JP2016501373A - 振動測定方法及び干渉計 - Google Patents
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Abstract
Description
i)物体の励起と、照明光ビーム11A−C、30A−Bの動的位相変化との間の時間的位相
ii)照明光ビーム11A−C、30A−Bにおける光学的位相の変化
iii)使用される拡散体14の異なる位置によるスペックルパターンの変化
iv)電子シャッタ、カメラゲイン、照明強度、光学絞りなどの調節による露光レベルの変化
−物体表面の全てのポイントまたは大部分のポイントから良好または許容できる信号を取得するために、異なる強度レベルによる異なる記録から、異なる撮像領域のポイントまたは領域に使用される信号を選択すること
−3次元又は2次元測定のために時間参照と同一の変調信号を用いて2又は3の別々の方向での振動測定を遂行すること
−3又は2方向での記録時に、物体に対して一定の振幅と周波数を持つ定常状態の物体励起を利用すること
−3次元又は2次元測定に使用される物体周波数と振幅に関して、撮像表面上の全てのポイントに対する完全な3次元又は2次元変位ベクトルを実現するために、3次元又は2次元測定を組み合わせること
−物体表面変位の完全3次元又は2次元動画を描画すること
−全ての2又は3方向における振幅と位相に関するデータ集合を保存すること
Claims (24)
- 干渉計により面内2方向、または面内2方向と面外1方向で物体(12)の振動を測定する方法であって、前記方法が、
2方向での面内振動測定のために3つの照明光ビーム(11A−C)を使用すること、
を含み、
前記3つの照明光ビーム(11A−C)の内の1つは前記2つの面内測定に対して共通であり、
前記3つの照明光ビーム(11A−C)は前記物体へのアクセスを容易にするために前記物体(12)の一つの側に自由空間を提供するように構成されている、
ことを特徴とする方法。 - 前記物体(12)の、面外方向である第3の方向における振動測定のために2つの照明光ビーム(30A−B)を使用し、ここで1つの照明光ビーム(30A)は撮像対物レンズ(16)を介して前記物体(12)を照明し、かつ1つの照明光ビーム(30B)は参照ビームとして使用されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記物体(12)を一度に1つの周波数で励起し、かつ各方向におけるそれぞれの記録に使用される前記2つの照明光ビーム(11A−C、30A−B)の1つに動的位相変調を与えるために1つ以上の位相変調器を使用することを特徴とする、請求項1〜請求項2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記照明光ビーム(11A−C)の1つが位相変調され、かつこの照明光ビーム(11A−C)は前記2つの面内測定において共通となるように、前記2つの面内測定に対して同一の変調器を使用することを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 前記第3の面外方向の測定に前記同一又は異なる位相変調器を使用し、前記変調器は面外測定に使用される2つの前記照明光ビーム(30A−B)の位相変調器でもあることを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の方法。
- 面内測定に対して前記照明光ビーム(11A−C)に光拡散体(14)を使用し、かつ前記照明光ビーム(11A−C)におけるスペックルパターンを変化させるために前記拡散体(14)を並進及び/又は回転によって運動させることを特徴とする、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記面外測定に対して前記照明経路に光拡散体(14)を使用し、かつ前記照明光ビーム(30A−B)におけるスペックルパターンを変化させるために前記拡散体(14)を並進及び/又は回転により運動させることを特徴とする、請求項2〜請求項6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対物レンズ(16)からの反射が前記検出器アレイ(15)に到達することを防ぐために、前記面外測定に対して前記照明経路に偏光ビームスプリッタ(17)と、位相差板又は1/4波長板(18)とを使用することを特徴とする、請求項2〜請求項7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記干渉計における信号検出のために全視野検出器アレイを使用することを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の方法。
