JP2002525560A - 可動表面の縞画像を撮影及び評価するための測定方法 - Google Patents
可動表面の縞画像を撮影及び評価するための測定方法Info
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- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/165—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by means of a grating deformed by the object
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、干渉法又は縞投影の方法によって得られるような可動表面の縞画像を撮影及び評価するための測定方法に関する。ポイント毎の振幅決定による時間的に変化する縞画像の評価は、次のことによって行われる。すなわち、画像系列を作成するための個別撮影は表面運動と同期して行われ及び/又は表面運動の時間的に平均化された撮影が異なる励振パラメータに対して行われ、画像系列における縞の位置から表面の変形が又は変形の時間的な変化が推定される。
Description
【０００１】 本発明は、干渉法又は縞投影の方法によって得られるような可動表面の縞画像
を撮影及び評価するための測定方法であって、運動が並進的な及び/又は回転的
なシフト成分及び/又は変形成分を有する、可動表面の縞画像を撮影及び評価す
るための測定方法に関する。
を撮影及び評価するための測定方法であって、運動が並進的な及び/又は回転的
なシフト成分及び/又は変形成分を有する、可動表面の縞画像を撮影及び評価す
るための測定方法に関する。
【０００２】 「ホログラフィー干渉法」、「電子スペックルパターン干渉法（ＥＳＰＩ）」
及び「縞投影」の測定方法は、表面の変形を検出するためにしばしば使用される
。変形はこの場合通常は画像における（干渉）縞の個数及び形から識別可能であ
る。これらの縞の位置は変形の変化によってシフトする。時間的に変化する表面
形態の場合には、これらの縞は相応の速度で変位する。これらの前提の下にカメ
ラで撮影を行えば、画像が得られる。この画像は露光時間に亘って積分され、こ
の場合平均化される。
及び「縞投影」の測定方法は、表面の変形を検出するためにしばしば使用される
。変形はこの場合通常は画像における（干渉）縞の個数及び形から識別可能であ
る。これらの縞の位置は変形の変化によってシフトする。時間的に変化する表面
形態の場合には、これらの縞は相応の速度で変位する。これらの前提の下にカメ
ラで撮影を行えば、画像が得られる。この画像は露光時間に亘って積分され、こ
の場合平均化される。
【０００３】 高調波振動の場合、フルの振動周期の積分時間における又はこのフルの振動周
期の倍数の積分時間におけるこの平均化は、０次のベッセル関数に相応して縞コ
ントラスト乃至は干渉コントラストの振幅に依存する低減に導く。この振幅に依
存して振動するコントラスト低減を測定し、さらに画像表示するために様々な方
法が周知である。これによって、なるほど少なくとも単純なモードにおいて表面
の振動形式の目に見える印象を得ることができ、とりわけノードライン（Knoten
linie）の位置を識別することができるが、振動振幅のポイント毎の正確な測定
はベッセル関数の振動特性（oszillierende Character）のために不可能である
。
期の倍数の積分時間におけるこの平均化は、０次のベッセル関数に相応して縞コ
ントラスト乃至は干渉コントラストの振幅に依存する低減に導く。この振幅に依
存して振動するコントラスト低減を測定し、さらに画像表示するために様々な方
法が周知である。これによって、なるほど少なくとも単純なモードにおいて表面
の振動形式の目に見える印象を得ることができ、とりわけノードライン（Knoten
linie）の位置を識別することができるが、振動振幅のポイント毎の正確な測定
はベッセル関数の振動特性（oszillierende Character）のために不可能である
。
【０００４】 本発明の課題は、ポイント毎の振幅決定の目的を有する時間的に変化する縞画
像の定量的な評価を可能にする測定方法を開発することである。このために請求
項１に記載された２つの変形実施形態が開発された。
像の定量的な評価を可能にする測定方法を開発することである。このために請求
