JPH0789048B2 - 透明物体表面と他表面との微小間隔の画像を形成する方法および装置 - Google Patents

透明物体表面と他表面との微小間隔の画像を形成する方法および装置

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JPH0789048B2
JPH0789048B2 JP62045116A JP4511687A JPH0789048B2 JP H0789048 B2 JPH0789048 B2 JP H0789048B2 JP 62045116 A JP62045116 A JP 62045116A JP 4511687 A JP4511687 A JP 4511687A JP H0789048 B2 JPH0789048 B2 JP H0789048B2
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    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、互いに対向する表面間の領域内の極めて小さ
い間隔の変化を画像として表示する方法および装置に関
し、特に、ガラス表面と他の定置または移動表面との間
の間隔の変化をリアルタイムで表わす画像パターンを表
示する方法および装置に関する。この画像パターンにお
いては、約0.0004572mmから0.0000254mm未満までの範囲
内にある間隔が、0.0000127mm未満の増分で目盛り定め
され測定されうる。
［従来の技術］ 磁気記録媒体産業は、物理的要素の表面間の極めて小さ
い間隔を正確に測定し、かつ／または、観察する必要度
が高い分野の例としてあげられる。詳しく述べると、近
年における記録媒体の情報ビツト密度の急激な増大は、
記録媒体上に記憶された情報の正確な変換を保証する、
それに対応した小さいヘツド間隙を必要とするようにな
つた。これまでは、変換ヘツドの磁気記憶デイスク上の
浮動高度（flying height）は、磁気記憶ヘツドの代わ
りに光学ヘツドを置換し、白色光干渉法を用いて光学ヘ
ツドとデイスク表面との間の間隔の指示を得ることによ
り測定されてきた。この干渉法による間隔の検出は、
「ニユートンリング」として知られる同心的なリング模
様をなす干渉帯を解析することによつて行なわれる。球
面レンズの表面と他の表面との間の物理的間隔は、リン
グ内のスペクトルの色によつて認識しうる光の波長と関
係がある。物理的な間隔測定すなわち間隔検出の観点か
らいうと、干渉法のみによつて認識しうる最小間隙は約
0.0001143mmである。
磁気記録媒体技術における間隔検出のもう１つの特徴
は、前述の範囲内にあり公差内にある要素の物理的間隔
が、その間隔を保持するために要素の相対運動を必要と
する空気力学的現象によつて通常達成されることであ
る。従つて、要素の校正において関連する全ての動作パ
ラメータが明らかにされるべきこの場合、リアルタイム
の間隔の観察および測定が重要になる。運動表面間の間
隔のリアルタイム測定のために干渉法を採用する従来の
試みは、分光測光データのコンピユータ処理の場合に限
つて行なわれており、表面の間隔を真にリアルタイムで
指示するまでには至つていない。
ガラス表面の他物体の表面への近接が、ガラス表面の内
側からの光の全反射の抑消によつて判明することもまた
公知である。もし、コリメートされた光がガラスの物体
を通して、その物体の表面の内側に、空気などの周囲の
媒体の屈折率に対するガラス屈折率によつて定まる臨界
角より大きい角で入射せしめられれば、その光は表面の
内側から全反射される。しかし、同じ光の全反射は、同
じガラス表面の外側へ他の物体または表面が近接する
と、減少すなわち抑消される。さらに、もしガラス表面
が大きい半径の球面であり、外側物体の近接表面が平面
である場合には、内部的全反射の抑消は、内部反射光領
域内の、半径方向に濃度を減ずる暗部として現われる。
内部的全反射の抑消現象は、相対的微小間隔の指示（米
国特許第3,987,668号、第4,286,468号、第4,322,979
号）、または光ビームの変調（米国特許第3,338,656
号、第4,165,155号、第4,451,123号）に利用されてきた
が、この現象が、ここで対象とされている分野におい
て、微小間隔の増加の定量的明示または微小間隔の地形
画像の形成に利用されるのに適していることは、これま
で知られていなかつた。
