから、干渉および回折によって生成された搬送周波数は、aとbが等しくないときは、一定でなく、a=bとすることによって、一定周期を有する均一に分布された空間周波数となることがわかる。項2αから、周波数は2倍になっていることがわかる。a=bとすることによって、はるかに優れたコントラストを有する一定の搬送周波数が、センサあるいはCCDチップにおいて、生成されるという事実から、大きな改良を実現することができる。この搬送周波数は、センサあるいはCCDチップのライン(水平ライン)あるいはコラム(垂直コラム)内において、生成することができる。しかしながら、この搬送周波数は、中間角度で、生成することもでき、それによって、センサあるいはCCDチップを、ある角度に傾けて、配置することが可能になる。
【0018】
本発明の別の好ましい実施態様においては、搬送周波数の周期が、センサの少なくとも3つの画素をカバーしていると、すなわち、ヨーロッパ特許出願EP0419936B1あるいはそれに開示された装置にしたがって、実施されると、好ましい。これにしたがえば、単一のショットで、完全な位相角測定をすることが可能になる。
【0019】
本発明の別の好ましい実施態様においては、搬送周波数の周期は、センサの少なくとも4つの画素をカバーしている。このようにすることによって、コンピュータアルゴリズムを大幅に簡易化することが可能になる。
【0020】
搬送周波数の周期が、センサの少なくとも5つの画素をカバーしていると、精度の一層の向上が実現される。
【0021】
1つのラインあるいはコラム内の搬送周波数の周期は、シアリング光学システムあるいはシャー幅とは無関係に、変調ダイアフラムのアパーチャーのサイズによって、きわめて正確に調整することができる。シアリング光学システムあるいはシャー幅は、センサの画素の好ましい最小数がカバーされるように、調整される。
【0022】
本発明の前記目的はまた、物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線の位相角を直接測定する装置であって、ある周波数のコヒーレントな放射線を、前記物体に発する放射線源と、1つのイメージ平面内に、前記物体から反射された放射線あるいは前記物体を透過した放射線の画像を形成する画像形成光学システムと、前記イメージ平面内に配置されたセンサと、シアリング法にしたがって、参照放射線を生成するシアリング光学要素とを備えた位相角測定装置において、前記画像形成光学システムが、1つのアパーチャー、好ましくは、1つのスリットを備えたダイアフラムまたは2つのアパーチャー、好ましくは、2つのスリットを備えたダイアフラムを有し、前記シアリング光学要素が、前記ダイアフラムと前記センサの間に配置されていることを特徴とする位相角測定装置によって達成される。
【0023】
【発明の好ましい実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。これによって、本発明の詳細および効果が明らかになるであろう。
【0024】
図1は、シアリング光学システムを備えた本発明の好ましい実施態様にかかる光の位相角を直接測定する装置を示す図面である。
【0025】
図1に示されるように、光の位相角を直接測定する装置は、放射線源1を備えており、あらかじめ定められた周波数のコヒーレントな光(レーザ光)2が、放射線源1から、拡散的に反射する表面4を有した物体3上に、照射される。
【0026】
物体3の表面4によって反射された放射線5は、画像形成光学システム6によって、イメージ平面7内に、画像化される。イメージ平面7内には、たとえば、CCDセンサなどの規則的に配置された複数のセンサ要素を備えたセンサ8が配置されている。
【0027】
光学くさび10あるいはプリズムが、画像形成光学システム6のレンズ要素9の前面に、画像形成光学システム6の上半分を覆うように、設けられている。光学くさび10により、参照光が、シアリング方法にしたがって、生成される。シアリング効果を生成するために、光学くさび10に代えて、他の光学要素を使用してもよい。
【0028】
図1に示された装置の基本構成およびそれによって、実施可能な方法は、ヨーロッパ特許出願0419936B1によって知られている。図示されていないデバイスがセンサ8に接続され、そのデバイスによって、物体3あるいはその表面4から反射された放射線5の位相が、センサ8の測定信号あるいは強度信号から決定される。
【0029】
本発明によれば、画像形成光学システムは、1または2のアパーチャーあるいはスリットが形成されたダイアフラムを有している。そのような画像形成光学システムの例が、図2、図5および図7に示されている。そこでは、その画像形成光学システムが、図1に示された装置の画像形成光学システム6に置きかえられている。
【0030】
図2ないし図4は、2つのスリットを有する他のシアリング光学システムを示す図面である。
【0031】
図2ないし図4に示されるように、各画像形成光学システムは、それぞれ、2つのアパーチャー、好ましくは、2つのスリットを有するダイアフラムを有している。2つのスリットを有するダイアフラム11の例が、図4に示されている。2つのスリットを有するダイアフラム11は、長さがl(エル)で、幅がbの第一の矩形状スリット12と、同じく、長さがlで、幅がbの第二の矩形状スリット13を有している。第二の矩形状スリット13は、第一のスリット12から、aの距離に設けられ、第一のスリット12と平行である。
【0032】
図2に示された実施態様においては、画像形成光学システム6は、2つのスリットを有するダイアフラム11と画像形成光学システム6のレンズ要素9との間に位置するくさび14を備えている。くさび14は、第一のスリット12の領域内に設けられている。第一のスリット12を通過した光は、くさび14を通過して、さらに、レンズ要素9を通過する。第二のスリット13を通過した光は、くさび14を通過せず、直接に、レンズ要素9に入射する。くさび14の先端部は、第一のスリット12と第二のスリット13との間の領域内に位置し、好ましくは、画像形成光学システム6の中央軸15上に位置している。光は、図2から明らかなように、外側方向に、すなわち、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15から、距離が増大する方向に、拡げられる。