項１に記載された２つの変形実施形態が開発された。
【０００５】 第１の方法では、とりわけ振動するオブジェクトに適した特別なストロボスコ
ープ撮影技術が使用される。振動の間に、露光時間は、この期間において縞画像
の大きな変位を阻止するために、十分に短く保持されなければならない。照明の
同期に基づくストロボスコープ法は、それ自体昔から周知である。このために、
例えばパルス光源又は透過率が時間的に変化する前置接続された光学コンポーネ
ントを有する光源が使用される。しかし、これらの方法の多くは価格の点で及び
/又は技術の点で欠点を有する。例えばパルスレーザを使用する場合、十分な露
光を保証するために、放射出力が十分に高くなければならない。これらのシステ
ムは大抵の場合高価で、レーザ保護規定のために条件つきでのみ使用できる。回
転チョッパホイール（Chopperraeder）の通常の使用は複数の欠点を有する。こ
れらの欠点のうち、オブジェクト振動からのこのチョッパ運動の機械的な減結合
の必要性及び占有面積だけをここで挙げておく。
ープ撮影技術が使用される。振動の間に、露光時間は、この期間において縞画像
の大きな変位を阻止するために、十分に短く保持されなければならない。照明の
同期に基づくストロボスコープ法は、それ自体昔から周知である。このために、
例えばパルス光源又は透過率が時間的に変化する前置接続された光学コンポーネ
ントを有する光源が使用される。しかし、これらの方法の多くは価格の点で及び
/又は技術の点で欠点を有する。例えばパルスレーザを使用する場合、十分な露
光を保証するために、放射出力が十分に高くなければならない。これらのシステ
ムは大抵の場合高価で、レーザ保護規定のために条件つきでのみ使用できる。回
転チョッパホイール（Chopperraeder）の通常の使用は複数の欠点を有する。こ
れらの欠点のうち、オブジェクト振動からのこのチョッパ運動の機械的な減結合
の必要性及び占有面積だけをここで挙げておく。
【０００６】 市場では、表面運動が露出時間の間に無視できるほどの非常に短い露出時間を
可能にするいくつかのカメラが購入できる。しかし、非常に大きい放射出力を使
用できない場合には、これらの露出時間は高いコントラストの画像を得るために
は不十分である。それゆえ、露出の後で画像を画像メモリに読み出し、次いで後
続の撮影をそれぞれ同一の振動状態で撮影し、十分なコントラストが得られるま
でこれら多数の画像をこのメモリにおいて合計しなければならない。しかし、画
像の読み出しが許容できないほど長くかかるので、この方法は実際には実施でき
ない。
可能にするいくつかのカメラが購入できる。しかし、非常に大きい放射出力を使
用できない場合には、これらの露出時間は高いコントラストの画像を得るために
は不十分である。それゆえ、露出の後で画像を画像メモリに読み出し、次いで後
続の撮影をそれぞれ同一の振動状態で撮影し、十分なコントラストが得られるま
でこれら多数の画像をこのメモリにおいて合計しなければならない。しかし、画
像の読み出しが許容できないほど長くかかるので、この方法は実際には実施でき
ない。
【０００７】 部分画像の読み出しを回避するために、本発明の方法では請求項４によって特
別の撮影チップを有するカメラが使用される。このモジュールによって、画像情
報の読み出しのために考えられた撮影センサのシフトレジスタが画像情報の中間
メモリとして使用される。重要ではない期間において受信された画像情報は相応
の電子回路によってこのモジュールにおいて考慮されないままにされる。次の重
要な期間において再び短時間撮影が行われ、次いで先行する撮影がシフトレジス
タにおいて重畳される。十分に多くの短時間撮影が重畳されると、ただ１度の読
み出しサイクルで高いコントラストの画像が読み出される。これによって、別個
のメモリにおける個別画像の時間のかかる読み出し及び合計を省くことができる
。
別の撮影チップを有するカメラが使用される。このモジュールによって、画像情
報の読み出しのために考えられた撮影センサのシフトレジスタが画像情報の中間
メモリとして使用される。重要ではない期間において受信された画像情報は相応
の電子回路によってこのモジュールにおいて考慮されないままにされる。次の重
要な期間において再び短時間撮影が行われ、次いで先行する撮影がシフトレジス
タにおいて重畳される。十分に多くの短時間撮影が重畳されると、ただ１度の読