［発明の要約と目的］ 本発明においては、既知輪郭を有するガラス表面と他表
面との間の間隔の変化のリアルタイム画像が、ガラス表
面から内部的に反射され他表面の近接により抑消される
光パターンにグレースケール濃度値を与え、このグレー
スケール濃度を画像の次元的分析に翻訳することによつ
て、表示される。この次元的分析は、画像において直接
観察することも、あるいは、地形図フアクシミリとして
提供することもできる。
内部的全反射の抑消によつて生じる光パターンのグレー
スケール濃度に関する目盛り定めは、内部反射を行なう
ガラス表面を、接触点から既知の逸れを示すように選択
された形状を有する他表面と点接触させることによつて
行なわれる。例えば、反射ガラス表面が凸球面である場
合には他表面を平面とすることができ、ガラス表面が平
面である場合には他表面を凸球面とすることができる。
発生した光パターンを微小濃度計によつて走査すると、
既知の、すなわちあらかじめ確定された、２表面間の逸
れに基づいて、微小間隔の増加が行なわれる場合の、グ
レースケール濃度の変化が得られる。その後、同じグレ
ースケール濃度が、表面間隔の指標として用いられる。
内部的全反射の抑消が起こる領域の画像は、抑消の起こ
つた内部反射光パターンの、好ましくは拡大後の２次元
的階調フアクシミリを形成することによつて得られ、そ
の場合、グレースケールの変化は第３次元、または別々
の色、により表わされる。好ましくは、このフアクシミ
リは、３次元オシロスコープに接続された白黒テレビジ
ヨンカメラを用いてリアルタイムで形成され、グレース
ケール濃度の変化は３次元的画像における高さによつて
表わされる。あるいは、このカメラの出力を、着色器
（colorizer）を経て通常のテレビジヨン受像器へ供給
し、受像器上に表示される画像において別個の色がグレ
ースケール濃度の変化、従つて、間隔の変化を表わすよ
うにすることもできる。
従つて、本発明は、物体表面のガラス表面からの間隔が
変化する領域のリアルタイムの画像を表示する方法およ
び装置を提供することを主たる目的とする。本発明のも
う１つの目的は、１表面の他表面に対する間隔の0.0000
254mmという小さい増加を観察しうるように定量的に明
示する表示方法および装置を提供することである。本発
明のさらにもう１つの目的は、相対運動自在な表面間の
近接領域を、その領域内に微小間隔の増加がリアルタイ
ムで示されるようにして、３次元的に観察しうるように
することである。
本発明の他の諸目的および他の適用範囲は、添付図面を
参照しつつ行なわれる以下の詳細な説明において明らか
にされる。添付図面においては、同一部品は同一参照番
号によつて指示されている。
［実施例］ 第１図においては、大きい半径の球形表面12と１対の平
表面14および16とを有するガラスブロツク10などの光に
対して透明な物体が、球形表面12が物体20の平表面18か
ら間隔を有するように配置されている。表面18が球形表
面12から十分に離れているものと仮定すると、コリメー
トされた光が平表面14から導入されブロツク10を通過し
て球形表面12に達した場合には、臨界角Icに等しいか、
またはそれより大きい角で表面12の内側に入射した光は
全て表面12から反射され、表面16から外へ出る。しか
し、表面12からの光の内部反射は、第１図において、表
面12の外側に隣接する点描部分によつて図示された、抑
消領域22を生ぜしめる。抑消領域22は、入つて来た光が
表面12の内側に入射する角により実質的に大きさが決定
される距離だけ、表面12から張出している。臨界角Icよ
り小さい角で表面12へ入射する光は内部反射されないの
で、表面12へ臨界角Icで入射する光については抑消領域
は表面12から最大の距離張出し、角Icより大きい角で表
面12へ入射する光については抑消領域は表面12へ入射す
る光については抑消領域は表面12の方へ後退する。
ここ、および特許請求の範囲において用いられる「光」
および「ガラス」という用語には、光または光エネルギ
が広範囲の光学ガラスおよび光エネルギに対し透明な他
物質内において示す性質と同じ性質を示しうる他波長の
エネルギおよび他物質も含まれているものとする。
第１図において、物体20の表面18は球形表面12から十分
な距離だけ離れているので、表面18は抑消領域22の外側
にある、この状態においては、球形表面12において内部
的な光の通常反射および全反射が起こりうる。しかし、
もし表面18が、第１図に鎖線24および26で示されている
位置を通つて次第に表面12の方へ移動せしめられると、
