JPH11211433A

JPH11211433A - 成形品の表面形状測定方法及び測定システム

Info

Publication number: JPH11211433A
Application number: JP1980698A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kashiwagi; 寛柏木; Katsushi Ikeuchi; 克史池内; Yoichi Sato; 洋一佐藤; Megumi Saitou; めぐみ斉藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】立体成形品の表面形状を、この成形品に接触す
ることなく、しかも、任意の感度で、簡単かつ短時間に
測定できる測定方法及び測定システムを提供すること。【解決手段】成形品１を載置台２の上に載置し、これを
包囲して、かつ、白熱灯４，４との間に、白色半透明の
プラスチック球３を設ける。そして、成形品１表面に光
線を入射させ、その正反射光中の直線偏光の強度を、偏
光膜５を介してＣＣＤカメラ６により、全偏光角に渡っ
て測定し、最小値Ｉmin を有する直線偏光成分の偏光面
を入射面とする。また、最大値Ｉmax 、最小値Ｉmin の
値から入射角Ψを算出し、入射面内において、反射光の
進行方向と角Ψをなす方向を、ＣＣＤカメラ６の画素に
対応する成形品１表面の測定部位の法線方向として算出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形品の表面形状
測定方法及び測定システムに関し、更に詳しくは、立体
成形品の表面形状を、この成形品に接触することなく、
しかも、その成形品の大小にかかわらず任意の感度で、
簡単に測定することができる測定方法及び測定システム
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】成形品に接触することなく、この成形品
の表面形状を測定する方法には、光学的測定方法が汎用
されている。

【０００３】このような光学的表面形状測定方法は、点
測定法と面測定法とに大別することができる。

【０００４】点測定法は、物体の各点ごとの寸法や深さ
を測定して立体形状を測定する方法で、光プルーブ法、
三角測量法等が例示できる。これら点測定法のうち、光
プルーブ法は、光ピックアップ用の光学的微小変位セン
サの感度が極めて高いことから、特に光学的表面粗さ測
定用に用いられる。

【０００５】この光プルーブ法は、更に臨界角法、非点
収差法、ナイフエッジ法、ヘテロダイン法等に分類する
ことができるが、いずれの方法もコヒーレントな入射光
線を測定対象の成形品の表面の微小スポットに結び、そ
の反射光を検出して、この反射光から成形品表面形状を
算出するものである。これら光プルーブ法の感度は極め
て高く（例えば、１０Åオーダの感度が得られる）、こ
のため、微小部品の表面粗さの測定に適した方法であ
る。しかしながら、測定感度を任意に調節することがで
きないため、大型物品の表面形状の測定に適用する場合
にも、その高い感度に対応して極めて微小な光スポット
を結ぶための光学系と、この光スポットを走査するため
の長い測定時間とを必要とし、極めて非経済的かつ非能
率的となる。このため、これらの方法は、大型物品の表
面形状の測定には不向きである。

【０００６】また、三角測量法はコヒーレントなレーザ
光ビームを物体に投影し、特定の観察位置から観察した
ときに物体表面に表れる輝点を観測し、三角測量の原理
に基づいて輝点座標を計算する方法で、大型物体の表面
形状測定に利用される。しかしながら、この方法も微小
な光ビームによって走査する必要があるため、その走査
のための長い測定時間を必要とし、非能率的である。

【０００７】一方、面測定法は、物体の等高線を直接縞
画像の形で得るものであり、この等高線図形を基に縞解
析を行って形状を求める方法である。面測定法として
は、干渉法、ホログラフィ干渉法、光切断法、モアレト
ポログラフィ、ステレオ法等が知られているが、これら
のうち、干渉法、モアレトポログラフィ、ステレオ法が
広く用いられている。

【０００８】干渉法は、光波の干渉原理を用いて鏡面形
状を測定する方法で、光源からの光を分割して一方を測
定対象物に当て、その反射光又は透過光（物体波）と他
方の参照波と重ね合わせて干渉縞をつくり、この干渉縞
から上記等高線を算出して表面形状を求める方法であ
る。この方法は、サブミクロンから１０ｎｍ程度の感度
を有することから、精密加工品等の微小部品の表面形状
の測定に適する。しかしながら、上記干渉縞を作る必要
から、コヒーレントな光源と、わずかな振動を許容しな
いほどの正確な光学的位置合わせを必要とする。また、
その感度は干渉縞のピッチに依存し、かつ、光学系のサ
イズによって測定範囲が限定されるため、大型物品の測
定には不向きであり、非経済的である。

