JPH0489511A - キノフォームによる物体の変形測定方法 - Google Patents
キノフォームによる物体の変形測定方法Info
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- JPH0489511A JPH0489511A JP20472890A JP20472890A JPH0489511A JP H0489511 A JPH0489511 A JP H0489511A JP 20472890 A JP20472890 A JP 20472890A JP 20472890 A JP20472890 A JP 20472890A JP H0489511 A JPH0489511 A JP H0489511A
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- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 101100117236 Drosophila melanogaster speck gene Proteins 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、高精度の三次元形状物体の製作、測定等のた
めに、液晶パネルで実現したキノフォムにより物体の変
形を測定する方法に関するものである。
めに、液晶パネルで実現したキノフォムにより物体の変
形を測定する方法に関するものである。
［従来の技術］
従来から、写真乾板を用いたホログラフィ干渉計は、微
小変位の高精度な検出技術として種々利用されている。
小変位の高精度な検出技術として種々利用されている。
このホログラフィ干渉を利用する場合の最大の問題点は
、ホログラム記録のために写真乾板を必要とすることで
あり、さらに具体的には、写真乾板を用いて位相分布を
再現するために、露光、現像を行ってホログラムを作製
し、そのホログラムを光学システムにおける所要の位置
に再配置することである。
、ホログラム記録のために写真乾板を必要とすることで
あり、さらに具体的には、写真乾板を用いて位相分布を
再現するために、露光、現像を行ってホログラムを作製
し、そのホログラムを光学システムにおける所要の位置
に再配置することである。
このような作業は、非常に面倒であるばかりでなく、写
真乾板の現像、定着などに時間を要し、そのため−層簡
易で短時間に計測できるような手段が望まれていた。
真乾板の現像、定着などに時間を要し、そのため−層簡
易で短時間に計測できるような手段が望まれていた。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の技術的課題は、上述したホログラムを用いるこ
とな（、それに代えてキノフオームを用いることにより
、極めて簡易且つ短時間に任意の比較パターンを準備で
き、また比較測定も実時間で実行できるようにした物体
の変形測定方法を得ることにある。
とな（、それに代えてキノフオームを用いることにより
、極めて簡易且つ短時間に任意の比較パターンを準備で
き、また比較測定も実時間で実行できるようにした物体
の変形測定方法を得ることにある。
［課題を解決するための手段］
上記課題を解決するための本発明の測定方法は、計測対
象の三次元曲面にレーザ光を照射し、表面からの反射光
の位相分布を計測して、これと逆の位相分布を液晶パネ
ルにおいて再現することによりキノフオームを作製し、
このキノフオームに、変形が生じた上記三次元曲面ある
いは他の次元曲面からの反射光を入射し、両者の面形状
の差異を、発生する干渉縞パターンによって測定するこ
とを特徴とするものである。
象の三次元曲面にレーザ光を照射し、表面からの反射光
の位相分布を計測して、これと逆の位相分布を液晶パネ
ルにおいて再現することによりキノフオームを作製し、
このキノフオームに、変形が生じた上記三次元曲面ある
いは他の次元曲面からの反射光を入射し、両者の面形状
の差異を、発生する干渉縞パターンによって測定するこ
とを特徴とするものである。
［作 用コ
物体の変形測定に際し、計測対象物体の三次元曲面の表
面からの反射光の位相分布を計測して、位相変調装置と
して機能する液晶パネルにそれと逆の位相分布を設定し
て、変形が生じた上記三次元曲面あるいは他の三次元曲
面からの反射光をそれに入射させると、発生する干渉縞
パターンによって、両者の面形状の差異を測定すること
ができる。
面からの反射光の位相分布を計測して、位相変調装置と
して機能する液晶パネルにそれと逆の位相分布を設定し
て、変形が生じた上記三次元曲面あるいは他の三次元曲
面からの反射光をそれに入射させると、発生する干渉縞
パターンによって、両者の面形状の差異を測定すること
ができる。
［実施例］
以下に、図面を竪照して本発明の方法をさらに具体的に
説明する。
説明する。
従来から知られている通常の干渉計では、レーザ光をビ
ームスプリッタにおいて二分し、それぞれを鏡面で反射
させた後、再びそれらの波面を重ね合わせ、その際、一
方の波面にひずみを与えると、それが干渉縞となって現
われ、その干渉縞の形から上記ひずみを知ることができ
る。
ームスプリッタにおいて二分し、それぞれを鏡面で反射