表面12からの内部反射は次第に弱化すなわち「抑消」さ
れて行く。さらに、平面的な表面18に対して球形的な輪
郭の表面12が結合せしめられると、表面12の中心におけ
る内部反射の抑消が最大になり、表面12が鎖線24および
26の平面内に位置している時は、表面12が表面18から逸
れて行くにつれて抑消の程度は次第に減少し、それに対
応して内部反射は次第に増加する。内部反射が抑消され
ると、その結果として、抑消が起こらなかつた場合に表
面16上に生じるはずの明るい領域の中央に暗部を与え
て、光が表面16から出て行くことになる。第２図に示さ
れているように、表面16上に生じる暗部28は、中心から
半径方向に暗さ、すなわち濃度を減じ、直径×を限界と
する周に至ると全くなくなる。
暗部28内におけるグレースケール濃度の変化は、他の全
てのパラメータが一定であると仮定すると、球形表面12
からの平表面18の既知の、すなわち予測可能な逸れのみ
によつて定まる。これに関連して、内部反射を行なうガ
ラス表面が平面であり、表面18が凸球面である場合に
も、同様な暗部28すなわち光パターンが表面16上に生じ
る。いずれの場合にも、本発明においては、表面12およ
び18間の変化する間隔の増加に関して暗部28のグレース
ケール濃度を目盛り定めするために、表面12および18の
間の既知の逸れが用いられる。２つの表面間に予測しう
る逸れを与える表面の形態以外の、反射されるべき光の
強度および波長内容、内部反射表面への光の入射角、ガ
ラスブロツクおよび表面18が形成される媒体の屈折率な
どの全ての他のパラメータは目盛り定め中および２表面
間の間隔変化の画像を形成するための本発明の適用中に
おいて同一に保たれる。
詳述すると、第２図ないし第４図からわかるように、暗
部28のグレースケールの目盛り定めは、第３図に示され
ているように表面12および18と同等のものを互いに接触
させて配置することによつて行なわれる。この例におい
ては、半径Ｒの球形をなすガラスの内部反射表面12が、
平表面18と共用される。もし、表面18が例えば磁気記録
デイスクまたはテープの表面であるものと仮定すると、
好ましくはこの媒体は、表面18を確実に平面的に位置づ
けるために、光学的平面部材19に取付けられる。次に、
第１図に関連して上述したように、表面12へ光を送り、
内部的全反射の抑消を示すパターン28を表面16上に生ぜ
しめる。このパターンは好ましくは拡大され、拡大され
たパターンの微小濃度計による走査が行なわれる。次
に、拡大されたパターンの直径ｘ′に関しグレースケー
ル濃度値がプロツトされ、第４図に示されているような
曲線30が得られる。
ｘ′の大きさがわかれば、大きさｘ′を得るために用い
られた拡大率による除算により、暗部の直径ｘに等しい
弦の長さが計算される。次に、第３図に示されている方
程式を用いて、この弦の端部における、表面12と表面18
との間の間隔ｈが計算される。
第４図の曲線30の頂点は接点を示し、曲線の基部は間隔
増加ｈにおけるグレースケール濃度を示すことがわかつ
ているので、h1，h2，h3などの中間的な間隔増加は、暗
部28内の変化する濃度値に直接対応する曲線30上の濃度
値を指示することになる。第４図において、値h1，h2，
h3によつて指示される間隔およびグレースケール濃度の
増分は、単に例示的なものであり、実際には、暗部すな
わちパターン28内のグレースケール濃度を検出するため
に用いられる装置の感度により、第４図に示されている
増分よりもかなり小さくなることに注意すべきである。
これに関連して、市販の白黒テレビジヨンは、グレース
ケール濃度を64レベルまで分解することができる。従つ
て、もしｈによつて表わされる間隔変化が約0.0004572m
mであるとすれば、約0.00000762mmという小さい間隔増
分が識別されることになる。
表面12および近接物体の同等物間の微小間隔の変化をリ
アルタイムで指示するための本発明の方法を実施する実
施例の装置が、第５図に示されている。第５図において
は、前述のブロツク10の代わりにガラスブロツク110が
用いられているが、このガラスブロツク110も、内部反
射表面112、光入射平表面114、および光射出平表面116
を有する。表面112は球形凸表面として図示されている
が、後述のように他の形態であつてもよい。この装置
が、例えば記録ヘツドと磁気記録媒体120との間のヘツ
ド間隔特性を決定するのに使用されるものとすると、通
常の磁気ヘツドの代わりにブロツク110が置換され、磁