【０００９】モアレトポログラフィは、光源と直線格子
の配置で表面形状を測定する方法であり、インコヒーレ
ントな光源による測定が可能な点で簡便な方法であり、
大型物品や人体の表面形状の測定に適している。しかし
ながら、測定範囲や感度が直線格子の大きさにより制限
されるため、任意の感度で測定することは不可能であ
る。この感度や範囲は、投影光学系を利用することであ
る程度改善することが可能であるが、モアレトポログラ
フィ法で得られるモアレ縞は測定対象表面の高さを等間
隔に示すものではないため、その感度に限界がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
背景に基づいてなされたもので、すなわち、本発明は、
点測定法に属する非接触タイプの表面形状測定法であっ
て、立体成形品の表面形状を、この成形品に接触するこ
となく、しかも、その成形品の大小に係わらず任意の感
度で、簡単かつ短時間に測定することができる測定方法
及び測定システムを提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ところで、成形品等の物
体表面の正反射現象においては、入射光線の偏光面に応
じて反射率が異なることが知られている。すなわち、反
射率の最大値は入射光線が入射面（入射光線の進行方向
と物体表面の法線とが属する面）に直交する偏光面（す
なわち、ｓ偏光の場合）を有する場合であり、最小値は
入射光線が入射面内に偏光面を有する場合（すなわち、
ｐ偏光の場合）である。そして、この反射率の相違は、
そのまま、反射光の強度に反映される。

【００１２】このため、ランダム偏光（自然光や室内光
等、偏光面を持たない光線）を入射光として使用した場
合には、その正反射光中に含まれる直線偏光成分のう
ち、強度の最大値Ｉmax を示す直線偏光成分の偏光面又
は最小値Ｉmin を示す直線偏光成分の偏光面を検出する
ことにより、上記入射面を知ることができる。

【００１３】また、上記最大値Ｉmax と最小値Ｉmin と
の比は入射角に依存し、これらは次の関係にある。

【数３】（但し、式中、ｎは成形品の屈折率、ρは反射光の偏光
度を意味する。）

【００１４】このため、上記式を解くことにより、入射
角を算出することが可能である。そして、上記正反射現
象においては、入射角と反射角とが等しいことが知られ
ているから、入射面内において、反射光の進行方向と算
出された入射角をなす方向が、上記成形品表面の法線方
向、すなわち、成形品表面の勾配として算出できること
となる。

【００１５】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものである。すなわち、請求項１に係る発明は、既
知の屈折率ｎを有する成形品の表面を微小面積の測定部
位に分割し、この測定部位に入射光線を照射し、その測
定部位表面で正反射された反射光中の直線偏光成分の強
度を、全偏光面に渡って測定し、この全偏光面における
上記強度の最大値Ｉmax と最小値Ｉmin とを算出し、上
記最小値Ｉmin を有する直線偏光成分の偏光面を入射面
とし、次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、

【数４】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として測定することを
特徴とする成形品の表面形状測定方法を提供する。

【００１６】請求項１に係る発明の測定原理は、正反射
光中に含まれるｐ偏光とｓ偏光の含有率が入射角に依存
することにあるから、上記入射光線としてコヒーレント
な光線を適用する必要がない。例えば、自然光、白熱電
灯の光等で十分である。

【００１７】また、測定単位、すなわち、上記測定部位
の面積は任意であって、例えば、撮像管等の光強度測定
手段のそれぞれの画素で測定される面積によって限定さ
れる。このため、上記光強度測定手段の画素やこの光強
度測定手段に適用される拡大レンズの倍率等によって、
上記測定部位の面積を任意に制御することができる。

【００１８】そして、請求項１に係る発明においては、
測定感度は上記測定部位の面積に依存しているから、こ
の測定部位の面積を制御することにより測定感度を制御
することが可能である。すなわち、上記光強度測定手段
の画素や拡大レンズの倍率等の選択により、任意の感度
で測定することが可能である。

【００１９】また、上述のように入射光線として自然光
等の任意の光が適用でき、また、光強度測定手段として
撮像管等が使用できるから、成形品表面を走査する必要
もない。このため、大型物体から小型部品まで、任意の
大きさの成形品の表面形状を、必要な感度で測定するこ
とが可能となる。なお、測定時間は、直線偏光成分の強
度をその全偏光面に渡って測定するのに必要な時間であ
り、具体的には、偏光膜を一回転させるために要する時
間であって、成形品の大きさに依存しない。

