液晶板によるアクティブな基準物体を用いた高精度非接触形状計測法の開発

开发使用液晶板的主动参考物的高精度非接触形状测量方法

• 批准号: 11750078
• 负责人: 藤垣 元治
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Wakayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750078/
• 关键词: 形状計測; 非接触; 高精度; レンズ収差; 基準物体; 液晶板

昨年度までの研究で,液晶パネルを基準板として用いることによって基準板の位相解析が全自動で従来より精度よく行えることを確認した.しかし,2枚の基準板の間に置かれた物体表面上の点の空間座標を求めると,レンズ収差によるゆがみの影響は現れないが,基準面の近傍と比較すると2枚の基準面間の中央付近では誤差が大きくなる.そこで本年度は,高精度化のための応用研究として,液晶板を連続的に移動させながらそれぞれの位置での位相値情報を記録し,ピントの影響を受けずに高精度に解析が行える方法を開発した.具体的には次の内容を行った.1.基礎実験として,基準面間では基準面からの距離が離れるにしたがって誤差が大きくなることを確認する実験を行った.2.複数の基準面を用いて空間座標を算出するアルゴリズムを開発した.3.基準板を多数の位置に移動させて位相分布を求めるための自動処理ソフトウェアを開発した.4.実際に実験を行い,誤差が低減することを確認した.以上のことを行った結果,11カ所の位置で平面を計測した結果の誤差の平均値を36μmから8μmに減少することができた.これにより,本研究で考案したアルゴリズムが有効であることが確認できた.さらに,試料物体を回転させて数回計測し,端部を精度よく接続する手法について検討した.まず回転軸を精度よく求める必要があるため,角度のついた平面板を基準物体として複数の回転角において計測を行い,得られた形状データから回転軸を求めるアルゴリズムを考案した.

Yesterday annual ま で で の study, liquid crystal パ ネ ル を datum plate と し て in い る こ と に よ っ て datum plate の phase analytical が automatic で 従 to よ り precision よ く line え る こ と を confirm し た. し か し, two の に place between base plate の か れ た の point on the surface の space coordinates を o め る と, レ ン ズ 収 poor に よ る ゆ が み の influence は now れ な い が, base の nearly alongside と must face compares す る と two の datum の between central pay nearly で は error が big き く な る. そ こ で は this year, high precision turn の た め の 応 with research と し て, liquid crystal panels を even 続 に mobile さ せ な が ら そ れ ぞ れ の position で の phase numerical intelligence を record し, ピ ン ト の を by け ず に high-precision に parsing line が え る method を open 発 し た . Specific に は time line の content を っ た. 1. The basic be 験 と し て, datum between で は datum か ら が の distance from れ る に し た が っ て error が big き く な る こ と を confirm す る be 験 を line っ た. 2. The complex number of the reference plane を uses the spatial coordinates of the を て to calculate the するア, ゴリズムを, and the development of the ゴリズムを and た respectively.3. The reference plate を most <s:1> positions に move させて phase distribution を find めるため <e:1> automatic processing ソフトウェアを development た.4. Be interstate に be 験 を い, low error が reduction す る こ と を confirm し た. Above の こ と を line っ た results, 11 カ で plane を の position by measuring し た の average numerical results の error を 36 mu m か ら 8 microns に reduce す る こ と が で き た. こ れ に よ り, this study で test case し た ア ル ゴ リ ズ ム が have sharper で あ る こ と が confirm で き た. さ ら に , sample objects を back planning さ せ て number back to measuring し, end を precision よ く meet 続 す る gimmick に つ い て beg し 検 た. ま ず back planning precision shaft を よ く o め る necessary が あ る た め, Angle の つ い た を datum plane plate object と し て plural の planning back Angle に お い い を て meter test line, have to ら れ た shape デ ー タ か ら planning axis を back o め る ア ル ゴ リ ズ ム を test case Youdaoplaceholder0 た.

项目成果

藤垣元治、森本吉春: "積分型位相シフト法による実時間形状計測"第4回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集,精密工学会. 102-106 (1999)

Motoharu Fujigaki、Yoshiharu Morimoto：“使用积分相移法进行实时形状测量”第四届智能机电一体化研讨会论文集，日本精密工程学会 102-106 (1999)。

藤垣元治,森本吉春: "基準面の複数枚化による形状計測の高精度化"日本機械学会2000年度年次大会講演論文集(III). 187-188 (2000)

Motoharu Fujigaki、Yoshiharu Morimoto：“通过使用多个参考表面提高形状测量的精度”日本机械工程师学会 2000 年年会记录 (III) 187-188 (2000)。

M.Fujigaki,Ymorimoto: "Accuracy of Real-time Shape Measurement Method by phase-shifting Grid Method Using Correlation"Proceedings of International Conference on ATEM'99,JSME. 589-592 (1999)

M.Fujigaki、Ymorimoto：“使用相关性的相移网格法实时形状测量方法的精度”ATEM99 国际会议论文集，JSME。

Y.Morimoto,M.Fujigaki,H.Toda: "Real-time shape Measurement by integrated Phase-Shifting Method"Proceedings of SPIE,Interferometry'99. Vol.3744. 118-125 (1999)

Y.Morimoto、M.Fujigaki、H.Toda：“通过集成相移方法进行实时形状测量”SPIE 会议录，Interferometry99。