気記録媒体120は、その情報記録表面118が表面112に近
接して配置されるように駆動される。媒体120は、表面1
18のガラス表面112からの間隔を形成するのに必要な空
気力学的特性を生ぜしめるために運動状態におかれる。
球形表面112の内側から反射されるべきコリメートまた
はほぼコリメートされた光の光源として、光フアイバ束
130が用いられ、その１端部134には光源132から白色光
が供給され、他端部136はブロツク110の平表面114に当
接せしめられている。光フアイバ130からガラスブロツ
ク110内へ入射した光は、束内のそれぞれの個々のフア
イバから出る光の大部分の方向が、球形表面112に対す
る平表面114の角によつて決定されるという意味におい
て、「ほぼコリメート」されている。コリメーシヨンの
程度は、束130を形成するフアイバの寸法の選択によつ
て、完全なコリメーシヨンに達しない範囲内で変化せし
めることができる。例えば、光エネルギの単一モード伝
送に通常用いられるフアイバ、すなわち、直径約0.005m
mのコアを有するフアイバを選択すれば、束130から与え
られる光は、これらのフアイバの開口数が極めて小さい
ためにコリメーシヨン状態に近くなる。個々のフアイバ
が大きくなると、コリメーシヨンの程度は低下するが、
有効に使用されうる光の波長範囲は大きくなる。好まし
くは、束130内のそれぞれの個々のフアイバから出る光
は、表面14を通過する光が直接表面116に達することの
ない程度に、コリメーシヨンを低下させる方向の成分を
有するようにされる。換言すれば、コリメーシヨンの度
合は、平表面116に達する光の主要部分が表面112の内側
から反射されたものになれば十分である。ブロツク110
内に導入される光がこのように不完全なコリメーシヨン
状態になつていると、表面112の内側から反射される光
に対する平均化効果が得られ、それによつて表面の精
度、ブロツク取付けの精度、光の反射角などの物理的パ
ラメータの公差を大きくすることができる。
表面112が磁気記録媒体の表面118に近接していることに
よる、表面112からの内部的全反射の抑消の結果として
表面116上に生じる光パターンは、顕微鏡138により40な
いし100倍に拡大される。顕微鏡138によつて生じた拡大
されたグレースケール像は複写画像に変換され、この複
写画像には拡大像の領域上の全座標位置におけるグレー
スケール濃度が記録される。白黒テレビジヨンカメラ14
0は、この記録機能のためには特に適している。そのわ
けは、白黒テレビジヨンカメラは、パターンの画像と画
像上のグレースケール濃度の変化との双方を、高解像度
で、またリアルタイムで記録しうるからである。カメラ
140によつて記録された拡大像の電子的模写画像は、好
ましくはスクリーン144をもつ３次元オシロスコープ142
へ供給され、このオシロスコープ上には、拡大像の直交
座標が「ｘ」および「ｙ」軸上に示され、グレースケー
ル濃度の変化は第３軸、すなわち「ｚ」軸上に示され
る。テレビジヨンカメラ140およびオシロスコープ142の
双方は、通常の市販されているものであり、カメラは直
接オシロスコープにプラグ接続しうるようになつてい
る。例えば、米国マサチユセツツ州WalthamのImage Tec
hnology Methods Corporationから発売されている「Iso
mat 600,3−D Profiler」をオシロスコープ142として用
いると、極めてよい結果が得られた。このオシロスコー
プと共用されたカメラ140は、同じ会社から発売されて
いるビデオカメラ「Model 201 Series」であつた。この
組合せの場合、オシロスコープ142には、カメラ140の出
力導線を直接受入れうる入力ジヤツクが備えられてい
る。
第５図には、オシロスコープ142上に表示される実際の
画像は示されていないが、第７図には、第５図の装置に
よつてオシロスコープスクリーン144上に表示される画
像の一般的性質が示されている。第７図には表面118aの
輪郭が示されており、この例においては突出部118bが含
まれている。さらに、第７図の画像は、直接表面間隔の
測定値に変換することができる。例えば、図示のシミユ
レーシヨン画像においては、突出部118bの基準平面ｘ−
ｙ上の高さはｚ軸に沿つて示されており、その大きさは
hxである。
第６図には、第５図の実施例の変形されたものが示され
ており、この装置においては第５図のブロツク110の代