【００２０】請求項１に係る立体成形品としては、例え
ば、プラスチック成形品、ガラス成形品、木材や金属の
成形品等、任意のものが適用できる。また、肉眼で観察
した場合にその表面形状が曲面を有するものであっても
よく、平坦に見えるものであってもよい。好ましくは、
十分な正反射光が含まれているものである。この場合、
高い精度で測定することが可能となるからである。

【００２１】このような理由から、請求項１に係る発明
は透明な成形品に適用することが望ましい。透明な成形
品の場合には、成形品内部の屈折率変化が小さく、成形
品内部の光散乱に基づく拡散反射光がほとんど発生しな
い。このため、成形品からの反射光中には十分な正反射
光が含まれ、他方、ノイズとなる拡散反射光はほとんど
含まれていないからである。透明な成形品は無色透明な
成形品であってもよく、着色透明な成形品であってもよ
い。

【００２２】請求項２に係る発明は、このような理由か
らなされたものである。すなわち、請求項２に係る発明
は請求項１に係る発明を前提とし、上記成形品が透明で
あることを特徴とするものである。

【００２３】このような成形品としては、染料や顔料等
の着色剤を含有しないプラスチック成形品またはガラス
成形品が例示できる。また、その透明性を損なわず、測
定精度を損なわない程度に着色剤を含有するプラスチッ
ク成形品やガラス成形品であってもよい。好ましい着色
剤は屈折率の均一性を損なうことのない染料である。

【００２４】また、請求項１〜２に係る発明において、
直線偏光成分の強度を測定するためには、上記反射光の
進行経路中に偏光膜と撮像管とを配置すればよい。そし
て、この偏光膜を上記反射光の進行方向を中心軸として
この中心軸の回りを自転させながら、この偏光膜を透過
して撮像管の画素のそれぞれに入射した光の強度を測定
することにより、上記反射光中の直線偏光成分の強度
を、その全偏光面に渡って測定することが可能である。

【００２５】また、請求項１〜２に係る発明において、
測定された強度からその最大値Ｉmax とＩmin とを算出
する工程、入射面を算出する工程、入射角を算出する工
程、測定部位の法線方向を算出する工程は、いずれも、
コンピュータにより行うことが簡便である。

【００２６】次に、請求項３に係る発明は、請求項１に
係る測定方法に適用する測定システムに係るものであ
る。

【００２７】すなわち、請求項３に係る発明は、既知の
屈折率ｎを有する成形品を載置する載置台と、この載置
台に載置された成形品の表面を微小面積の測定部位に分
割して得られるこの測定部位に入射光線を照射する光源
と、上記成形品の表面で正反射された反射光中の直線偏
光成分の強度を、全偏光面に渡って測定する光強度測定
手段と、この全偏光面における上記強度の最大値Ｉmax
と最小値Ｉmin とを算出し、上記最小値Ｉmin を有する
直線偏光成分の偏光面を入射面とし、次に、下記式に従
って入射角Ψを算出し、

【数５】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として算出する算出手
段とを備えることを特徴とするものである。

【００２８】請求項３に係る発明において、入射光線が
大略全空間角から成形品に向けて照射される場合には、
それぞれの測定部位の測定の度に反射光の進行経路内に
光強度測定手段を移動する必要がなく、位置固定したま
ま、成形品の任意の測定部位の上記強度を測定すること
が可能となる。成形品のどの部位においても、この部位
に向けて大略全空間角から照射された入射光線の中に
は、光強度測定装置に反射光を出射させる光線が確実に
存在するからである。また、このように、大略全空間角
から成形品に向けて入射光線を照射するためには、光拡
散材料により上記成形品を大略包囲すればよい。光拡散
材料の外側に設けられた光源からの光は、上記光拡散材
料によって拡散され、透過して、この拡散透過光が入射
光線として、大略全空間角から入射するからである。な
お、入射光線は、全空間角から成形品に照射されること
が望ましいが、光強度測定手段への反射光の進行経路、
載置台、あるいはその他の設備のため、これら設備を妨
害しない位置に設ければ十分である。

【００２９】請求項４及び５に係る発明は、以上のよう
な理由からなされたものである。すなわち、請求項４に
係る発明は、請求項３に係る発明を前提とし、上記入射
光線が、大略全空間角から成形品に向けて照射されるこ
とを特徴とするものであり、他方、請求項５に係る発明
は、請求項４に係る発明を前提とし、成形品の周囲を大
略包囲し、かつ、成形品と光源との間に設けられて、光
源からの光線を拡散し、こうして拡散された光線を上記
入射光線として成形品に照射する光拡散材料を備えるこ
とを特徴とするものである。