み出しサイクルで高いコントラストの画像が読み出される。これによって、別個
のメモリにおける個別画像の時間のかかる読み出し及び合計を省くことができる
。
【０００８】 第２の測定方法では画像撮影はカメラの電子シャッタによって１つ又は複数の
フルの振動周期に亘って行われる。周知の位相シフト方法によってこの場合各画
素に対して（請求項２に記載された干渉法において）干渉振幅及び干渉位相乃至
は（請求項２に記載された他の方法において）縞振幅及び縞位相を静止において
もフルの振動に亘る平均においても決定することが可能である。高調波振動の場
合には、大きくなる振動振幅を有する平均化は、干渉振幅の減少を、０次のベッ
セル関数に従って、変化しない干渉位相の場合にはベッセル関数の正の値域にお
いて及び位相反転の場合にはベッセル関数の負の値域において生じる。励振の振
幅が既知のステップで変化する場合には、線形応答特性の正当化された仮定の下
に、各画素において局所的な振動振幅の相応のステップ毎の変化が生じ、これに
よって、測定された時間平均された干渉振幅及び干渉位相の変化が上記のベッセ
ル関数に従って生じる。ベッセル関数のパラメータを測定された振幅値及び位相
値に適合することによって、測定ポイントのシーケンスを最も良く記述する関数
が決定される。こうして決定されたパラメータはこの個所における表面の相対的
な励振に対する尺度である。
フルの振動周期に亘って行われる。周知の位相シフト方法によってこの場合各画
素に対して（請求項２に記載された干渉法において）干渉振幅及び干渉位相乃至
は（請求項２に記載された他の方法において）縞振幅及び縞位相を静止において
もフルの振動に亘る平均においても決定することが可能である。高調波振動の場
合には、大きくなる振動振幅を有する平均化は、干渉振幅の減少を、０次のベッ
セル関数に従って、変化しない干渉位相の場合にはベッセル関数の正の値域にお
いて及び位相反転の場合にはベッセル関数の負の値域において生じる。励振の振
幅が既知のステップで変化する場合には、線形応答特性の正当化された仮定の下
に、各画素において局所的な振動振幅の相応のステップ毎の変化が生じ、これに
よって、測定された時間平均された干渉振幅及び干渉位相の変化が上記のベッセ
ル関数に従って生じる。ベッセル関数のパラメータを測定された振幅値及び位相
値に適合することによって、測定ポイントのシーケンスを最も良く記述する関数
が決定される。こうして決定されたパラメータはこの個所における表面の相対的
な励振に対する尺度である。
【０００９】 表面運動が変形成分及び重畳された並進シフト成分及び/又は回転シフト成分
から合成される場合、この変形成分は、例えば同時的な又は連続する比較測定に
よって又は異なる励振パターンにおける特性に基づいてもとめられる。
から合成される場合、この変形成分は、例えば同時的な又は連続する比較測定に
よって又は異なる励振パターンにおける特性に基づいてもとめられる。
【００１０】 本発明を次に図面に図示された実施例に基づいて詳しく説明する。
【００１１】 図１は第１の測定装置の概略図であり、 図２ａ、２ｂ１〜２ｂ３は画像撮影センサ及びこの画像撮影センサの作動方法
に対する異なる概略図であり、 図３は別の測定装置の概略図であり、 図４ａ、４ｂは、表面の励振及び合計画像の発生のための時間的な経過を示し
、 図５は励振周波数に依存する測定された位相シフトを示す。
に対する異なる概略図であり、 図３は別の測定装置の概略図であり、 図４ａ、４ｂは、表面の励振及び合計画像の発生のための時間的な経過を示し
、 図５は励振周波数に依存する測定された位相シフトを示す。
【００１２】 図１は本発明の請求項による縞投影方法のための典型的な構造を示す。光源１
は格子２を照明し、この格子２は結像素子３を介してオブジェクト表面５に結像
される。この表面５における縞画像は結像系８によってカメラチップの形式の撮
影センサ９に結像される。照明装置の光学軸６は撮影グループの光学軸７に対し
て角度４だけ傾斜している。中央制御ユニット１０によって周波数発生器１１が
調整される。
は格子２を照明し、この格子２は結像素子３を介してオブジェクト表面５に結像
される。この表面５における縞画像は結像系８によってカメラチップの形式の撮
影センサ９に結像される。照明装置の光学軸６は撮影グループの光学軸７に対し
て角度４だけ傾斜している。中央制御ユニット１０によって周波数発生器１１が
調整される。
【００１３】 請求項３〜７による個別画像からの平均化された撮影の開始時点において、中
