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単色矩形波格子を用いる形状計測方法及び形状計測装置

国内特許コード P03A000506
整理番号 U2001P047
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願2001-315178
公開番号 特開2003-121124
登録番号 特許第3500430号
出願日 平成13年10月12日(2001.10.12)
公開日 平成15年4月23日(2003.4.23)
登録日 平成15年12月12日(2003.12.12)
発明者
  • 森本 吉春
  • 藤垣 元治
  • 米山 聡
  • 岩井 一能
出願人
  • 国立大学法人和歌山大学
発明の名称 単色矩形波格子を用いる形状計測方法及び形状計測装置
発明の概要 【課題】 従来の方法の欠点を解消した非接触で物体の高さ分布を得る形状計測方法を提供する。
【解決手段】 各々の白黒比が異なり、互いのピッチ比が、mとnを3以上の互いに素である整数として、m:nである2つの異なる矩形波成分を合成した単色矩形波格子を物体に投影するステップと、この単色矩形波格子全体の周期の1/(m×n)ずつずらしてm×n枚の画像を撮影するステップと、前記m×n枚の画像のうちm枚おきに抜き出したn枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求め、n枚おきに抜き出したm枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求めるステップと、前記双方の矩形波成分に関する位相分布から前記物体の高さ分布に対応する連続化された位相分布を得るステップとを含む。
従来技術、競合技術の概要


物体の形状を非接触で計測する方法としては、物体に投影された格子のゆがみを解析する方法がよく用いられている。物体に等ピッチの格子を投影し、投影方向とは異なった方向から撮影すると、前記物体の形状に応じてゆがんだ格子画像が得られる。既知であるモアレトポグラフィの手法を用いれば、このゆがんだ格子画像から簡単な画像処理によって前記物体の等高線画像を得ることができる。この等高線の位相値は前記物体の高さを表す値であるため、等高線の位相分布をリアルタイムで求めることにより、リアルタイム形状計測を実現することができる。

産業上の利用分野


本発明は、計測装置、形状計測、監視装置の分野に関係し、特に、非接触で物体の等高線の位相分布を得る形状計測方法に関する。本発明はさらにこのような方法を行う形状計測装置にも関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
物体の高さ分布を得る形状測定方法において、
各々の白黒比が異なり、互いのピッチ比が、mとnを3以上の互いに素である整数として、m:nである2つの異なる矩形波成分を合成した単色矩形波格子を物体に投影するステップと、
この単色矩形波格子全体の周期の1/(m×n)ずつずらしてm×n枚の画像を撮影するステップと、
前記m×n枚の画像のうちm枚おきに抜き出したn枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求め、n枚おきに抜き出したm枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求めるステップと、
前記双方の矩形波成分に関する位相分布から前記物体の高さ分布に対応する連続化された位相分布を得るステップとを含むことを特徴とする形状測定方法。

【請求項2】
請求項1に記載の形状測定方法において、前記画像を、撮影時間中の光の強度の積分値を輝度として撮影した画像とし、各々の矩形波成分に関する位相分布を得るステップにおいて、積分型位相シフト法を用いることを特徴とする形状測定方法。

【請求項3】
物体の高さ分布を得る形状測定装置において、
各々の白黒比が異なり、互いのピッチ比が、mとnを3以上の互いに素である整数として、m:nである2つの異なる矩形波成分を合成した単色矩形波格子と、前記単色矩形波格子を物体に投影する投影手段と、
前記単色矩形波格子を移動する格子移動手段と、
前記物体を撮影する撮影手段とを具え、
前記格子移動手段を、前記撮影手段の撮影周期において、前記単色矩形波格子をこの単色矩形波格子全体の周期の1/(m×n)だけ移動するように構成し、
前記撮影手段が前記格子移動手段によって前記単色矩形波格子を移動しながら前記撮影手段によって連続してm×n枚の画像を撮影し、該装置が、
前記m×n枚の画像のうちm枚おきに抜き出したn枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求め、n枚おきに抜き出したm枚の画像から周期がm/(m×n)の矩形波成分に関する位相分布を求める手段と、
前記双方の矩形波成分に関する位相分布から前記物体の高さ分布に対応する連続化された位相分布を得る手段とをさらに具えることを特徴とする形状測定装置。

【請求項4】
請求項3に記載の形状測定装置において、前記撮影手段が、撮影時間中の光の強度の積分値を輝度として撮影し、前記矩形波成分の位相分布を求める手段が、積分型位相シフト法を用いて位相分布を求めることを特徴とする形状測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001315178thum.jpg
出願権利状態 登録
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