わりにブロツク110′が用いられている。ブロツク110′
とブロツク110との間の主たる相違は、反射表面112′の
形態にある。第６図においては、磁気記録ヘツドの表面
形態に類似した、横方向の切欠きを備えたほぼ平面的な
反射表面112′が用いられている。第６図に示されてい
る切欠きは、表面112′からの内部反射抑消の画像パタ
ーンに翻訳されるが、前述の方法による適切な目盛り定
めを仮定すれば、この装置の動作は前述の実施例におけ
ると同様に行なわれる。
第８図には、本発明の別の実施例が示されている。すな
わち、第８図に示されているガラスブロツク210は、平
面的な内部反射表面212を有し、光フアイバ束230からこ
れに対して光が供給される。表面216上に生じる内部反
射光の抑消パターンは、この場合も顕微鏡238によつて
拡大され、拡大された像は白黒テレビジヨンカメラ240
へ送られる。このカメラは、第５図に関連して前述した
ものと同形式のものでよい。第８図の白黒テレビジヨン
カメラ240の出力は、着色器241へ供給される。着色器24
1は、グレースケール濃度の特定のレベルに単一色を割
当てる機能を有するいくつかの市販の着色器のいずれで
もよい。このような着色器は、レーダ天気図を、白黒レ
ーダスクリーン表示における相異なるグレー濃度を表わ
す色領域に変換するために通常用いられ、グレースケー
ル濃度の変化を表わすための相異なる８色を与えること
ができる。第８図の実施例における着色器の出力信号
は、観察スクリーン244を有する通常のカラーテレビジ
ヨン受像器242へ直接供給される。
第８図において、磁気記録媒体であるテープ220は、内
部反射表面212の下へ送られ、表面212に近づいたり離れ
たりして波状に変動する経路をたどる。表面212付近の
テープ220の波状経路によつて生じる結果は、第８図の
スクリーン244上にほぼ示される。換言すれば、テープ2
20が表面に接近した時は、図示の実施例におけるスクリ
ーン244上の多色画像の色は「青」になる。図示の実施
例においては「黄」色は、テープ220の表面と反射表面2
12との間の間隔が最大になつた領域を示す。顕微鏡238
によつて与えられるグレースケール濃度を前述のように
目盛り定めすれば、表面212と隣接する媒体との間の領
域の地形図すなわち等高線図と同等のものが、テレビジ
ヨンスクリーン244上に表示される。
本発明は、前述のように磁気媒体／記録ヘツドに対する
応用において特に有用であるが、本発明は他の微小物画
像形成の要求にも適応することができる。例えば、逆転
した形態のガラスブロツク10,110,110′，または210上
に単に標本を置きさえすれば、その定置標本の表面特性
を観察し、また定量的に明示することができる。換言す
れば、本発明の画像形成特性は、内部反射面からの間隔
変化が観察下の標本についての情報を与えうるような、
いかなる場合に対しても適用可能である。
実施例においては、ガラスの物体を用いて内部反射を行
なわせているが、最も重要なことはこの物体が光に対し
て透明であることのみであり、従つて、プラスチツクお
よびダイヤモンドなどの他の透明材料から成る物体も一
般に使用可能である。さらに、この光に対する透明材料
は全光スペクトルに対して透明である必要はなく、使用
される光波長に対してのみ透明であればよい。例えば、
赤外波長に対してはゲルマニウムから成る物体を用いる
ことができる。
このようにして、本発明により、極めて小さい間隙の測
定可能な画像を表示するための高度に効果的な方法およ
び装置が提供され、それによつて前述の諸目的が完全に
達成されることがわかる。本技術分野に精通した者なら
ばまた、以上の説明から、本発明の範囲を逸脱すること
なくここに図示され説明された実施例に対し改変を施し
うることを認識しうるはずである。従つて、以上の説明
および添付図面は、単に実施例のためのものであつて限
定的な意味をもつものではなく、本発明の真の精神およ
び範囲は特許請求の範囲によつて定めされるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、他表面から適宜の間隔においた球形ガラス表
面からの光の内部的全反射を示す概略的配置図、第２図
は、内部的全反射の抑消によつて生じる光パターン図、
第３図は、本発明に従つて、内部的全反射の抑消を表面
間隔の変化に関して目盛定めする方法の説明図、第４図
は、第２図の光パターンの直径に対するグレスケール濃
度のグラフ表示、第５図は、本発明の実施例の装置の概