央制御ユニット１０は制御電子装置１２を初期化し、この制御電子装置１２は必
要とされるクロック信号及び制御信号を撮影センサ９に供給する。次いで、周波
数発生器１１がスタートされる。周波数発生器１１の出力信号を介してアクチュ
エータ１３が動作され、このアクチュエータ１３が表面５をこの調整された周波
数によって励振する。この励振に同期して制御電子装置１２を介して画像撮影が
制御され、実際の画像情報がそれぞれ非常に小さい時間窓においてのみ収集され
る。オブジェクト励振と画像撮影との間で様々な位相状態における振動を保持で
きるように、付加的な位相調整器１４が設けられる。撮影センサ９において合計
される画像は次いで外部画像メモリ１５に読み出され、評価される。
央制御ユニット１０は制御電子装置１２を初期化し、この制御電子装置１２は必
要とされるクロック信号及び制御信号を撮影センサ９に供給する。次いで、周波
数発生器１１がスタートされる。周波数発生器１１の出力信号を介してアクチュ
エータ１３が動作され、このアクチュエータ１３が表面５をこの調整された周波
数によって励振する。この励振に同期して制御電子装置１２を介して画像撮影が
制御され、実際の画像情報がそれぞれ非常に小さい時間窓においてのみ収集され
る。オブジェクト励振と画像撮影との間で様々な位相状態における振動を保持で
きるように、付加的な位相調整器１４が設けられる。撮影センサ９において合計
される画像は次いで外部画像メモリ１５に読み出され、評価される。
【００１４】 画像における縞の位置及びシフトを比較的簡単にかつ確実に決定するために、
同一の変形状態の複数の撮影が多数回行われ、これらの撮影の間に格子２の位置
が格子定数の一定の端数だけシフトされる（請求項４記載の位相シフト方法）。
このために付加的な調整ユニット２２が使用され、この付加的な調整ユニット２
２は同様に制御電子装置１２を介して制御される。
同一の変形状態の複数の撮影が多数回行われ、これらの撮影の間に格子２の位置
が格子定数の一定の端数だけシフトされる（請求項４記載の位相シフト方法）。
このために付加的な調整ユニット２２が使用され、この付加的な調整ユニット２
２は同様に制御電子装置１２を介して制御される。
【００１５】 格子２によって投影された縞が直接的にではなく、さらに別の類似の格子の縞
との重畳によって撮影される場合には、例えば請求項２に記載されたモアレ縞投
影方法が行われる。
との重畳によって撮影される場合には、例えば請求項２に記載されたモアレ縞投
影方法が行われる。
【００１６】 図２は請求項４による撮影センサ９のための構成を示す。電荷担体１７が蓄積
されることによって、画像撮影のためのセンサ素子１６、いわゆるピクセルにお
いて、短時間の期間に亘って画像撮影が実施される（図２ｂ１）。次いで、ピク
セルとシフトレジスタとの間のポテンシャル障壁が（制御電子装置１２を介して
）相応の制御電圧が制御電極１９へ印加されることにより低下されることによっ
て、こうして発生された電荷パケット１７がシフトレジスタ１８に伝送される（
図２ｂ２）。この場合、制御電極１９におけるポテンシャルは再びリセットされ
、第２の制御電極２０におけるポテンシャルは次の期間のために低下される。こ
れによって、この期間の間にピクセルにおいて生成された電荷はオーバーフロー
レジスタ２１を介して流れ去る（図２ｂ３）。次の部分撮影のために制御電極２
０は再びリセットされ、この結果、状態は再び図２ｂ１になる。
されることによって、画像撮影のためのセンサ素子１６、いわゆるピクセルにお
いて、短時間の期間に亘って画像撮影が実施される（図２ｂ１）。次いで、ピク
セルとシフトレジスタとの間のポテンシャル障壁が（制御電子装置１２を介して
）相応の制御電圧が制御電極１９へ印加されることにより低下されることによっ
て、こうして発生された電荷パケット１７がシフトレジスタ１８に伝送される（
図２ｂ２）。この場合、制御電極１９におけるポテンシャルは再びリセットされ
、第２の制御電極２０におけるポテンシャルは次の期間のために低下される。こ
れによって、この期間の間にピクセルにおいて生成された電荷はオーバーフロー
レジスタ２１を介して流れ去る（図２ｂ３）。次の部分撮影のために制御電極２
０は再びリセットされ、この結果、状態は再び図２ｂ１になる。
【００１７】 図３は本発明の請求項によるいわゆるＥＳＰＩ方法のために利用されるような