させた後、再びそれらの波面を重ね合わせ、その際、一
方の波面にひずみを与えると、それが干渉縞となって現
われ、その干渉縞の形から上記ひずみを知ることができ
る。
一方、二分した光の一方を鏡面で、他方を２１］１１定
対象物体等の凹凸面で反射させると、その凹凸面では光
が複雑に散乱するので、両光の干渉の結果としではラン
ダムなスペック・パターンが生じることになる。しかし
、凹凸面での反射光の光路に何らかの手段を介在させて
、その反射光の波面を平面波面に戻すことができれば、
平面波面相互の干渉になり、上記凹凸面に若干の変形を
与えれば、両光の干渉の結果、干渉縞が生じることにな
り、その干渉縞の形から凹凸面の変形を知ることが可能
になる。
対象物体等の凹凸面で反射させると、その凹凸面では光
が複雑に散乱するので、両光の干渉の結果としではラン
ダムなスペック・パターンが生じることになる。しかし
、凹凸面での反射光の光路に何らかの手段を介在させて
、その反射光の波面を平面波面に戻すことができれば、
平面波面相互の干渉になり、上記凹凸面に若干の変形を
与えれば、両光の干渉の結果、干渉縞が生じることにな
り、その干渉縞の形から凹凸面の変形を知ることが可能
になる。
本発明は、上記凹凸面での反射光の波面を平面波面に戻
すための手段として、液晶パネルで実現したキノフオー
ム用いることを特徴とするものである。
すための手段として、液晶パネルで実現したキノフオー
ム用いることを特徴とするものである。
第１図は、本発明の実施に用いる装置の構成を示すもの
で、レーザ光ｌをビームスプリッタ２において二分して
、その一方の光ビームｌａを計測対象物体の三次元曲面
３に照射し、そ゛の表面からの反射光をレンズ系４，５
及びその焦光点の絞り６を通し、さらに、以下に詳述す
る液晶パネル７を通して、ビーム結合器８に投射し、一
方、前記ビームスプリッタ２において二分した他方の光
ビーム１ｂは、レンズ系９．ｌＯ及び平面１ｕｌｌを介
してビム結合器８に投射し、そこで再び前記光ビーム１
ａの波面と重ね合わせ、レンズ系１２．１３を経て、Ｃ
ＣＤカメラ１４に投射するようにしている。
で、レーザ光ｌをビームスプリッタ２において二分して
、その一方の光ビームｌａを計測対象物体の三次元曲面
３に照射し、そ゛の表面からの反射光をレンズ系４，５
及びその焦光点の絞り６を通し、さらに、以下に詳述す
る液晶パネル７を通して、ビーム結合器８に投射し、一
方、前記ビームスプリッタ２において二分した他方の光
ビーム１ｂは、レンズ系９．ｌＯ及び平面１ｕｌｌを介
してビム結合器８に投射し、そこで再び前記光ビーム１
ａの波面と重ね合わせ、レンズ系１２．１３を経て、Ｃ
ＣＤカメラ１４に投射するようにしている。
上記液晶パネル７は、通常の濃淡表示を行う液晶パネル
ではなく、位相変調装置として機能し、即ち、液晶分子
の状態による屈折率変化により光の位相が変調されるも
ので、一般にキノフオームと呼ばれるものである。
ではなく、位相変調装置として機能し、即ち、液晶分子
の状態による屈折率変化により光の位相が変調されるも
ので、一般にキノフオームと呼ばれるものである。
変形測定に際しては、先ず、計測対象の三次元曲面３に
光ビーム１ａを照射し、ＣＣＤカメラ１４において反射
光の位相分布を計測して、コンピュタの処理により、そ
れと逆の位相分布を液晶パネル７によって再現させ、キ
ノフオームを作製する。次いで、この液晶パネル７によ
って実現したキノフオームに、適宜の変形を生じさせた
上記＝次元曲面３、あるいは他の三次元曲面に対して同
様に光ビーム１ａを照射した場合の反射光を入射し、そ
れをビーム結合器８において光ビームｌｂの波面と重ね
合わせ、レンズ系１２．１３を経て、ＣＣＤカメラ１４
に投射させる。その結果、ＣＣＤカメラ１４においては
干渉縞パターンを計測することができ、その干渉縞の形
から３次元曲面３の変形を測定することができる。
光ビーム１ａを照射し、ＣＣＤカメラ１４において反射
光の位相分布を計測して、コンピュタの処理により、そ
れと逆の位相分布を液晶パネル７によって再現させ、キ
ノフオームを作製する。次いで、この液晶パネル７によ
って実現したキノフオームに、適宜の変形を生じさせた
上記＝次元曲面３、あるいは他の三次元曲面に対して同
様に光ビーム１ａを照射した場合の反射光を入射し、そ
れをビーム結合器８において光ビームｌｂの波面と重ね
合わせ、レンズ系１２．１３を経て、ＣＣＤカメラ１４
に投射させる。その結果、ＣＣＤカメラ１４においては
干渉縞パターンを計測することができ、その干渉縞の形
から３次元曲面３の変形を測定することができる。
このように、液晶パネル７で実現したキノフオームを用
いると、従来のホログラフィ干渉技術のように写真乾板
を用いる必要がなくなり、コンピュータ技術によってホ
ログラムに相当するものを容易に作製することが可能に
なる。即ち、コンピュータから液晶パネル７に任意の波
面を出力すると、それが液晶パネル７に位相パターンと
して設定され、コンピュータ制御で適当な波面を任意に
設定できるばかりでなく、他の波面との変換も極めて簡
単に、しかも短時間に行うことができる。
いると、従来のホログラフィ干渉技術のように写真乾板
を用いる必要がなくなり、コンピュータ技術によってホ