- 複数の記録を行い、各記録が前記検出器アレイ(15)の異なる強度レベルで行われることを特徴とする、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記物体表面の全てのポイントまたは大部分のポイントから良好なまたは許容可能な信号を取得するために、異なる強度レベルによる異なる記録から、異なる撮像領域のポイントまたは領域に使用される信号を選択することを特徴とする、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記3次元または2次元測定のために時間参照として同一の変調信号を用いて2又は3の別々の方向での振動測定を遂行することを特徴とする、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の方法。
- 3又は2方向での前記記録時に、前記物体に対して一定の振幅と周波数を持つ定常状態の物体励起を利用することを特徴とする、請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記3次元又は2次元測定に使用される物体周波数と振幅に関して、前記撮像表面上の全てのポイントに対する完全な3次元又は2次元変位ベクトルを実現するために、前記3次元又は2次元測定を組み合わせることを特徴とする、請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記表面の全ての物体ポイントに対し、また2又は3方向に対して、振幅と位相の値に関する全視野のデータ集合を保存することを特徴とする、請求項1〜請求項14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記物体表面変位の完全な3次元又は2次元動画を描画することを特徴とする、請求項1〜請求項15のいずれか一項に記載の方法。
- 物体(12)の面内2方向、または面内2方向と面外1方向の振動測定用の干渉計であって、前記干渉計は、
制御ユニットと、
少なくとも1つの照明光源と、
検出器アレイ(15)と
対物レンズ(16)と、
を備え、
前記少なくとも1つの照明光源は2方向での面内振動測定用の3つの照明光ビーム(11A−C)を出射し、前記3つの照明光ビーム(11A−C)の内の1つは、前記2つの面内測定に対して共通であることと、
前記3つの照明光ビーム(11A−C)は、前記物体に容易にアクセスできるために前記物体(12)の1つの側に自由空間を備えるように構成されていること、
を特徴とする干渉計。 - 前記少なくとも1つの照明光源は、前記物体(12)の、面外方向である第3の方向における振動測定のために2つの照明光ビーム(30A−B)を出射するように配置され、ここで1つの照明光ビーム(30A)は撮像対物レンズ(16)を介して前記物体(12)を照明し、かつ1つの照明光ビーム(30B)は参照ビームとして使用されることを特徴とする、請求項17に記載の干渉計。
- 前記制御ユニットは前記物体(12)を一度に1つの周波数で励起するための手段とソフトウェアのいずれか又は両方を備えていることを特徴とする、請求項17〜請求項18に記載の干渉計。
- 各方向での各記録に使用する2つの照明光ビーム(11A−C、30A−B)の1つの動的位相変調を行うために、1つ以上の位相変調器を含むことを特徴とする、請求項17〜請求項19に記載の干渉計。
- 面外測定用の前記照明光ビーム(11A−C)と前記物体照明光ビーム(30A−B)の少なくとも1つにおけるスペックルパターンを変化させるための可動光拡散体(14)を含むことを特徴とする、請求項17に記載の干渉計。
- 前記検出器アレイ(15)は全視野検出器アレイであることを特徴とする、請求項17に記載の干渉計。
- 前記制御ユニットは、
前記物体表面の全てのポイントまたは大部分のポイントから良好なまたは許容可能な信号を取得するために、異なる強度レベルによる異なる記録から、異なる撮像領域のポイントまたは領域に使用される信号を選択すること、
前記3次元または2次元測定のために時間参照と同一の変調信号を用いて2又は3の別々の方向での振動測定を遂行すること、
3又は2方向での前記記録時に、前記物体に対して一定の振幅と周波数を持つ定常状態の物体励起を利用すること、
前記3次元又は2次元測定に使用される物体周波数と振幅に関して、前記撮像表面上の全てのポイントに対する完全な3次元又は2次元変位ベクトルを実現するために、前記3次元又は2次元測定を組み合わせること、
前記物体表面変位の完全3次元又は2次元動画を描画すること、
全ての2又は3方向における振幅と位相に関するデータ集合を保存すること、
の1つ以上のための手段とソフトウェアのいずれかまたは両方を備えていることを特徴とする、請求項17〜請求項22に記載の干渉計。 - 前記干渉計は反射光を前記検出器アレイ(15)に結像させるための第2のレンズ(19)を含むことを特徴とする、請求項17に記載の干渉計。
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