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形状測定方法及び形状測定装置 新技術説明会

国内特許コード P190015848
整理番号 (S2016-0476-N0)
掲載日 2019年2月22日
出願番号 特願2018-502540
登録番号 特許第6820020号
出願日 平成28年12月21日(2016.12.21)
登録日 令和3年1月6日(2021.1.6)
国際出願番号 JP2016088196
国際公開番号 WO2017149912
国際出願日 平成28年12月21日(2016.12.21)
国際公開日 平成29年9月8日(2017.9.8)
優先権データ
  • 特願2016-040061 (2016.3.2) JP
発明者
  • 美濃島 薫
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 形状測定方法及び形状測定装置 新技術説明会
発明の概要 本発明を適用した形状測定方法は、時間軸に対する所定の周波数分布を有する光パルスが時系列に番号順に複数配された光パルス列を被測定物体に照射する工程と、出射された前記光パルスが前記被測定物体に作用した後の複数の受光対象光パルス列同士の前記光パルスの前記番号の対応関係と、前記光パルス内の前記周波数分布の対応関係とによって前記被測定物体の光学的形状を測定する工程と、を備えている。
従来技術、競合技術の概要

光を用いて測定対象(被測定物体)の形状等を測定する方法は、非接触・非破壊であるという優れた特徴を持っており、工業、医療をはじめとして基礎科学の分野への応用が期待されている。光を用いた形状測定装置としては、例えば所謂モアレ法と呼ばれ、コード化された光のパターンを用いた方法、測距法に基づいた方法等の種々の方法が提案されている。

例えば、特許文献1には、色が規則的に経時変化するチャープ光パルスを生成するチャープ光パルス生成手段と、被測定物(被測定物体)を介して該チャープ光生成手段からのチャープ光を取得し、取得した測定基準時における反射光の二次元情報を光色に基づいて三次元化する三次元情報取得手段と、を備えた三次元計測装置が開示されている。この三次元計測装置では、チャープ光生成手段によって生成したチャープ光パルスを被測定物に照射すると、被測定物を介して取得光が得られる。測定基準時に三次元情報取得手段によって取得された取得光の色情報は、被測定物の三次元形状と関係づけられる。

別の形状測定技術として、例えば、特許文献2には、測定対象に光が射出されてから反射像が取り込まれるまでの時間を用いて測定対象までの距離を計測する三次元形状計測法(形状測定方法)であって、射出される光の順番をコード化し、前記コード化された光の反射像をデコードすることにより距離計測を行う三次元形状計測法が開示されている。この三次元形状計測法において、測定対象に向けて射出される光には、平面光あるいは略平面光が用いられる。また、光の順番のコード化は、射出される光の波長あるいは光の射出のタイミングを変えることにより行われる。

産業上の利用分野

本発明は、形状測定方法及び形状測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
時間軸に対する所定の周波数分布を有する光パルスが時系列に番号順に複数配された光パルス列を被測定物体に照射する工程と、
出射された前記光パルス列が前記被測定物体の互いに異なる位置に作用した後の複数の受光対象光パルス列同士の前記光パルスの前記番号のと、前記光パルス内の前記周波数の差とによって前記被測定物体の光学的形状を測定する工程と、
を備え、
前記光パルス列を前記被測定物体に照射する工程において、
光パルスは時系列に時間間隔を空けて番号順に複数配され、互いにコヒーレントであり、前記時系列で隣り合う前記光パルス同士の位相がずれており、
前記被測定物体の光学的形状を測定する工程において、
前記受光対象光パルス列の光パルスの時系列における番号順の配置は出射直後の前記光パルスの時系列における番号順の配置と同じである、
形状測定方法。

【請求項2】
前記光パルスの周波数分布は時間軸に対して非線形又は不連続であり、且つ前記光パルスは分布内の周波数に対応する時間を一意に算出可能な周波数分布を有する、
請求項1に記載の形状測定方法。

【請求項3】
前記光パルス列は光コムの離散的モード周波数の位相を制御することによって得られる
請求項1又は請求項2に記載の形状測定方法。

【請求項4】
前記複数の受光対象光パルス列同士の前記光パルスの前記番号のは、前記受光対象光パルス列と所定の光路長を有する伝搬空間内を伝搬した参照光パルス列とが干渉することにより発生する干渉信号を用いて得られる、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の形状測定方法。

【請求項5】
時間軸に対する所定の周波数分布を有する光パルスが時系列に番号順に複数配された光パルス列を被測定物体に照射する光源と、
前記光源から出射された前記光パルス列が前記被測定物体の互いに異なる位置に作用した後の複数の受光対象光パルス列同士の前記光パルスの前記番号のと、前記光パルス内の前記周波数の差とによって前記被測定物体の光学的形状を測定する光学的形状測定部と、
を備え、
前記被測定物体に照射される前記光パルスは時系列に時間間隔を空けて番号順に複数配され、互いにコヒーレントであり、前記時系列で隣り合う前記光パルス同士の位相がずれており、
前記受光対象光パルス列の光パルスの時系列における番号順の配置は前記光源から出射直後の前記光パルスの時系列における番号順の配置と同じである、
形状測定装置。

【請求項6】
前記光パルスの周波数分布は時間軸に対して非線形又は不連続であり、且つ前記光パルスは分布内の周波数に対応する時間を一意に算出可能な周波数分布を有する、
請求項5に記載の形状測定装置。

【請求項7】
前記光源は、離散的モード周波数の位相が制御されることによって前記光パルス列を出射可能な光コムを備える、
請求項5又は請求項6に記載の形状測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018502540thum.jpg
出願権利状態 登録


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