略図、第６図は、第５図の実施例を改変した装置の概略
図、第７図は、第５図の実施例によつて得られる画像の
特性の近似図、第８図は、本発明の別の実施例の概略図
である。 符号の説明 10,110,110′,210……ガラスブロツク、12,112,112′,2
12……内部反射表面、14,114,214……光入射平表面、1
6,116,216……光射出平表面、18……平表面、20……物
体、28……光パターン、118……情報記録表面、120……
磁気記録媒体、130,230……光フアイバ束、132……光
源、138,238……顕微鏡、140,240……白黒テレビジヨン
カメラ、142……３次元オシロスコープ、220……磁気記
録テープ、241……着色器、242……カラーテレビジヨン
受像器。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光に対して透明な物体の１つの表面と他表
    面との間の微小間隔を表示する画像を形成する方法にお
    いて、 光エネルギを該透明物体の内部へ、常態において実質的
    に全ての前記光エネルギが前記透明物体の表面の内側か
    ら反射されるような、前記透明物体表面に対する入射角
    で投射する段階と、 前記他表面の近接によつて前記透明物体表面からの前記
    光エネルギの内部反射を抑消する段階と、 前記透明物体表面からの前記光エネルギの抑消された内
    部全反射のパターンを形成する段階と、 前記パターンのグレースケール濃度の変化を前記両表面
    間の間隔に関して目盛り定めする段階と、 を含む、前記透明物体表面と他表面との間の微小間隔を
    表示する画像を形成する方法。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記近接
    した両表面の領域における前記グレースケール濃度の変
    化が観察され得るように、前記目盛り定めされたパター
    ンの像を表示する段階を含む、透明物体表面と他表面と
    の間の微小間隔を表示する画像を形成する方法。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記画像
    が間隔変化の輪郭表示になつている、透明物体表面と他
    表面との間の微小間隔を表示する画像を形成する方法。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項において、前記画像
    が着色表示になつており、前記間隔の異なる増分区域が
    異なる色によつて表示される、透明物体表面と他表面と
    の間の微小間隔を表示する画像を形成する方法。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第２項において、前記画像
    が３次元表示になつており、その中の１つの次元が前記
    パターンのグレースケール濃度により決められる、透明
    物体表面と他表面との間の微小間隔を表示する画像を形
    成する方法。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項において、前記目盛
    り定めの段階が、前記透明物体表面の輪郭が前記他表面
    から所定の割合で次第に離れていくような状態で、前記
    透明物体表面を前記他表面に接触して配置する段階と、 前記抑消された内部全反射のパターンの幅を決定する段
    階と、 前記パターンの幅に対応する点における前記他の表面
    の、前記透明物体表面からの高さを決定する段階と、 前記決定された高さより小さい、表面間距離の各増分
    を、前記グレースケール濃度の各レベルに割り当てる段
    階と、 を含む、透明物体表面と他表面との間の微小間隔を表示
    する画像を形成する方法。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第６項において、前記パタ
    ーンの拡大画像を形成し、その拡大画像を測定してその
    幅を求め、その測定された幅を拡大率で割り算して前記
    パターンの幅を決定する段階を含む、透明物体表面と他
    表面との間の微小間隔を表示する画像を形成する方法。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第６項において、前記透明
    物体表面が凸状球面であり、前記他表面が平面である、