変形構造を示す。光源としてはこの場合レーザ２５が使用される。部分透過ミラ
ー２６、ミラー２７及び拡大光学系２８を介してレーザ光が拡大され、オブジェ
クト表面５が照明される。この表面５の構造部材はこのビームの一部を反射する
。このビームの一部は対物レンズの形式の結像系８を介して撮影センサ９に結像
される。結像系８の絞りによって撮影センサ９においていわゆるスペックルが生
じる。部分透過ミラー２６において発生された第２の部分ビームは、位相調整ユ
ニット２９、さらに別のミラー３０、結像ユニット３１及び部分反射ミラー３２
を介して結像システム８に結像し、こうして第１の部分ビームのスペックル画像
に重畳される。これら２つの部分ビームは、第１の部分ビームに対して２６-２
７-２８-５-３２及び第２の部分ビームに対して２６-２９-３０-３１-３２のほ
ぼ同一の光路長を遵守する場合には、撮影センサ９において、各センサ素子１６
で測定された強度がこれら２つの部分ビームの間のその都度の位相差によって決
定される干渉画像を発生する。
変形構造を示す。光源としてはこの場合レーザ２５が使用される。部分透過ミラ
ー２６、ミラー２７及び拡大光学系２８を介してレーザ光が拡大され、オブジェ
クト表面５が照明される。この表面５の構造部材はこのビームの一部を反射する
。このビームの一部は対物レンズの形式の結像系８を介して撮影センサ９に結像
される。結像系８の絞りによって撮影センサ９においていわゆるスペックルが生
じる。部分透過ミラー２６において発生された第２の部分ビームは、位相調整ユ
ニット２９、さらに別のミラー３０、結像ユニット３１及び部分反射ミラー３２
を介して結像システム８に結像し、こうして第１の部分ビームのスペックル画像
に重畳される。これら２つの部分ビームは、第１の部分ビームに対して２６-２
７-２８-５-３２及び第２の部分ビームに対して２６-２９-３０-３１-３２のほ
ぼ同一の光路長を遵守する場合には、撮影センサ９において、各センサ素子１６
で測定された強度がこれら２つの部分ビームの間のその都度の位相差によって決
定される干渉画像を発生する。
【００１８】 アクチュエータ１３を介して表面の位置及び形が変化される場合、これにより
位相差も相応に変化する。平均化された撮影は、図２で説明したように、表面５
の運動に同期して撮影センサ９のシフトレジスタ１８において電荷パケット１７
を合計することによって発生される。光学的位相調整ユニット２９によってこれ
らの平均化された撮影の間に部分ビームの位相は波長の一定の端数だけ変化され
る。スペックルコントラストは相応に変化する。この方法は第１の実施例におけ
る付加的な調整ユニット２２を介する格子２のシフトに相応する。
位相差も相応に変化する。平均化された撮影は、図２で説明したように、表面５
の運動に同期して撮影センサ９のシフトレジスタ１８において電荷パケット１７
を合計することによって発生される。光学的位相調整ユニット２９によってこれ
らの平均化された撮影の間に部分ビームの位相は波長の一定の端数だけ変化され
る。スペックルコントラストは相応に変化する。この方法は第１の実施例におけ
る付加的な調整ユニット２２を介する格子２のシフトに相応する。
【００１９】 図４ａ及び４ｂは図３に記載されたような実施例を示す。図４ａはアクチュエ
ータ１３による表面５の励振の時間的な経過を示す。固定的に選択された位相位
置３５〜３８が記入されており、これらの位相位置３５〜３８においてその都度
の合計画像が撮影される。第１の合計画像は位相位置３５において撮影され、第
２の合計画像は位相位置３６で撮影される等々。任意のポイントにおいてこの表
面は同一の運動を行うが、ただし異なる振幅及び位相シフトによって行う。位相
シフト３９及び振幅４０（図４ｂ）は各画素に対して４つの合計画像から計算さ
れる。
ータ１３による表面５の励振の時間的な経過を示す。固定的に選択された位相位
置３５〜３８が記入されており、これらの位相位置３５〜３８においてその都度
の合計画像が撮影される。第１の合計画像は位相位置３５において撮影され、第
２の合計画像は位相位置３６で撮影される等々。任意のポイントにおいてこの表
面は同一の運動を行うが、ただし異なる振幅及び位相シフトによって行う。位相
シフト３９及び振幅４０（図４ｂ）は各画素に対して４つの合計画像から計算さ
れる。
【００２０】 図５は請求項６に記載された例を示す。表面５はアクチュエータ１３を介する
一定の励振振幅において（図１、図３）検査され、位相シフト３９（図４）がこ