ログラムに相当するものを容易に作製することが可能に
なる。即ち、コンピュータから液晶パネル７に任意の波
面を出力すると、それが液晶パネル７に位相パターンと
して設定され、コンピュータ制御で適当な波面を任意に
設定できるばかりでなく、他の波面との変換も極めて簡
単に、しかも短時間に行うことができる。
また、ビームスプリッタ２において二分した光ビームの
一方を鏡面で、他方を測定対象物体等の凹凸面で反射さ
せると、両光の干渉の結果としてはランダムなスペック
・パターンが生じることは、さきに説明している。この
スペック・パターンにおけるスペック・サイズは、絞り
６によって過当に調整することができる。即ち、絞り６
を十分に絞るとスペック・サイズが大きくなるし、絞り
を大きく開くとスペック・サイズは小さくなる。
一方を鏡面で、他方を測定対象物体等の凹凸面で反射さ
せると、両光の干渉の結果としてはランダムなスペック
・パターンが生じることは、さきに説明している。この
スペック・パターンにおけるスペック・サイズは、絞り
６によって過当に調整することができる。即ち、絞り６
を十分に絞るとスペック・サイズが大きくなるし、絞り
を大きく開くとスペック・サイズは小さくなる。
一方、液晶パネル７上には多数のピクセルが配列してい
るが、このビクセルの一つよりも上記スペック・サイズ
を太き（する必要がある。即ち、一つのスペックの中に
も位相分布があるので、その位相分布にも対応するよう
な位相分布を液晶パネル上に再現するには、例えば、少
なくとも二つのピックセルを一つのスペックに入れるな
どの配慮が必要になる。上記絞り６は、このような観点
からスペック・サイズを調整するために用いられるもの
である。
るが、このビクセルの一つよりも上記スペック・サイズ
を太き（する必要がある。即ち、一つのスペックの中に
も位相分布があるので、その位相分布にも対応するよう
な位相分布を液晶パネル上に再現するには、例えば、少
なくとも二つのピックセルを一つのスペックに入れるな
どの配慮が必要になる。上記絞り６は、このような観点
からスペック・サイズを調整するために用いられるもの
である。
次に、フリンジスキャニング法を導入しコンピュータに
よる高精度位相測定を行なう方法について説明する。
よる高精度位相測定を行なう方法について説明する。
さきに説明した従来の干渉計のように、レーザ光をビー
ムスプリッタにおいて二分し、それぞれを鏡面で反射さ
せた後、再びそれらの波面を重ね合わせ、その際、例え
ば一方の鏡面を傾斜させると、平行な干渉縞を生じさせ
ることができる。この場合において、一方の光路に全面
の均一な位相変調を行う位相変調装置を配置し、位相変
調が全面的にＯの場合の干渉縞の特定位置の強度を工２
、位相変調装置によりえ／３の均一な位相変調を行うこ
とにより干渉縞が１／３ピツチだけシフトした場合の同
位置の強度を■２．２え／３の均一な位相変調により干
渉縞がさらに １／３ピツチだけシフトした場合の同位
置の強度を１３として、コンピュータに記憶させる。こ
のような強度１１〜■３の三つのデータをコンピュータ
に記憶させておくと、任意の干渉縞の空間的な位相をコ
ンピュータにおいて測定することが可能になり、それに
伴って、計測対象物体からの反射光の波面の位相分布を
測定することが可能になる。
ムスプリッタにおいて二分し、それぞれを鏡面で反射さ
せた後、再びそれらの波面を重ね合わせ、その際、例え
ば一方の鏡面を傾斜させると、平行な干渉縞を生じさせ
ることができる。この場合において、一方の光路に全面
の均一な位相変調を行う位相変調装置を配置し、位相変
調が全面的にＯの場合の干渉縞の特定位置の強度を工２
、位相変調装置によりえ／３の均一な位相変調を行うこ
とにより干渉縞が１／３ピツチだけシフトした場合の同
位置の強度を■２．２え／３の均一な位相変調により干
渉縞がさらに １／３ピツチだけシフトした場合の同位
置の強度を１３として、コンピュータに記憶させる。こ
のような強度１１〜■３の三つのデータをコンピュータ
に記憶させておくと、任意の干渉縞の空間的な位相をコ
ンピュータにおいて測定することが可能になり、それに
伴って、計測対象物体からの反射光の波面の位相分布を
測定することが可能になる。
従って、計測対象の三次元曲面からの反射光とは逆の位
相分布を液晶パネルに再現してキノフオームを作製する
場合には、上記コンピュータにおける測定結果に基づい
て液晶パネル７に所要の位相分布を与えればよい。
相分布を液晶パネルに再現してキノフオームを作製する
場合には、上記コンピュータにおける測定結果に基づい
て液晶パネル７に所要の位相分布を与えればよい。
また、ビームスプリッタ２において二分した光ビームの
一方を平面鏡１１で、他方を測定対象物体等の三次元曲
面３で反射させたうえで干渉させると、ランダムなスペ
ック・パターンが生じ、前述したように、その反射光に
対応する位相分布を液晶パネル７において再現するが、
その場合に、液晶パネル７において、上記スペック・パ
ターンに対応する位相分布と全面的なＯ位相の変調とを
加えたもの、同じく全面的にえ／３だけ位相の変調を加
えたもの、さらに全面的に２ Ｌ／３だけ位相の変調を
加えたものを再現し、それらによって対象物体の変形時
に生じる変形干渉縞を計測して、コンピュータにおいて