【００３０】このような光拡散材料としては、光散乱性
能を有する球面状の半透明物品が利用できる。例えば、
擦り硝子、高屈折率粉末を練り込んだ白色半透明のプラ
スチック成形品、高屈折率粉末を含む塗料又は印刷イン
キを塗布又は印刷した白色半透明のプラスチック成形品
もしくはガラス成形品等である。

【００３１】次に、請求項３〜５に係る発明において、
光強度測定手段として多数の画素を備える撮像管を利用
する場合、その画素の数に対応する数の測定部位を同時
に測定することが可能になる。特に、入射光線が大略全
空間角から成形品に入射する場合には、上記多数の測定
部位からの正反射光が、位置固定された光強度測定手段
のそれぞれの画素に達するから、上記多数の測定部位を
漏れなく、同時に測定することが可能である。

【００３２】請求項６に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項６に係
る発明は、請求項３〜５に係る発明を前提とし、上記光
強度測定手段が、撮像管と、この撮像管と成形品との間
に設けられた偏光膜であることを特徴とするものであ
る。

【００３３】なお、請求項６に係る発明は、入射光線が
大略全空間角から成形品に入射する場合に適用すること
が望ましい。

【００３４】また、請求項６に係る発明において、上記
偏光膜が、反射光の進行方向を中心軸として、この中心
軸の回りを自転可能に設けられている場合には、この回
転に同期して光強度を測定することにより、全偏光面に
渡ってその直線偏光の強度を効率的に測定することが可
能になる。

【００３５】請求項７に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項７に係
る発明は、請求項６に係る発明を前提とし、上記偏光膜
が、反射光の進行方向を中心軸として、この中心軸の回
りを自転可能に設けられていることを特徴とするもので
ある。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面の図１は、本発明の実施の形
態における測定システムの説明用斜視図である。

【００３７】この図１において、１は既知の屈折率ｎを
有し、表面光沢を有する無色透明な半球面状のプラスチ
ック成形品であり、その屈折率ｎは約１．５である。

【００３８】次に、図１において、プラスチック成形品
１は、載置台２の上に、プラスチック成形品１の高さや
角度を調整する治具２１を介して載置されており、その
大略全空間角を包囲して、かつ、光源としての３つの白
熱灯（２つの白熱灯４，４のみを図示する。３番目の白
熱灯は紙面手前側に設けられている）との間に、白色半
透明のプラスチック球３が設けられている。このプラス
チック球３は光拡散材料として適用されているもので、
白熱灯４，４からの光線を透過させることによって拡散
し、図１に矢印で示すように、プラスチック成形品１表
面の全ての部位に対してあらゆる方向（大略全空間角）
から光線を入射させる。

【００３９】なお、上記プラスチック球３には、その底
部と頂部とに孔が設けられているが、底部の孔（図示せ
ず）は載置台２を挿通させるものであり、頂部の孔３１
は正反射光を光強度測定手段に導くためのものである。

【００４０】次に、反射光測定手段は正反射光の進行経
路上に配置されており、図１では、孔３１の上方に設け
られている。この反射光測定手段は、多数の画素を有す
るＣＣＤカメラ６と、このＣＣＤカメラ６の下に設けら
れた偏光膜５とから構成されており、上記正反射光は偏
光膜５を通過してＣＣＤカメラ６に入射するように配置
されている。そして、偏光膜５にはこれを水平に保持す
る枠５１と、この偏光膜５をその中心軸の回りに自転さ
せるための把手５２とが設けられている。なお、この把
手５２は図示しない制御装置に接続されており、角度５
度ごとに間欠的に自転できるように保持されている。

【００４１】また、ＣＣＤカメラ６は、成形品１に対し
て進退自在に配置されており、この進退とレンズのズー
ムインまたはズームアウトによって、その拡大倍率を制
御できる。そして、このＣＣＤカメラ６は、これも図示
しないコンピータ装置に接続されており、このＣＣＤカ
メラ６のそれぞれの画素に入射した正反射光の強度を測
定すると共に、その測定された強度は直ちに記憶され
る。

【００４２】このコンピュータ装置は、次のような機能
を備えるものである。すなわち、まず、ＣＣＤカメラ６
のそれぞれの画素ごとに、直線偏光成分の強度の最大値
Ｉmax 、最小値Ｉmin 及びこの最小値Ｉmin を有する直
線偏光成分の偏光面とを測定する機能である。図２Ａか
ら分かるように、最小値Ｉmin 比較して最大値Ｉmaxが
大きく、精度良く測定できることから、この最大値Ｉma
x を有する直線偏光成分の偏光面を測定し、この偏光面
に直交する方向と正反射光の進行方向とを含む面を上記
最小値Ｉmin を有する直線偏光成分の偏光面として定め
るものであってもよい。次に、この最小値Ｉmin を有す
る直線偏光成分の偏光面を入射面とする機能である。

【００４３】また、コンピュータ装置は次の機能をも有
する。すなわち、下記式に従って、やはり画素ごとに、
入射角Ψを算出し、

【数６】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記画素に対応する成形品１表面の測定部位の
法線方向として算出する機能である。

【００４４】また、コンピュータ装置は次の機能をも有
する。すなわち、上述のように算出されたそれぞれの測
定部位の法線方向からその勾配を算出し、この勾配に基
づいてこれら測定部位の高さを算出し、成形品表面の凹
凸形状を算出する機能である。

【００４５】これらの機能は、いずれも、コンピータプ
ログラムにより実現させることができる。

【００４６】この実施形態において、成形品１の表面形
状の測定方法は以下の通りである。すなわち、まず、白
熱灯４，４を点灯させ、その光をプラスチック球３によ
り拡散させる。拡散された光は、成形品１表面の全部位
に対して、あらゆる方向（大略全空間角）から入射し、
それぞれの部位であらゆる方向（大略全空間角）に正反
射光と拡散反射光とを含む反射光を発生させる。この反
射光中の主要成分は正反射光であって、拡散反射光は無
視できるほどに小さい。

【００４７】そして、成形品１のそれぞれの部位から全
空間角に放射された正反射光のうち、ＣＣＤカメラ６の
方向に放射された正反射光のみが選択的に偏光膜５を介
してＣＣＤカメラ６に入射し、正反射光に含まれる直線
偏光の強度が測定される。

【００４８】このＣＣＤカメラ６に入射する反射光は、
上記成形品１表面の全部位からの反射光を網羅するもの
である。そして、ＣＣＤカメラ６のそれぞれの画素に入
射する反射光は、これらそれぞれの画素に対応して決定
される成形品１表面の微小面積の測定部位からの反射光
である。

【００４９】そして、偏光膜５を、上記反射光の進行方
向を中心軸として、この中心軸の回りを、５度自転さ
せ、再びＣＣＤカメラ６のそれぞれの画素に入射する正
反射光に含まれる直線偏光の強度を測定する。そして、
その回転角が全偏光角を網羅するまで、すなわち、１８
０度自転するまで繰り返し、全偏光角における強度を測
定する。こうして測定された強度の例を図２に示す。図
２に示すものは、上記ＣＣＤカメラ６の画素の一つで測
定された強度を図示したグラフ図で、横軸は偏光角、縦
軸は強度を示しており、小さい丸で示すものが測定され
た強度である。また、線は、これら測定データを余弦カ
ーブで近似したものである。

【００５０】この図２から、測定データは余弦カーブに
よって十分に近似でき、その測定精度が優れていること
が分かる。また、その測定データに最大値と最小値とが
存在することも分かる。

【００５１】次に、図示しないコンピータ装置により、
成形品１表面の凹凸形状を算出する。すなわち、ＣＣＤ
カメラ６のそれぞれの画素ごとに、直線偏光成分の最大
値Ｉmax の値、最小値Ｉmin の値及びその属する方向と
を測定し、次に、この最小値Ｉmin を有する直線偏光成
分の偏光面を入射面とする。

【００５２】そして、次に、下記式に従って、やはり画
素ごとに、入射角Ψを算出し、

【数７】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記画素に対応する成形品１表面の測定部位の
法線方向として算出する。

【００５３】そして、こうして測定されたそれぞれの測
定部位の法線方向からその勾配を算出し、この勾配に基
づいてこれら測定部位の高さを算出し、成形品表面の凹
凸を算出するのである。こうして算出された成形品表面
の凹凸形状をプリントアウトした結果を図３に示す。な
お、図３は、成形品表面に対しその上方から格子柄を投
影して、その成形品表面によって変形された格子柄によ
って成形品表面の凹凸形状を表現した状態を示す斜視図
である。

【００５４】

【発明の効果】請求項１、３に係る発明によれば、入射
光線として自然光等の任意の光が適用でき、また、光強
度測定手段として撮像管等が使用できるから、大型物体
から小型部品まで、任意の大きさの成形品の表面形状を
測定することができ、しかも、この際、任意の感度で測
定することが可能となるという効果を奏する。

【００５５】また、その測定時間は、直線偏光成分の強
度をその全偏光面に渡って測定するのに必要な時間であ
り、具体的には、偏光膜を一回転させるために要する時
間であって、成形品の大きさに依存しない。このため、
極めて短時間で大型物品の表面形状を測定することも可
能である。

【００５６】そして、このため、立体成形品の表面形状
を、この成形品に接触することなく、しかも、その成形
品の大小にかかわらず任意の感度で、経済的かつ能率的
に測定することができるという効果を奏する。

【００５７】また、請求項２に係る発明によれば、成形
品が透明であり、成形品からの反射光中には十分な正反
射光が含まれ、他方、ノイズとなる拡散反射光はほとん
ど含まれていないため、その測定精度を更に向上させる
ことができるという効果を奏する。

【００５８】また、請求項４，５に係る発明によれば、
入射光線が、大略全空間角から成形品に向けて照射され
るため、光強度測定手段を位置固定したまま、成形品の
任意の部位の上記強度を測定することが可能となるた
め、成形品の位置合わせが不要となり、その測定作業効
率を著しく向上させることができるという効果を奏す
る。

【００５９】また、請求項６に係る発明によれば、成形
品の多数の測定部位を漏れなく、同時に測定することが
でき、成形品の全表面を一工程で測定することが可能と
なるため、その作業効率を更に向上させることができる
という効果を奏する。

【００６０】また、請求項７に係る発明によれば、上記
成形品と撮像管との間に設けられた偏光膜が、反射光の
進行方向を中心軸として、この中心軸の回りを自転可能
に設けられているため、全偏光面に渡ってその直線偏光
の強度を効率的に測定することが可能になるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における測定システムの説
明用斜視図。

【図２】本発明の実施の形態における測定された強度の
例を示すグラフ図。

【図３】本発明の実施の形態における測定された成形品
表面の凹凸形状を示す斜視図

【符号の説明】

１─立体成形品２─載置台３─白色半透明のプラス
チック球４─白熱灯５─偏光膜６─ＣＣＤカメラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既知の屈折率ｎを有する成形品の表面を微
小面積の測定部位に分割し、この測定部位に入射光線を
照射し、その測定部位表面で正反射された反射光中の直
線偏光成分の強度を、全偏光面に渡って測定し、この全偏光面における上記強度の最大値Ｉmax と最小値
Ｉmin とを算出し、上記最小値Ｉmin を有する直線偏光成分の偏光面を入射
面とし、次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、【数１】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として測定することを
特徴とする成形品の表面形状測定方法。
【請求項２】上記成形品が透明であることを特徴とする
請求項１に記載の表面形状測定方法。
【請求項３】既知の屈折率ｎを有する成形品を載置する
載置台と、この載置台に載置された成形品の表面を微小
面積の測定部位に分割して得られるこの測定部位に入射
光線を照射する光源と、上記測定部位表面で正反射され
た反射光中の直線偏光成分の強度を、全偏光面に渡って
測定する光強度測定手段と、この全偏光面における上記強度の最大値Ｉmax と最小値
Ｉmin とを算出し、上記最小値Ｉmin を有する直線偏光成分の偏光面を入射
面とし、次に、下記式に従って入射角Ψを算出し、【数２】上記入射面内において、反射光の進行方向と角Ψをなす
方向を、上記測定部位の法線方向として算出する算出手
段とを備えることを特徴とする成形品の表面形状測定シ
ステム。
【請求項４】上記入射光線が、大略全空間角から成形品
に向けて照射されることを特徴とする請求項３に記載の
表面形状測定システム。
【請求項５】成形品の周囲を大略包囲し、かつ、成形品
と光源との間に設けられて、光源からの光線を拡散し、
こうして拡散された光線を上記入射光線として成形品に
照射する光拡散材料を備えることを特徴とする請求項４
に記載の表面形状測定システム。
【請求項６】上記光強度測定手段が、撮像管と、この撮
像管と成形品との間に設けられた偏光膜であることを特
徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の表面形状測定
システム。
【請求項７】上記偏光膜が、反射光の進行方向を中心軸
として、この中心軸の回りを自転可能に設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載の表面形状測定システ
ム。