の表面の各ポイントに対して決定される。励振周波数の変化によって、測定され
る位相シフト３９は変化する。この曲線経過の分析から共振周波数が推定される
。
一定の励振振幅において（図１、図３）検査され、位相シフト３９（図４）がこ
の表面の各ポイントに対して決定される。励振周波数の変化によって、測定され
る位相シフト３９は変化する。この曲線経過の分析から共振周波数が推定される
。
【００２１】 図１及び３の装置は同様に請求項７及び８に相応する。画像撮影のためにもち
ろん図２において説明した特別な読み出しメモリ及び中間メモリの方法には十分
ではない従来のカメラを使用することもできる。フィルムを使用するカメラも考
えられるが、迅速な評価のためにはあまり有意義ではない。上述の方法に対する
差異は次の点に存する。すなわち、比較的長い期間に亘って露出が実施され、こ
の結果、表面がこの期間に明らかにいくらかの大きさだけ変位することである。
例えば、図３のスペックル装置を選択しかつ露出時間のためにちょうど表面励振
の周期の持続時間を選択する場合、カメラによって平均化されたスペックル干渉
振幅が検出される。表面の振動振幅が増大するにつれて、この干渉振幅は減少す
る。振幅の関数としてのこの減少は、０次のベッセル関数によって記述される。
通常、幾つかのポイントにおける変位は既に周知である（変位０を有する固定ポ
イント、開始された励振振幅を有する励振ポイント）。表面に亘って測定された
干渉振幅とベッセル関数との比較から、それぞれの変位が決定される。
ろん図２において説明した特別な読み出しメモリ及び中間メモリの方法には十分
ではない従来のカメラを使用することもできる。フィルムを使用するカメラも考
えられるが、迅速な評価のためにはあまり有意義ではない。上述の方法に対する
差異は次の点に存する。すなわち、比較的長い期間に亘って露出が実施され、こ
の結果、表面がこの期間に明らかにいくらかの大きさだけ変位することである。
例えば、図３のスペックル装置を選択しかつ露出時間のためにちょうど表面励振
の周期の持続時間を選択する場合、カメラによって平均化されたスペックル干渉
振幅が検出される。表面の振動振幅が増大するにつれて、この干渉振幅は減少す
る。振幅の関数としてのこの減少は、０次のベッセル関数によって記述される。
通常、幾つかのポイントにおける変位は既に周知である（変位０を有する固定ポ
イント、開始された励振振幅を有する励振ポイント）。表面に亘って測定された
干渉振幅とベッセル関数との比較から、それぞれの変位が決定される。
【００２２】 次々と複数の励振振幅に対して各表面ポイントにおいて干渉振幅が決定される
ならば、評価は比較的簡単である。表面ポイントにおける干渉振幅が励振の大き
さ（Anregungshoehe）に依存する場合、ベッセル関数の曲線経過が直接読みとれ
る。
ならば、評価は比較的簡単である。表面ポイントにおける干渉振幅が励振の大き
さ（Anregungshoehe）に依存する場合、ベッセル関数の曲線経過が直接読みとれ
る。
【図１】 第１の測定装置の概略図である。
【図２】 画像撮影センサ及びこの画像撮影センサの作動方法に対する異なる概略図であ
る。
る。
【図３】 別の測定装置の概略図である。
【図４】 表面の励振及び合計画像の発生のための時間的な経過を示す線図である。
【図５】 励振周波数に依存する測定された位相シフトを示す。
１ 光源 ２ 格子 ３ 結像素子 ４ 角度 ５ 表面 ６ 光学軸 ７ 光学軸 ８ 結像系 ９ 撮影センサ １０ 中央制御ユニット １１ 周波数発生器 １２ 制御電子装置 １３ アクチュエータ １４ 位相調整器 １５ 外部画像メモリ １６ センサ部材 １７ 電荷パケット １８ シフトレジスタ １９ 制御電極 ２０ 第２の制御電極 ２１ オーバーフローレジスタ ２２ 付加的な調整ユニット ２５ レーザ ２６ 部分透過ミラー ２７ ミラー ２８ 拡大光学系 ２９ 位相調整ユニット ３０ 別のミラー ３１ 結像ユニット ３２ 部分反射ミラー ３５〜３８ 位相位置 ３９ 位相シフト ４０ 振幅