【0033】
図3に示された実施態様においては、複プリズム16が、2つのスリットを有するダイアフラム11と画像形成光学システム6のレンズ要素9との間に設けられている。複プリズム16の先端部は、第一のスリット12と第二のスリット13との間の領域内に位置している。複プリズム16の先端部は、好ましくは、画像形成光学システム6の中央軸あるいは長手方向中央軸15上に配置される。複プリズム16の厚さが、外側方向に、すなわち、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15あるいは長手方向中央面から離れる方向に向かって、減少するように、複プリズム16が構成されている。
【0034】
図4に示された実施態様においては、2つの傾いた平行プレート17、18が、2つのスリットを有するダイアフラム11と画像形成光学システム6のレンズ要素9との間に設けられている。平行プレート17、18の入射表面と射出表面とは互いに平行で、通過するビームは、平行に移動されるだけである。第一の平行プレート17は、第一のスリット12の領域内にあり、第二の平行プレート18は、第二のスリット13の領域内にある。平行プレート17、18は、2つのスリットを有するダイアフラム11から、対応する平行プレートまでの距離が、外側方向に向かって、すなわち、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15あるいは長手方向中央面からの距離が増大する方向に向かって、増大するように、画像形成光学システム6の長手方向中央軸あるいは長手方向中央面15に対して、傾けられている。
【0035】
図5は、単一のスリットとフレネル複プリズムを有する画像形成光学システムを示す図面である。
【0036】
図5に示されるように、本実施態様にかかる画像形成光学システム6は、フレネル複プリズム21とともに、アパーチャーあるいはスリットあるいは単一のスリット20を有するダイアフラム19を有している。単一のスリットを有するダイアフラム19は、画像形成光学システム6のレンズ要素9とフレネル複プリズム21との間に、位置している。画像形成光学システム6の長手方向中央軸あるいは長手方向中央面15が、アパーチャーあるいは単一のスリット20の中央を通り、さらに、フレネル複プリズム21の先端部を通るように、各要素が配置されている。フレネル複プリズム21の入射表面は平面であり、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15に直交している。フレネル複プリズム21の射出表面は、ダイアフラム19と対応する射出表面の間の距離が、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15からの距離が増大するにつれて、減少するように、画像形成光学システム6の長手方向中央軸あるいは長手方向中央面15に対して、傾けられている。
【0037】
図6は、2つのスリットを有するダイアフラムを示す図面である。
【0038】
図10には、単一のスリットを有するダイアフラムの実施態様が図示されている。ダイアフラム19は、幅bが可変の矩形状スリット20を有している(幅bが可変であることは、図10には図示されていない)。
【0039】
図7ないし図9は、それぞれが、単一のスリット15を有する単一スリットダイアフラム19とレンズ要素9を備え、単一スリットダイアフラム19とレンズ要素9との間に、シアリング効果を生成する光学要素が設けられた画像形成光学システムの他の実施態様を示す図面である。
【0040】
図7に示された実施態様においては、光学くさび23が、単一スリットダイアフラム19とレンズ要素9の間に設けられており、図2の光学くさび14の配置に対して、光学くさび23は180度にわたって、回転され、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15に延びている。光学くさび23の厚さは、画像形成光学システム6の長手方向中央軸15からの距離が増大するにつれて、減少するように構成されている。
【0041】
図8に示された実施態様においては、複プリズム24が、単一スリットダイアフラム19とレンズ要素9との間に設けられている。この実施態様は、図3に示された実施態様に対応するものであるので、図3についての記載を参照されたい。
【0042】
図9に示された実施態様においては、2つの傾いた平行プレート25、26が、単一スリットダイアフラム19とレンズ要素9との間に設けられている。この実施態様はは、図4に示された実施態様に対応するものであるので、図4についての記載を参照されたい。
【0043】
画像形成光学システムは、次式(2)および(3)において、a=bとし、次式(1)が式(1’)に書き換えられるように、調整されることが好ましい。
【0044】
I(θ)=4I0[(sin2β/(β2)]cos2α (1)
α=(ka/2)sinθ (2)
β=(kb/2)sinθ (3)
I(θ)=4I0[(sin2(2α)/(2α2)] (1’)
この場合には、回折と干渉が調和される。回折と干渉は、互いに増幅し合い、より良好な画質が得られる。図7ないし図9に示される光学要素のため、センサが、物理的に存在する単一のスリットではなく、2つのスリットを「見る」ことを実現することができる。
【0045】
本発明にかかる方法および本発明にかかる装置は、引張力の値およびひずみの値を測定するのに、用いることができる。本発明にかかる方法および本発明にかかる装置は、とくに、非破壊検査あるいは非破壊材料検査、とりわけ、複合材料やタイヤの非破壊検査あるいは非破壊材料検査に好適である。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0046】
【発明の効果】
本発明によれば、物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線、とくに光の位相角を直接測定する方法および装置であって、改良された位相角測定方法および位相角測定方法装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、シアリング光学システムを備えた本発明の好ましい実施態様にかかる光の位相角を直接測定する装置を示す図面である。
【図2】 図2は、2つのスリットを有する他のシアリング光学システムを示す図面である。
【図3】 図3は、2つのスリットを有する他のシアリング光学システムを示す図面である。
【図4】 図4は、2つのスリットを有する他のシアリング光学システムを示す図面である。
【図5】 図5は、単一のスリットとフレネル複プリズムを有する画像形成光学システムを示す図面である。
【図6】 図6は、2つのスリットを有するダイアフラムを示す図面である。
【図7】 図7は、単一のスリットを有する単一スリットダイアフラムとレンズ要素を備え、単一スリットダイアフラムとレンズ要素との間に、シアリング効果を生成する光学要素が設けられた画像形成光学システムの他の実施態様を示す図面である。
【図8】 図8は、単一のスリットを有する単一スリットダイアフラムとレンズ要素を備え、単一スリットダイアフラムとレンズ要素との間に、シアリング効果を生成する光学要素が設けられた画像形成光学システムの他の実施態様を示す図面である。
【図9】 図9は、単一のスリットを有する単一スリットダイアフラムとレンズ要素を備え、単一スリットダイアフラムとレンズ要素との間に、シアリング効果を生成する光学要素が設けられた画像形成光学システムの他の実施態様を示す図面である。
【図10】 図10は、単一のスリットを有するダイアフラムを示す図面である。
Claims (30)
- 物体3によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線の位相角を直接測定する方法であって、
前記物体3に、あらかじめ定められた周波数を有するコヒーレントな放射線2を照射し、あるいは、前記物体3を、放射線を拡散的に反射する粒子を含むラッカーによって被覆して、前記物体3に、あらかじめ定められた周波数を有する非コヒーレントな放射線2を照射し、
前記物体3から反射された放射線あるいは前記物体3を透過した放射線を、画像形成光学システム6によって、センサ8が位置しているイメージ平面7内に、画像化し、
シアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25を用いて、シアリング法によって生成された参照放射線を、前記センサ8上に重ね合わせ、
前記物体3からの放射線5の位相を、前記センサ8の測定信号から決定する方法において、
前記画像形成光学システム6が、1つのアパーチャーを有するダイアフラム19、あるいは、2つのアパーチャーを有するダイアフラム11を備え、
前記シアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25が、前記ダイアフラム19、11と前記センサ8の間に配置されていることを特徴とする位相角測定方法。 - 前記放射線が光放射線であることを特徴とする請求項1に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム19、11が、1つのスリット20または2つのスリット12、13を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム19が、スリット幅が調整可能な1つのスリットを有していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム19が、スリット幅が調整可能な1つの矩形状スリット20を有していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム11が、2つの矩形状スリット12、13を有していることを特徴とする請求項1ないし3に記載のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記2つのスリット12、13の距離aおよび/または前記2つのスリット12、13の幅bが、調整可能であることを特徴とする請求項6に記載の位相角測定方法。
- 前記シアリング光学要素が、1つのくさび14、23、重ねられたくさび16、24、あるいは、2つの傾けられた平行プレート17、18、25、26を備えていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記1つのくさび、前記重ねられたくさびあるいは前記傾けられた平行プレートが、前記ダイアフラム11、19と、前記画像形成光学システム6の1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素9との間に、位置していることを特徴とする請求項8に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム11、19が、前記画像形成光学システム6の1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素9と、前記1つのくさび、前記重ねられたくさびあるいは前記傾けられた平行プレートとの間に、位置していることを特徴とする請求項8または9に記載の位相角測定方法。
- 前記画像形成光学システムが、前記スリットの距離aと前記スリットの幅bが等しくなるように、調整されたことを特徴とする請求項7ないし10のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記ダイアフラム19の1つのアパーチャーまたは前記ダイアフラム11の2つのアパーチャーと前記シアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25とによって生成された空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも2つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の位相角測定方法。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも3つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項12に記載の位相角測定方法。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも4つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項13に記載の位相角測定方法。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも5つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項14に記載の位相角測定方法。
- 物体によって反射され、あるいは、透明な物体を透過した放射線の位相角を直接測定する装置であって、
ある周波数のコヒーレントな放射線2を、前記物体3に発する放射線源1と、
1つのイメージ平面内に、前記物体3から反射された放射線5あるいは前記物体3を透過した放射線5の画像を形成する画像形成光学システム6と、
前記イメージ平面内に配置されたセンサ8と、
シアリング法にしたがって、参照放射線を生成するシアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25とを備えた位相角測定装置において、
前記画像形成光学システム6が、1つのアパーチャーを備えたダイアフラム19または2つのアパーチャーを備えたダイアフラム11を有し、
前記シアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25が、前記ダイアフラム19、11と前記センサ8の間に配置されていることを特徴とする位相角測定装置。 - 前記放射線が光放射線であることを特徴とする請求項16に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム19または11が、1つのスリット20または2つのスリット12、13を備えたことを特徴とする請求項16または17に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム19が、スリット幅が調整可能な1つのスリットを備えていることを特徴とする請求項16ないし18のいずれか1項に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム19が、スリット幅が調整可能な1つの矩形状スリット20を有していることを特徴とする請求項19に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム11が、2つの矩形状スリット12、13を有していることを特徴とする請求項16ないし18のいずれか1項に記載の位相角測定装置。
- 前記2つのスリット12、13の距離aおよび/または前記2つのスリット12、13の幅bが、調整可能であることを特徴とする請求項21に記載の位相角測定装置。
- 前記シアリング光学要素が、1つのくさび14、23、重ねられたくさび16、24、あるいは、2つの傾けられた平行プレート17、18、25、26を備えていることを特徴とする請求項16ないし22のいずれか1項に記載の位相角測定装置。
- 前記1つのくさび、前記重ねられたくさびあるいは前記傾けられた平行プレートが、前記ダイアフラム11、19と、前記画像形成光学システム6の1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素9との間に、位置していることを特徴とする請求項23に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム11、19が、前記画像形成光学システム6の1つのもしくは複数のもしくはすべてのレンズ要素9と、前記1つのくさび、前記重ねられたくさびあるいは前記傾けられた平行プレートとの間に、位置していることを特徴とする請求項23または24に記載の位相角測定装置。
- 前記画像形成光学システムが、前記スリットの距離aと前記スリットの幅bが等しくなるように、調整されたことを特徴とする請求項22ないし25のいずれか1項に記載の位相角測定装置。
- 前記ダイアフラム19の1つのアパーチャーまたは前記ダイアフラム11の2つのアパーチャーと前記シアリング光学要素10、16、17、22、23、24、25とによって生成された空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも2つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項16ないし26のいずれか1項に記載の位相角測定装置。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも3つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項27に記載の位相角測定装置。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも4つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項28に記載の位相角測定装置。位相角測定装置。
- 前記空間搬送周波数の周期が、前記センサ8の少なくとも5つの画素をカバーしていることを特徴とする請求項29に記載の位相角測定装置。
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