    透明物体表面と他表面との間の微小間隔を表示する画像
    を形成する方法。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項において、前記光エ
    ネルギが光フアイバ束により、光エネルギが充分にコリ
    メートされるように、前記透明物体表面の内側へ向つて
    投射される、透明物体表面と他表面との間の微小間隔を
    表示する画像を形成する方法。
  10. 【請求項１０】光に対して透明な物体の１つの表面と他
    表面との間の微小間隔の変化を表示する装置にして、 互いに角度をなして配置された一対の平面と、該一対の
    平面の間に位置する１つの反射表面とを有し、前記一対
    の平面の一方が光エネルギ入射面として、他方の平面が
    光エネルギ出射面として作用する、光に対して透明な物
    体にして、前記一対の平面は、前記光エネルギ入射面と
    して作用する平面に入射する光エネルギが、常態におい
    て前記反射表面の内側から前記光エネルギ出射面に向か
    つて全反射されるように配置され、前記反射表面が他の
    表面に充分に近接するとき前記反射表面からの全内部反
    射の抑消により、強さの変化した光パターンが前記出射
    面から出てくるくるようにした前記透明物体と、 前記光パターンの像の濃度の変化が前記反射表面と前記
    他の表面との間の微小間隔の変化を表すように、前記光
    パターンの可視像を表示する手段と、 前記光パターンの像のグレースケール濃度の変化を分析
    して、前記反射表面と他の表面との間の微小間隔の変化
    を求める手段と、 を備えた、前記透明物体表面と他表面との微小間隔の変
    化を表示する装置。
  11. 【請求項１１】特許請求の範囲第10項において、前記反
    射表面が所定の半径をもつた球形表面の一部である、透
    明物体表面と他表面との微小間隔の変化を表示する装
    置。
  12. 【請求項１２】特許請求の範囲第11項において、前記半
    径がほぼ50.8cm以上である、前記透明物体表面と他表面
    の微小間隔の変化を表示する装置。
  13. 【請求項１３】特許請求の範囲第10項において、前記反
    射表面が平面である、透明物体表面と他表面との微小間
    隔の変化を表示する装置。
  14. 【請求項１４】特許請求の範囲第10項において、前記光
    エネルギ入射面に、実質的にコリメートした光エネルギ
    を入射する手段を備えた、透明物体表面と他表面との微
    小間隔の変化を表示する装置。
  15. 【請求項１５】特許請求の範囲第14項において、前記実
    質的にコリメートした光エネルギを入射する手段が光フ
    アイバ束である、透明物体表面と他表面との微小間隔の
    変化を表示する装置。
  16. 【請求項１６】特許請求の範囲第15項において、前記光
    フアイバ束が、約５ミクロンのコア直径をもつた個々の
    フアイバより実質的に形成されている、透明物体表面と
    他表面との微小間隔の変化を表示する装置。
  17. 【請求項１７】特許請求の範囲第10項において、前記光
    パターンの可視像を表示する手段が顕微鏡を含む、透明
    物体表面と他表面との微小間隔の変化を表示する装置。
  18. 【請求項１８】特許請求の範囲第10項または第17項にお
    いて、前記前記光パターンの像のグレースケール濃度の
    変化を分析して、前記反射表面と他の表面との間の微小
    間隔を求める手段が、白黒のテレビジョンカメラを含
    む、透明物体表面と他表面との微小間隔の変化を表示す
    る装置。
  19. 【請求項１９】特許請求の範囲第18項において、前記光
    パターンの可視像を表示する手段が、前光パターンの像
    における、グレースケール濃度のそれぞれの増分を区別
    できるように色分けする手段を含む、透明物体表面と他
    表面との微小間隔の変化を表示する装置。
  20. 【請求項２０】特許請求の範囲第18項において、前記光
    パターンの可視像を表示する手段が、３軸表示のオシロ
    スコープを含み、その一つの軸でグレースケール濃度の
    変化を表示するようにした、透明物体表面と他表面との
    微小間隔の変化を表示する装置。
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