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年８月１１日（２０００．８．１１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト シュトレーベル ドイツ連邦共和国 ダルムシュタット ビ ルケンヴェーク 17デー (72)発明者 シュテファン グラーフ ドイツ連邦共和国 ブゼック−ボイエルン アム シュトラウフ 18 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB05 FF06 FF51 FF54 FF56 GG04 JJ26 KK02 UU01 UU02 2K008 AA06 HH18 HH24 HH28
Claims (10)
- 【請求項１】 干渉法又は縞投影の方法によって得られるような可動表面の
縞画像を撮影及び評価するための測定方法であって、 運動は並進的な及び/又は回転的なシフト成分及び/又は変形成分を有する、可
動表面の縞画像を撮影及び評価するための測定方法において、 画像系列を作成するための個別撮影は表面運動と同期して行われ及び/又は前
記表面運動の時間的に平均化された撮影が異なる励振パラメータに対して行われ
、 前記画像系列における縞の位置から前記表面の運動が又は該運動の時間的な変
化が推定されることを特徴とする、可動表面の縞画像を撮影及び評価するための
測定方法。 - 【請求項２】 電子スペックルパターン干渉法、ホログラフィー干渉法、縞
投影法又はモアレ法により縞が発生されることを特徴とする、請求項１記載の測
定方法。 - 【請求項３】 運動は同期に適して及び励振パラメータによって記述可能で
あることを特徴とする、請求項１又は２記載の測定方法。 - 【請求項４】 表面は一定の周波数によって振動又はその他の周期的な運動
へと励振され、 個別撮影は電子カメラによって振動の励振に関する固定的な位相位置によって
及び前記縞の位置がほとんど変化しないような短い露光時間によって行われ、前
記個別撮影が前記カメラの画像撮影モジュールにおいて合計画像に合計されるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の測定方法。 - 【請求項５】 干渉波の様々な位相位置又は投影された縞（位相シフト方法
）によって複数の合計画像が撮影され、 これらの画像がそれぞれ表面運動に対して少なくとも２つの異なる振幅によっ
て撮影され、 前記合計画像が互いに計算処理され、 干渉振幅及び/又は干渉位相又は縞振幅又は縞位相の変化が運動変化に基づい
て各表面ポイントに対して計算され、これから励振振幅の変化における運動変化
が推定されることを特徴とする、請求項４記載の測定方法。 - 【請求項６】 複数の合計画像は励振に関する撮影時間の異なる位相位置に
よって発生され、 前記合計画像の解析から位相位置及び励振の関数として励振、位相位置及び振
動振幅の間の関連が導出されることを特徴とする、請求項５記載の測定方法。 - 【請求項７】 励振周波数は変化され、振動特性の解析から位相及び周波数
の関数として表面の振動形式が推定される（モーダル解析）ことを特徴とする、
請求項４〜６のうちの１項記載の測定方法。 - 【請求項８】 表面は振動又はその他の周期的な運動へと励振され、 干渉波の様々な位相位置又は投影された縞（位相シフト方法）によって複数の
画像が撮影され、 前記画像は運動の周期の持続時間の間に又は該運動の周期の持続時間の倍数の
時間の間に撮影され、 前記画像は前記表面の少なくとも２つの励振振幅によって撮影され、 前記画像は互いに計算処理され、前記表面の各ポイントに対して前記干渉振幅
乃至は縞振幅の変化が決定され、これから運動振幅の変化が推定されることを特
徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の測定方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載された測定が複数回異なる励振振幅によって
実施され、 所与の励振振幅において干渉振幅乃至は縞振幅の経過から前記励振振幅の関数
として各表面ポイントにおいて運動振幅が推定されることを特徴とする、請求項
８記載の測定方法。 - 【請求項１０】 検出された運動データから変形の成分が決定されることを
特徴とする、請求項１〜９のうちの１項記載の測定方法。
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- 1999-09-09 EP EP99947297A patent/EP1112472A1/de not_active Withdrawn
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