必要な計算を行うことにより、非常に高精度の測定を行
うことが可能になる。
一方を平面鏡１１で、他方を測定対象物体等の三次元曲
面３で反射させたうえで干渉させると、ランダムなスペ
ック・パターンが生じ、前述したように、その反射光に
対応する位相分布を液晶パネル７において再現するが、
その場合に、液晶パネル７において、上記スペック・パ
ターンに対応する位相分布と全面的なＯ位相の変調とを
加えたもの、同じく全面的にえ／３だけ位相の変調を加
えたもの、さらに全面的に２ Ｌ／３だけ位相の変調を
加えたものを再現し、それらによって対象物体の変形時
に生じる変形干渉縞を計測して、コンピュータにおいて
必要な計算を行うことにより、非常に高精度の測定を行
うことが可能になる。
［発明の効果］
以上に詳述したように、従来のホログラフィ干渉による
方法では、写真乾板を用いて位相分布を再現していたた
め、現像・定着などに多くの時間を要していたが、本発
明の方法によれば、上記写真乾板に代えて液晶パネルに
より実現したキノフオームを用いているため、次のよう
な効果を期待することができる。
方法では、写真乾板を用いて位相分布を再現していたた
め、現像・定着などに多くの時間を要していたが、本発
明の方法によれば、上記写真乾板に代えて液晶パネルに
より実現したキノフオームを用いているため、次のよう
な効果を期待することができる。
■ 設定の高速化：電気信号によってすべての設定が実
現できるため、従来例に比して設定が著しく高速化され
る。
現できるため、従来例に比して設定が著しく高速化され
る。
■ 測定の高速化：光学的方法ですべての処理ができる
ため、計算機処理などが不要になり、測定の高速化を実
現できる。
ため、計算機処理などが不要になり、測定の高速化を実
現できる。
■ 高精度化：光波長の１／３ｏの精度が実現できる。
第１図は本発明の変形測定方法を実施する装置の構成図
である。 １ ・・レーザ光、 ３・・三次元曲面、７・・液晶
パネル。
である。 １ ・・レーザ光、 ３・・三次元曲面、７・・液晶
パネル。
Claims (1)
- １、計測対象の三次元曲面にレーザ光を照射し、表面か
らの反射光の位相分布を計測して、これと逆の位相分布
を液晶パネルにおいて再現することによりキノフォーム
を作製し、このキノフォームに、変形が生じた上記三次
元曲面あるいは他の三次元曲面からの反射光を入射し、
両者の面形状の差異を、発生する干渉縞パターンによっ
て測定することを特徴とするキノフォームによる物体の
変形測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204728A JPH0635929B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | キノフォームによる物体の変形測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2204728A JPH0635929B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | キノフォームによる物体の変形測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0489511A true JPH0489511A (ja) | 1992-03-23 |
| JPH0635929B2 JPH0635929B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=16495332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204728A Expired - Lifetime JPH0635929B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | キノフォームによる物体の変形測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635929B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113465545A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 北京航空航天大学 | 一种基于高速led阵列的三维测量系统及其测量方法 |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP2204728A patent/JPH0635929B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113465545A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 北京航空航天大学 | 一种基于高速led阵列的三维测量系统及其测量方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635929B2 (ja) | 1994-05-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |