JP4378503B2 - Vibration measuring method and measuring apparatus using electronic speckle interferometry - Google Patents

Vibration measuring method and measuring apparatus using electronic speckle interferometry Download PDF

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、精密機器や車載機器等の振動部分について、その振動(振幅、振動周波数)を非接触で且つリアルタイムに計測することが可能な、電子スペックル干渉法を用いた、振動の測定方法と測定装置に関する。   The present invention relates to a vibration measuring method using an electronic speckle interferometry capable of measuring vibration (amplitude, vibration frequency) of a vibration part such as a precision device or an in-vehicle device in a non-contact and real-time manner. And measuring device.

精密機器や車載機器等は、それらが使用中に起こり得る振動に対して、この振動部分に対して適切な剛性を具備させておいたりあるいは支持構造等によって補強等しておかないと、輸送中や車両等に搭載した状態等において繰り返し受ける振動や該振動に起因して生じる共振現象によって、その機器が短期間で破損したり、あるいは取着しているボルト等が脱落したりする可能性がある。
さらには、前記振動や共振等によって、前記精密機器や車載機器等の所望の性能そのものが損なわれたり、あるいは誤動作することもある。
Precision equipment and in-vehicle equipment are in transit unless they are provided with adequate rigidity against the vibration that may occur during use or are not reinforced by a support structure. There is a possibility that the equipment may be damaged in a short period of time due to vibrations repeatedly received in the state of being mounted on a vehicle or the like, or a resonance phenomenon caused by the vibrations, or the bolts etc. that are attached may fall off. is there.
Furthermore, the desired performance itself of the precision instrument or the in-vehicle apparatus may be impaired or malfunctioned due to the vibration or resonance.

このため、従来より、これら精密機器や車載機器を含む種々の装置において振動する部分を、接触型の振動測定装置を用いて、振動の測定(特許文献1参照)をおこなって、振動対策等に役立てていた。   For this reason, conventionally, vibration measurement (refer to Patent Document 1) is performed on a portion that vibrates in various devices including these precision devices and in-vehicle devices using a contact-type vibration measuring device (see Patent Document 1) for vibration measures and the like. It was useful.

しかし、接触型であると、測定部分の質量が振動測定装置のセンサー等の質量に比べてあまり大きくないときには、正確な振動の測定ができない。
また、振動は瞬時瞬時で微妙に変化するが、このような瞬時瞬時に微妙に変化するその時々の振動を正確に測定することは困難であり、非接触で二次元の振動パターンをリアルタイムで測定できるものがなかった。
特開平2001−159562号公報
However, in the case of the contact type, when the mass of the measurement portion is not so large as compared with the mass of the sensor or the like of the vibration measuring device, accurate vibration measurement cannot be performed.
In addition, the vibration changes slightly in an instant, but it is difficult to accurately measure the vibration that changes slightly in such an instantaneous instant, and a two-dimensional vibration pattern is measured in real time without contact. There was nothing I could do.
JP 2001-159562 A

本発明は、このような状況に鑑みて行われたもので、任意の部位の振動(振幅、振動周波数)が非接触で且つリアルタイムにしかも容易に測定可能な振動測定方法および装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides a vibration measurement method and apparatus capable of easily measuring vibration (amplitude, vibration frequency) of an arbitrary part in a non-contact manner in real time. With the goal.

前記本発明の目的は、以下の構成からなる振動測定方法および装置によって解決することができる。   The object of the present invention can be solved by a vibration measuring method and apparatus having the following configuration.

本第1の発明にかかる振動測定方法は、レーザを光源とし、このレーザ光を分離して、該分離した一方を前記測定面に照射して得たその反射光と、該分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて、結像面上で干渉画像を形成し、時系列で蓄積した前記干渉画像群を画像処理することによって振動縞画像を得て被測定物の振動を計測する電子スペックル干渉法において、
前記レーザ光の波長を変化させることによって振動縞画像上に生ずる最大輝点を利用して、前記測定面での振動を計測することを特徴とする。
The vibration measuring method according to the first aspect of the present invention uses a laser as a light source, separates the laser light, and irradiates the separated one to the measurement surface, and the separated other light. Superimposing reference light consisting of light to form an interference image on the imaging surface, and processing the interference image group accumulated in time series to obtain a vibration fringe image and measure the vibration of the object to be measured In electronic speckle interferometry,
The vibration on the measurement surface is measured by utilizing the maximum bright spot generated on the vibration fringe image by changing the wavelength of the laser beam.

本第2の発明にかかる振動測定方法は、レーザを光源とし、このレーザ光を分離して、該分離した一方を前記測定面に照射して得たその反射光と、該分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて、結像面上で干渉画像を形成し、時系列で蓄積した前記干渉画像群を画像処理することによって振動縞画像を得て被測定物の振動を計測する電子スペックル干渉法において、
前記レーザのレーザ光の波長を変調させて、前記測定面の測定しようとする任意の位置に前記振動縞画像における最大輝点が位置するような状態に設定し、
前記設定したときのレーザ光の波長の変調信号の振幅の値と、予め求めた変調信号の振幅の値とそれに対応する測定面の振動振幅との相関関係とに基づいて、前記任意の位置での振動振幅を求めることを特徴とする。
The vibration measuring method according to the second aspect of the present invention uses a laser as a light source, separates the laser light, and irradiates the separated one on the measurement surface, and the separated other light. Superimposing reference light consisting of light to form an interference image on the imaging surface, and processing the interference image group accumulated in time series to obtain a vibration fringe image and measure the vibration of the object to be measured In electronic speckle interferometry,
Modulating the wavelength of the laser beam of the laser, and setting the state where the maximum bright spot in the vibration fringe image is located at an arbitrary position to be measured on the measurement surface,
Based on the amplitude value of the modulation signal of the wavelength of the laser light at the time of setting and the correlation between the amplitude value of the modulation signal obtained in advance and the vibration amplitude of the corresponding measurement surface, at the arbitrary position. The vibration amplitude is obtained.

また、本第3の発明にかかる振動測定方法は、レーザを光源とし、このレーザ光を分離して、該分離した一方を前記測定面に照射して得たその反射光と、該分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて、結像面上で干渉画像を形成し、時系列で蓄積した前記干渉画像群を画像処理することによって振動縞画像を得て被測定物の振動を計測する電子スペックル干渉法において、
レーザ光の波長を変調する変調信号の変調周波数を所定範囲で、この振動縞画像中の最大輝点の輝度の最大値が求まるまで変化させて、前記処理を繰り返して、当該最大値が求まったときの変調信号の変調周波数を、前記測定面の振動周波数として、該計測面の振動周波数を求めることを特徴とする。
Further, the vibration measuring method according to the third aspect of the present invention uses a laser as a light source, separates the laser light, irradiates the separated surface onto the measurement surface, and the separated light. The interference light is superimposed on the reference light consisting of one light to form an interference image on the image plane, and the interference fringe image is obtained by performing image processing on the interference image group accumulated in time series to vibrate the object to be measured. In electronic speckle interferometry to measure
The modulation frequency of the modulation signal that modulates the wavelength of the laser light is changed within a predetermined range until the maximum value of the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image is obtained, and the above processing is repeated to obtain the maximum value. Then, the vibration frequency of the measurement surface is obtained using the modulation frequency of the modulation signal as the vibration frequency of the measurement surface.

また、本第4の発明にかかる振動計測装置は、前記第2の発明を実施するための振動計測装置であり、該振動測定装置が、
レーザ光の波長が変化可能な前記レーザと、
波長を変化させる変調信号の振幅の値を変えることが可能な変調信号変更手段と、
前記レーザから発する光を分離して、その一方の光を前記測定面に照射してその反射光を得るとともに、もう一方の光を参照光として、これら反射光と参照光とを重ね合わせて、結像面上で干渉画像を結像させる、光学系と、
前記結像面上で結像させた干渉画像を撮像するTVカメラと、
前記干渉画像を時系列的に得た干渉画像群を画像処理して最大輝点を有する振動縞画像を得て、前記変調信号の振幅の値を変えることによって測定しようとする任意の位置に前記最大輝点が位置したときに、そのときの変調信号の振幅の値と測定面の振動振幅との相関関係と、該変調信号の振幅との値に基づいて、測定面の最大輝点が生じている位置の振動振幅を得る制御装置とを具備することを特徴とする。
The vibration measuring device according to the fourth invention is a vibration measuring device for carrying out the second invention, and the vibration measuring device comprises:
The laser capable of changing the wavelength of the laser beam;
Modulation signal changing means capable of changing the value of the amplitude of the modulation signal for changing the wavelength;
Separate the light emitted from the laser, irradiate one of the light on the measurement surface to obtain the reflected light, and use the other light as the reference light, superimposing the reflected light and the reference light, An optical system that forms an interference image on the imaging plane;
A TV camera that captures an interference image formed on the imaging surface;
An interference image group obtained by chronologically obtaining the interference image is subjected to image processing to obtain a vibration fringe image having the maximum bright spot, and the measurement signal is changed to an arbitrary position to be measured by changing the amplitude value of the modulation signal. When the maximum bright spot is located, the maximum bright spot on the measurement surface is generated based on the correlation between the amplitude value of the modulation signal and the vibration amplitude of the measurement surface, and the value of the modulation signal amplitude. And a control device for obtaining a vibration amplitude at a certain position.

さらに、本第5の発明にかかる振動計測装置は、前記第3の発明を実施するための振動計測装置であり、該振動測定装置が、
変調信号を入力することによって波長が変調可能な前記レーザと、
前記変調信号の周波数を変えることが可能な変調信号変更手段と、
前記レーザから発する光を分離して、その一方の光を前記測定面に照射してその反射光を得るとともに、もう一方の光を参照光として、これら反射光と参照光とを重ね合わせて、結像面上で結像させる、光学系と、
前記結像面上で結像させた画像を撮像するTVカメラと、
前記変調信号の変調周波数を適宜範囲で変えて得た前記振動縞画像中の最大輝点の輝度の最大値を求め、最大値が求まったときの変調周波数を計測面の振動周波数とする制御装置とを具備することを特徴とする。
Furthermore, the vibration measuring device according to the fifth invention is a vibration measuring device for carrying out the third invention, and the vibration measuring device comprises:
The laser capable of modulating the wavelength by inputting a modulation signal;
Modulation signal changing means capable of changing the frequency of the modulation signal;
Separate the light emitted from the laser, irradiate one of the light on the measurement surface to obtain the reflected light, and use the other light as the reference light, superimposing the reflected light and the reference light, An optical system that forms an image on the imaging plane;
A TV camera that captures an image formed on the imaging surface;
A control device that obtains the maximum value of the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image obtained by changing the modulation frequency of the modulation signal in an appropriate range, and uses the modulation frequency when the maximum value is obtained as the vibration frequency of the measurement surface It is characterized by comprising.

前述のような構成からなる本第1の発明にかかる振動計測方法によれば、結像面上に時系列で順次形成される干渉画像群を、画像処理することによって振動縞画像を得て、この振動縞画像上に生じる最大輝点がレーザ(例えば半導体レーザ)の波長を変化させることによって変化することを利用して、該振動(振動振幅、振動周波数)の計測が可能となるため、計測面の振動が非接触で且つリアルタイムでしかも容易に測定可能となる。   According to the vibration measuring method according to the first invention having the above-described configuration, a vibration fringe image is obtained by performing image processing on the interference image group sequentially formed on the imaging surface in time series, Since the maximum bright spot generated on the vibration fringe image changes by changing the wavelength of the laser (for example, a semiconductor laser), the vibration (vibration amplitude, vibration frequency) can be measured. The vibration of the surface can be easily measured without contact and in real time.

また、前記本第2の発明にかかる振動計測方法によれば、振動振幅を計測しようとする振動している被計測物の測定面に対してレーザ光の前記分離された一方の光を照射し、この測定面から反射する反射光と、前記分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて結像面上に干渉画像群を得て、この干渉画像群を画像処理することによって最大輝点を有する振動縞画像を得るとともに、測定面上の計測しようとする位置に前記振動縞画像中の最大輝点が位置するように、前記レーザへの変調信号の振幅を変化させれば、このときの変調信号の振幅の値を用いて、予め求めておいた変調振幅の値と振動振幅との相関関係から、計測面上の計測しようとする部分の振動振幅を、非接触で且つリアルタイムで、求めることができる。しかも、前記振動縞画像の縞の数を直接計数することによって振幅を計測するものでないため、振動の振動振幅が大振幅の場合にも、測定可能となる。   In the vibration measuring method according to the second aspect of the invention, the separated one of the laser beams is irradiated onto the measurement surface of the vibrating object to be measured whose vibration amplitude is to be measured. The reflected light reflected from the measurement surface and the reference light composed of the other separated light are superimposed to obtain an interference image group on the imaging surface, and the interference image group is image-processed to obtain the maximum While obtaining a vibration fringe image having a bright spot, and changing the amplitude of the modulation signal to the laser so that the maximum bright spot in the vibration fringe image is located at the position to be measured on the measurement surface, Using the amplitude value of the modulation signal at this time, the vibration amplitude of the portion to be measured on the measurement surface is determined in a non-contact and real-time manner from the correlation between the modulation amplitude value and the vibration amplitude obtained in advance. And you can ask for it. Moreover, since the amplitude is not measured by directly counting the number of fringes in the vibration fringe image, measurement is possible even when the vibration amplitude of the vibration is large.

また、本第3の発明にかかる振動計測方法によれば、振動周波数を計測しようとする振動している被計測物の測定面に対してレーザ光の分離された一方の光を照射し、この測定面から反射する反射光と、前記分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて結像面上に干渉画像を順次得て、これら干渉画像群を画像処理することによって、振動縞画像を求め、次にレーザ光に入力する変調信号の変調周波数を適宜範囲で変えて、干渉画像群を得るとともに、その干渉画像群を画像処理することによって、振動縞画像を得てその振動縞画像中の最大輝点の輝度の最大値が求まるまで、前記変調信号の前記所定範囲で変調周波数を変える一連の処理を繰り返し、その最大値のときの変調周波数さえ検知すれば、その変調周波数が、測定面における振動周波数となり、このように計測面の振動周波数を、非接触で且つリアルタイムで、求めることができる。   Further, according to the vibration measuring method of the third aspect of the invention, one of the separated laser beams is irradiated onto the measurement surface of the vibrating object to be measured for vibration frequency measurement. By superimposing the reflected light reflected from the measurement surface and the reference light composed of the other separated light, an interference image is sequentially obtained on the imaging surface, and the interference image group is subjected to image processing, whereby vibration fringes are obtained. Obtain an image, change the modulation frequency of the modulation signal to be input to the laser beam within the appropriate range, obtain an interference image group, and perform image processing on the interference image group to obtain a vibration fringe image. Until the maximum value of the brightness of the maximum bright spot in the image is obtained, a series of processes for changing the modulation frequency in the predetermined range of the modulation signal is repeated, and if only the modulation frequency at the maximum value is detected, the modulation frequency is On the measurement surface Becomes kicking vibration frequency, the vibration frequency of the thus measured surface, and in real time without contact, it can be obtained.

そして、前記第2の発明にかかる振動計測方法は、前記第4の発明にかかる振動計測装置によって、実行することができる。   The vibration measuring method according to the second invention can be executed by the vibration measuring apparatus according to the fourth invention.

また、前記第3の発明にかかる振動計測方法は、前記第5の発明にかかる振動計測装置によって、実行することができる。   The vibration measuring method according to the third invention can be executed by the vibration measuring apparatus according to the fifth invention.

また、前記第2の発明にかかる振動計測方法は、前記予め求めた変調信号の振幅の値とそれに対応する測定面の振動振幅との相関関係が、テーブルの形態あるいは関数の形態で記憶させておき、この記憶させているテーブルあるいは関数から、前記振動振幅を求めるよう構成すると、好ましい実施形態となる。   In the vibration measuring method according to the second invention, the correlation between the amplitude value of the modulation signal obtained in advance and the vibration amplitude of the corresponding measurement surface is stored in the form of a table or function. If the vibration amplitude is determined from the stored table or function, a preferred embodiment is obtained.

さらに、前記第4あるいは第5の発明にかかる振動計測装置において、前記光学系が、半導体レーザから発する光を前記測定面側への光と前記参照光としての光に分離する第1のビームスプリッターと、前記測定面から反射する反射光を拡大して結像面へ通過させる凸レンズと、前記反射光と参照光とを重ね合わせる第2のビームスプリッターとを有することによって、好ましい実施形態となる。   Furthermore, in the vibration measuring apparatus according to the fourth or fifth aspect of the invention, the optical system includes a first beam splitter that separates light emitted from a semiconductor laser into light toward the measurement surface and light as the reference light. And a convex lens that enlarges the reflected light reflected from the measurement surface and passes it to the imaging surface, and a second beam splitter that superimposes the reflected light and the reference light.

また、前記第3の発明にかかる振動計測方法において、前記レーザに変調信号を入力することなしに得た、前記振動縞画像中の最大輝点の輝度を、比較する最大値として予め求めておき、
次に、レーザに入力する変調信号の変調周波数を所定範囲で変化させ、得られる振動縞画像中の最大輝点の輝度と、前記比較する最大値が一致するか否か比較し、一致するまで前記所定範囲で変調周波数を変化させて前記処理を繰り返し、一致したときの変調信号の変調周波数を、前記測定面の振動周波数として、該計測面の振動周波数を求めるように構成すると、前記一致したときの変調周波数を検知されすれば、その変調周波数が、測定面における振動周波数となり、このように計測面の振動周波数を、非接触で且つリアルタイムで、しかも正確に求めることができる。
In the vibration measuring method according to the third aspect of the present invention, the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image obtained without inputting a modulation signal to the laser is obtained in advance as a maximum value to be compared. ,
Next, the modulation frequency of the modulation signal input to the laser is changed within a predetermined range, and the brightness of the maximum bright spot in the obtained vibration fringe image is compared with whether or not the maximum value to be compared matches. When the modulation frequency is changed within the predetermined range and the process is repeated, and the modulation frequency of the modulation signal when matched is determined to be the vibration frequency of the measurement surface, the vibration frequency of the measurement surface is obtained. If the modulation frequency at that time is detected, the modulation frequency becomes the vibration frequency on the measurement surface, and thus the vibration frequency on the measurement surface can be obtained accurately in a non-contact manner in real time.

また、前記第3の発明にかかる振動計測方法において、前記変調信号の変調周波数を所定範囲で変化させて干渉画像群を形成する際に、前記変調信号の振幅を小さくすると、実際上利用可能な短時間で且つ正確な振動周波数の計測が可能となる。つまり、前記干渉画像を形成する干渉光の位相「θ(t)」は、

Dc +Lcos (2πft+φ)
θ(t)=2πg−−−−−−−−−−−−−−−−・・・式(1)
λc +Mcos 2πfm t

で表されるが、ここで前記「M」の値を小さくしてゆくと、TVカメラの蓄積時間内での位相の変化量が小さくなり、この結果、変調周波数の変化に伴う最大輝点の輝度の変化が図5に図示するように緩やかになることから、変調周波数と振動周波数が相違していても、最大輝点の輝度の最大値となる変調周波数(図5の「Z」で示す位置での変調周波数)を容易に見落とすことなく見つけることが可能となる。なお、前記式(1)において、分数の分子の項は、計測面からの反射光と参照光との光路差で、分数の分母の項は時間と共に変化する波長を示す。また、「Dc 」は振動しないときの光路差、「λc 」は変調しないときの波長、「L」は振動振幅、「M」は変調振幅、「f」は振動周波数、「fm 」は変調周波数、「φ」は振動と変調信号間の位相差、「g」は定数を、それぞれ表す。
Further, in the vibration measuring method according to the third aspect of the invention, when the interference image group is formed by changing the modulation frequency of the modulation signal within a predetermined range, it can be practically used if the amplitude of the modulation signal is reduced. The vibration frequency can be measured accurately in a short time. That is, the phase “θ (t)” of the interference light forming the interference image is

Dc + Lcos (2πft + φ)
θ (t) = 2πg ---------------... Formula (1)
λc + Mcos 2πfm t

However, if the value of “M” is reduced here, the amount of change in phase within the TV camera storage time becomes smaller. As a result, the maximum bright spot associated with the change in modulation frequency is reduced. Since the change in luminance becomes gentle as shown in FIG. 5, even if the modulation frequency and the vibration frequency are different, the modulation frequency (indicated by “Z” in FIG. 5) is the maximum luminance value of the maximum bright spot. The modulation frequency at the position) can be easily found without overlooking. In the equation (1), the term of the fractional numerator is an optical path difference between the reflected light from the measurement surface and the reference light, and the term of the fractional denominator indicates a wavelength that changes with time. “Dc” is the optical path difference when not vibrating, “λc” is the wavelength when not modulating, “L” is the oscillation amplitude, “M” is the modulation amplitude, “f” is the oscillation frequency, and “fm” is the modulation frequency. , “Φ” represents a phase difference between the vibration and the modulation signal, and “g” represents a constant.

以下、本願発明にかかる振動の計測方法および振動計測装置の実施例について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Embodiments of a vibration measuring method and a vibration measuring apparatus according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施例にかかる振動計測装置の全体の構成を模式図的に表した全体図である。   FIG. 1 is an overall view schematically showing the overall configuration of a vibration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1において、1はこの実施例ではシャッター速度が1/30秒のTVカメラ(CCDカメラ)、2は入力される変調信号によってレーザ光の波長の振幅又は周波数が変化する半導体レーザ(以下、変調信号の振幅を変調振幅という。また、変調信号の周波数を変調周波数という)、3は前記半導体レーザ2へ入力する変調信号(注入電流)の変調振幅あるいは変調周波数を変更可能なファンクションジェネレータ、4は前記変調信号の変調振幅の値と計測面の振動振幅との相関関係と該変調信号の変調振幅の値とに基づいて計測面の振動振幅を得る制御装置(この実施例ではコンピュータで構成)、5は前記半導体レーザから発光する光を分離する第1のビームスプリッター、6は被計測体、7は前記被計測体6の計測面6Aからの反射光が通過する凸レンズ、8は前記第1のビームスプリッター5で分離された一方の光を通過させ通過光のパワーを反射光のパワーに対応させて低減させるNDフィルター(Neutral Density フィルター)、9は前記反射した光と前記一方の光を重ね合わせる第2のビームスプリッター、10は前記制御装置4に制御線L4を介して接続され該制御装置4で画像処理された画像を写す映像モニターである。   In FIG. 1, 1 is a TV camera (CCD camera) having a shutter speed of 1/30 second in this embodiment, and 2 is a semiconductor laser (hereinafter referred to as modulation) whose wavelength amplitude or frequency of laser light changes according to an input modulation signal 3 is a function generator capable of changing the modulation amplitude or the modulation frequency of the modulation signal (injection current) input to the semiconductor laser 2. A control device (configured by a computer in this embodiment) for obtaining the vibration amplitude of the measurement surface based on the correlation between the value of the modulation amplitude of the modulation signal and the vibration amplitude of the measurement surface and the value of the modulation amplitude of the modulation signal; Reference numeral 5 denotes a first beam splitter that separates light emitted from the semiconductor laser, reference numeral 6 denotes an object to be measured, and reference numeral 7 denotes reflected light from the measurement surface 6A of the object to be measured 6. A convex lens 8 that passes through, an ND filter (Neutral Density filter) that passes one of the lights separated by the first beam splitter 5 and reduces the power of the passing light in accordance with the power of the reflected light, and 9 is the reflection A second beam splitter 10 for superimposing the one light and the one light is connected to the control device 4 via a control line L4, and is a video monitor for copying an image processed by the control device 4.

図1に図示するように、前記半導体レーザ2からはレーザ光が拡散するよう発光するが、このレーザ光の波長は、前記ファンクションジェネレータ3の調整つまみ(図示せず)を操作することによって前記半導体レーザ2へ入力される変調信号(注入電流)iの変調振幅の値を変化させて、該半導体レーザのレーザ光の波長の変調振幅を変化させることができるように構成されている。また、前記ファンクションジェネレータ3は、前記調整つまみ(図示せず)とは別の調整つまみ(図示せず)を操作することによって前記半導体レーザ2へ入力される変調信号(注入電流)iの変調周波数を変化させて半導体レーザのレーザ光の波長の周波数を変化させることができるように構成されている。このため、該半導体レーザ2とファンクションジェネレータ3とは、制御線L1で接続されている。
また、前記ファンクションジェネレータ3は、前記制御装置4と制御線L2を介して接続されて、このファンクションジェネレータ3から制御装置4へ、前記変調信号の変調振幅の値あるいは変調周波数の値が伝達されるよう構成されている。
そして、この制御装置4の図示しないメモリ(記憶装置)内には、図4に図示するような、前記変調振幅の値と計測面6Aの振動振幅Lとの相関関係に関するテーブルが記憶されている。また、前記ファンクションジェネレータ3から、前記信号線L2を介して、前記変調信号の変調周波数が前記制御装置4へ伝達され、この変調周波数により、半導体レーザ2の光の波長を変化させているそのときの変調周波数がこの制御装置4で判るように構成されている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor laser 2 emits light so that laser light is diffused. The wavelength of the laser light is adjusted by operating an adjustment knob (not shown) of the function generator 3. By changing the value of the modulation amplitude of the modulation signal (injection current) i input to the laser 2, the modulation amplitude of the wavelength of the laser beam of the semiconductor laser can be changed. The function generator 3 operates the adjustment knob (not shown) different from the adjustment knob (not shown), and the modulation frequency of the modulation signal (injection current) i input to the semiconductor laser 2 The frequency of the wavelength of the laser light of the semiconductor laser can be changed by changing. For this reason, the semiconductor laser 2 and the function generator 3 are connected by a control line L1.
The function generator 3 is connected to the control device 4 via a control line L2, and the modulation amplitude value or the modulation frequency value of the modulation signal is transmitted from the function generator 3 to the control device 4. It is configured as follows.
In a memory (storage device) (not shown) of the control device 4, a table related to the correlation between the modulation amplitude value and the vibration amplitude L of the measurement surface 6A as shown in FIG. 4 is stored. . Further, the modulation frequency of the modulation signal is transmitted from the function generator 3 to the control device 4 via the signal line L2, and the wavelength of the light of the semiconductor laser 2 is changed by this modulation frequency. The control device 4 is configured so that the modulation frequency can be determined.

そして、前記半導体レーザ2から発せられたレーザ光は、前記第1のビームスプリッター5によって2つの光に分離され、分離された一方の光は、前記被計測体6の計測面6Aへ照射され、また分離されたもう一方の光は、前記第2のビームスプリッター9へ照射される。そして、前記第2のビームスプリッター9で、前記計測面6Aから反射した反射光と、前記第1のビームスプリッター5からの参照光とが、重ね合わせられる。ところで、この実施例では、参照光のパワーを反射光のパワーに対応するよう低減させるために、前記第1のビームスプリッター5と前記第2のビームスプリッター9との間に前記NDフィルター8が介装されている。   Then, the laser light emitted from the semiconductor laser 2 is separated into two lights by the first beam splitter 5, and one of the separated lights is applied to the measurement surface 6A of the measurement object 6. The other separated light is applied to the second beam splitter 9. Then, the reflected light reflected from the measurement surface 6A and the reference light from the first beam splitter 5 are superimposed by the second beam splitter 9. In this embodiment, the ND filter 8 is interposed between the first beam splitter 5 and the second beam splitter 9 in order to reduce the power of the reference light so as to correspond to the power of the reflected light. It is disguised.

そして、前記第2のビームスプリッター9で重ね合わされた光によって、前記TVカメラ1の結像面において、スペックルのある干渉画像を形成する。そして、この干渉画像を前記TVカメラ1が撮像し、前記制御装置4へ制御線L3を介して伝達する。そして、半導体レーザ2のレーザ光の波長が変えられて、その波長のときの干渉画像を、同じように、前記TVカメラ1が撮像し、前記制御装置4へ制御線L3を介して伝達される。所定回数このように波長を変え、該変えたときの干渉画像を、前記TVカメラ1が撮像し、前記制御装置4へ制御線L3を介して伝達される。
そして、制御装置4で前記干渉画像を時系列的に蓄積してたものについて後述する画像処理がなされて、図2に図示するような振動縞画像Aが得られ、この振動縞画像Aは前記映像モニター10に表示される。
Then, a speckled interference image is formed on the image plane of the TV camera 1 by the light superimposed by the second beam splitter 9. The interference image is captured by the TV camera 1 and transmitted to the control device 4 via the control line L3. Then, the wavelength of the laser beam of the semiconductor laser 2 is changed, and an interference image at that wavelength is similarly captured by the TV camera 1 and transmitted to the control device 4 via the control line L3. . The TV camera 1 picks up the interference image when the wavelength is changed in this manner a predetermined number of times and transmits it to the control device 4 via the control line L3.
Then, image processing described later is performed on the control device 4 that accumulates the interference images in time series, and a vibration fringe image A as illustrated in FIG. 2 is obtained. It is displayed on the video monitor 10.

前述のような構成を有する本実施例にかかる振動計測装置によれば、以下のように、被計測体6の計測面6Aの振幅を非接触により且つリアルタイムで計測することができ、また実施例2で説明する如く振動周波数fを非接触により且つリアルタイムで計測することが可能となる。つまり、
図1の被計測体6の計測面6Aがその中心線CLで表される部分を中心に振動している状態において、図1に図示するように、その部分に向けて、半導体レーザ2のレーザ光を照射する。この照射された光は、前記第1のビームスプリッター5で二つの光に分離されて、その内の一方の光は、前記計測面6Aに照射され、この面に当たって反射し、この反射した反射光は、前記凸レンズ7を通過することによって収束され、該通過した光は、前記第2のビームスプリッター9に入射される。一方、前記第1のビームスプリッター5で分離したもう一方の光は、前記NDフィルター8を通過して、ここで、反射光に対応するようパワーが低減した参照光が、前記第2のビームスプリッター9に入射して、前記計測面6Aで反射した反射光と重ね合わされる。そして、このように重ね合わされた光は、前記TVカメラ1のレンズに入射して、該TVカメラ1の結像面で、干渉画像を形成する。
According to the vibration measuring apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the amplitude of the measurement surface 6A of the measurement target 6 can be measured in a non-contact manner in real time as follows. As described in FIG. 2, the vibration frequency f can be measured in a non-contact manner and in real time. In other words,
In a state where the measurement surface 6A of the measurement object 6 in FIG. 1 vibrates around the portion represented by the center line CL, as shown in FIG. 1, the laser of the semiconductor laser 2 is directed toward the portion. Irradiate light. The irradiated light is separated into two lights by the first beam splitter 5, and one of the lights is irradiated to the measurement surface 6 </ b> A, is reflected by the surface, and is reflected by the reflected light. Is converged by passing through the convex lens 7, and the passed light is incident on the second beam splitter 9. On the other hand, the other light separated by the first beam splitter 5 passes through the ND filter 8, where the reference light whose power is reduced to correspond to the reflected light is the second beam splitter. 9 and superimposed on the reflected light reflected by the measurement surface 6A. The light superposed in this way is incident on the lens of the TV camera 1 and forms an interference image on the image plane of the TV camera 1.

次に、前記半導体レーザ2から異なる波長のレーザ光を照射する。そして、異なる波長のレーザ光を照射する都度に、前記TVカメラ1の結像面で、干渉画像を形成する。このように異なる波長のレーザ光を照射することによって得られた各干渉画像は、前記制御線L3を介して制御装置4へ伝達され、メモリ内に記憶される。   Next, the semiconductor laser 2 emits laser light having different wavelengths. An interference image is formed on the image plane of the TV camera 1 each time laser beams having different wavelengths are irradiated. Each interference image obtained by irradiating laser beams of different wavelengths in this way is transmitted to the control device 4 via the control line L3 and stored in the memory.

そして、制御装置4では、これら複数の干渉画像、つまり干渉画像群を、画像処理して、図2に図示するような振動縞画像Aを形成する。この画像処理としては、公知の所謂「最大値−最小値法」によってなされる。具体的には、前記各干渉画像を重ね合わせて、画像の各画素において、例えば、画素数が500×500の場合には干渉画像は250,000画素上に形成されることになり、これらの各画素のそれぞれの画素において、その画素上に位置する各干渉画像のうちの最大の輝度の値から同じく各干渉画像のうちの最低の輝度の値が減算されて、その画素における値が求められる。このように各画素における値をそれぞれの画素に当てはめて画像を描くと、図2に示すような振動縞画像Aとなる。つまり、このような処理を、この明細書および請求の範囲において「画像処理」と呼ぶ。そして、図2に示す振動縞画像Aにおいて最大輝点Amax となる部分(図2の複数の破線で示すなかの、最も明るく観測される帯状の部分の中央の実線で示す部分)を、前記計測面6Aの計測したい部位へ、移動させる。この移動は、前記ファンクションジェネレータ3を操作することによって、前記半導体レーザ2へ入力する変調信号の周波数と位相を振動周波数および振動位相と同じ値に設定し、且つ、変調振幅を変化させて、計測面6A上の計測しようとする位置に前記最大輝点Amax となる位置がくるようにする。具体的には、この実施例では、図3に図示する最大輝点Amax となっている部分の振動振幅Lを計測したい場合には、この図3に図示するようにその位置に最大輝点Amax となる位置が位置するように、前記ファンクションジェネレータ3を操作して、半導体レーザ2への変調信号の変調振幅を変化させて、振動と同じ周波数且つ同じ位相で光の波長を変調する。   Then, the control device 4 performs image processing on the plurality of interference images, that is, the interference image group, to form a vibration fringe image A as shown in FIG. This image processing is performed by a known so-called “maximum value-minimum value method”. Specifically, the interference images are superimposed, and in each pixel of the image, for example, when the number of pixels is 500 × 500, the interference image is formed on 250,000 pixels. For each pixel of each pixel, the lowest luminance value of each interference image is similarly subtracted from the maximum luminance value of each interference image located on that pixel to obtain the value at that pixel. . When an image is drawn by applying the value in each pixel to each pixel in this way, a vibration fringe image A as shown in FIG. 2 is obtained. That is, such processing is referred to as “image processing” in this specification and claims. Then, in the vibration fringe image A shown in FIG. 2, the portion (the portion indicated by the solid line at the center of the band-like portion observed brightest among the plurality of broken lines in FIG. 2) is measured. Move to surface 6A to be measured. This movement is measured by operating the function generator 3 to set the frequency and phase of the modulation signal input to the semiconductor laser 2 to the same value as the vibration frequency and vibration phase, and changing the modulation amplitude. The position where the maximum bright spot Amax is located at the position to be measured on the surface 6A. Specifically, in this embodiment, when it is desired to measure the vibration amplitude L of the portion that is the maximum bright spot Amax shown in FIG. 3, the maximum bright spot Amax is located at that position as shown in FIG. The function generator 3 is operated so that the position becomes the position, the modulation amplitude of the modulation signal to the semiconductor laser 2 is changed, and the wavelength of the light is modulated at the same frequency and the same phase as the vibration.

そして、このように、前記計測面6Aの計測したい位置に前述のように振動縞画像Aの最大輝点Amax の位置が正確に位置するように設定されると、そのときの、前記変調信号の変調振幅の値が制御装置4によって読み取られる。
そして、前記読み取られた変調振幅の値に基づいて、前記メモリに記憶している「変調振幅の値と計測面の振動振幅Lとの相関関係を表した」テーブル (図4参照)から、その変調信号の変調振幅の値に対応する計測面の振動振幅Lを得ることができる。その結果、振動状態にある計測面6Aの任意の位置である、移動させた最大輝点Amax の位置の振動振幅Lを非接触で且つリアルタイムで得ることができる。
As described above, when the position of the maximum bright spot Amax of the vibration fringe image A is accurately positioned at the position to be measured on the measurement surface 6A as described above, the modulation signal at that time The value of the modulation amplitude is read by the control device 4.
Then, based on the read value of the modulation amplitude, from the “representing the correlation between the value of the modulation amplitude and the vibration amplitude L of the measurement surface” stored in the memory (see FIG. 4), The vibration amplitude L of the measurement surface corresponding to the value of the modulation amplitude of the modulation signal can be obtained. As a result, the vibration amplitude L at the position of the moved maximum bright spot Amax, which is an arbitrary position on the measurement surface 6A in the vibration state, can be obtained in a non-contact manner and in real time.

ところで、前記計測面6Aに生じている振動周波数fを計測する場合には、まず、前記半導体レーザ2の波長の変調をおこなうことなく、つまり、変調信号を一定にした状態で、前述の要領(処理手法)で干渉画像群を得て、この干渉画像群を画像処理して振動縞画像Aを形成して、この振動縞画像Aにおける最大輝点Amax 1 の輝度を最大値として読み取り、制御装置4のメモリ内に記憶しておく。前記振動縞画像Aは、前記制御装置4に接続されている前記映像モニタ10に映し出される。   By the way, when the vibration frequency f generated on the measurement surface 6A is measured, first, the above-mentioned procedure (without modulating the wavelength of the semiconductor laser 2, that is, with the modulation signal kept constant). Processing method), an interference image group is obtained, the interference image group is subjected to image processing to form a vibration fringe image A, the luminance of the maximum bright spot Amax 1 in the vibration fringe image A is read as a maximum value, and the control device 4 is stored in the memory. The vibration fringe image A is displayed on the video monitor 10 connected to the control device 4.

次に、前記半導体レーザ2への変調信号の変調周波数を所定範囲内で変化させるによって、干渉画像群を前述の手法によって得て、この干渉画像群を制御装置4において前記画像処理することによって振動縞画像Aを得る。この振動縞画像Aも、前記制御装置4に接続されている前記映像モニタ10に映し出される。
そして、このように変調周波数を変化させて得た振動縞画像Aにおける最大輝点Amax の輝度を、前記制御装置4に記憶している前記最大輝点Amax 1 の最大値と一致するか否か該制御装置4において比較演算する。
前記比較演算の結果、一致していない場合には、前記半導体レーザ2への変調信号の変調周波数の所定範囲の該範囲を変えて、上記同様の手順で処理して、再び、得られた振動縞画像Aにおける最大輝点Amax の輝度が、前記記憶している最大輝点Amax 1 の最大値と一致するか否か比較する。このように変調信号の変調周波数を前記所定範囲内で順次変えてゆくと、振動縞画像Aの全体の輝度が種々変化してゆく。
このような処理は、前記手順を経て得られる振動縞画像Aにおける最大輝点Amax の輝度が、前記記憶している最大輝点Amax 1 の最大値と一致するまで、変調信号の変調周波数を変えておこなわれる。
Next, an interference image group is obtained by the above-described method by changing the modulation frequency of the modulation signal to the semiconductor laser 2 within a predetermined range, and the interference image group is vibrated by performing the image processing in the control device 4. A fringe image A is obtained. This vibration fringe image A is also displayed on the video monitor 10 connected to the control device 4.
Whether or not the luminance of the maximum bright spot Amax in the vibration fringe image A obtained by changing the modulation frequency in this way matches the maximum value of the maximum bright spot Amax 1 stored in the control device 4. The control device 4 performs a comparison operation.
If they do not match as a result of the comparison operation, the predetermined frequency range of the modulation signal to be modulated to the semiconductor laser 2 is changed and processed in the same procedure as described above. It is compared whether or not the luminance of the maximum bright spot Amax in the striped image A matches the stored maximum value of the maximum bright spot Amax 1. As described above, when the modulation frequency of the modulation signal is sequentially changed within the predetermined range, the overall luminance of the vibration fringe image A changes variously.
Such processing changes the modulation frequency of the modulation signal until the brightness of the maximum bright spot Amax in the vibration fringe image A obtained through the above procedure matches the maximum value of the stored maximum bright spot Amax 1. It is done.

そして、前記振動縞画像Aにおける最大輝点Amax の輝度が前記記憶している最大輝点Amax 1 の最大値と一致すると、そのときの半導体レーザ2へ入力している変調信号の変調周波数が制御装置4によって読み取られ、この変調周波数が、計測しようとする計測面6Aの振動周波数fとなる。   When the brightness of the maximum bright spot Amax in the vibration fringe image A matches the maximum value of the stored maximum bright spot Amax1, the modulation frequency of the modulation signal input to the semiconductor laser 2 at that time is controlled. The modulation frequency read by the apparatus 4 becomes the vibration frequency f of the measurement surface 6A to be measured.

そして、前述のように、振動縞画像Aの最大輝点Amax 部分の輝度の変化は、前記映像モニタ10に映し出され、オペレータが視認することができることから、制御装置4による比較演算ではなく、この映像モニタ10をオペレータが視認しながら、ファンクションジェネレータ3を順次調節することによって、最大値と等しい輝度となる最大輝点Amax が得られる変調周波数を目視により見つけ出し、計測面6Aの振動周波数fを検出してもよい。   As described above, the luminance change of the maximum bright spot Amax portion of the vibration fringe image A is displayed on the video monitor 10 and can be visually recognized by the operator. While the operator visually recognizes the video monitor 10, the function generator 3 is sequentially adjusted to visually find the modulation frequency at which the maximum bright spot Amax having the same luminance as the maximum value is obtained, and the vibration frequency f of the measurement surface 6A is detected. May be.

あるいは、前述のように予め最大輝点Amax 1 の最大値を求めておくことなく、順次振動縞画像の最大輝点Amax の最大値を比較することによって、前記最大輝点Amax 1 の最大値に対応する最大値を求めるよう構成してもよい。   Alternatively, without obtaining the maximum value of the maximum bright spot Amax 1 in advance as described above, by sequentially comparing the maximum values of the maximum bright spot Amax of the vibration fringe image, the maximum value of the maximum bright spot Amax 1 is obtained. You may comprise so that a corresponding maximum value may be calculated | required.

また、前記一連の計測において、前記変調周波数の振幅M(前記式(1)参照)を小さくすることによって、実際上利用可能な短時間で且つ正確な振動周波数fの計測が可能となる。つまり、前記干渉画像を形成する干渉光の位相「θ(t)」は、前記式(1)で表すことができるが、この「M」の値を小さくしてゆくと、振動と異なる周波数および異なる位相の場合でも、TVカメラの蓄積時間内(シャッター速度内:例えば1/30秒間)での位相θ(t)の変化量が小さくなり、この結果、変調周波数の変化に伴う最大輝点の輝度の変化が図5に図示するように緩やかになることから、変調周波数fm と振動周波数fが相違していても、最大輝点の輝度が最大値と等しくなる変調周波数(図5の「Z」で示す位置での変調周波数)を容易に見つけることが可能となるためである。   Further, in the series of measurements, by reducing the amplitude M of the modulation frequency (refer to the equation (1)), it is possible to measure the vibration frequency f accurately in a short time that can be actually used. That is, the phase “θ (t)” of the interference light that forms the interference image can be expressed by the above equation (1). However, if the value of “M” is decreased, Even in the case of different phases, the amount of change in the phase θ (t) within the TV camera accumulation time (shutter speed: for example, 1/30 second) becomes small. Since the change in luminance becomes gradual as shown in FIG. 5, even if the modulation frequency fm and the vibration frequency f are different, the modulation frequency at which the luminance of the maximum bright spot becomes equal to the maximum value (“Z” in FIG. 5). This is because the modulation frequency at the position indicated by “” can be easily found.

ところで、前記各実施例では、半導体レーザの発振器が内蔵型のものについて説明したが、発振器が外付型の場合には、該発振器の長さを変化させて変調するよう構成しても、前記実施例と同様に本発明を実施することができる。   In each of the above embodiments, the semiconductor laser oscillator is described as being built-in. However, when the oscillator is an external oscillator, the length of the oscillator may be changed and modulated. The present invention can be implemented in the same manner as in the examples.

また、半導体レーザ以外のレーザを用いても、本発明を実施することができ、かかる場合、前記レーザ光の波長の変調については各レーザの種類によってそれに対応したものとすればよい。   In addition, the present invention can be carried out using a laser other than a semiconductor laser. In such a case, the modulation of the wavelength of the laser beam may be made corresponding to the type of each laser.

本願発明にかかる振動計測方法および振動計測装置は、精密機器や車載機器等の振動する部分等の振幅や振動周波数を計測するのに用いることができる。   The vibration measuring method and the vibration measuring apparatus according to the present invention can be used to measure the amplitude and vibration frequency of a vibrating part of a precision instrument or an in-vehicle apparatus.

本発明の一実施例にかかる振動計測装置の全体の構成を模式図的に表した全体図である。1 is an overall view schematically showing the overall configuration of a vibration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示す振動計測装置の映像モニタに表示される振動縞画像を示す図である。It is a figure which shows the vibration fringe image displayed on the video monitor of the vibration measuring device shown in FIG. 図2に示す振動縞画像の中の最大輝点の部分を半導体レーザの波長を変化させることによって移動させた後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state after moving the part of the maximum bright spot in the vibration fringe image shown in FIG. 2 by changing the wavelength of a semiconductor laser. 図1に示す制御装置のメモリ内に記憶されている、注入電流iの振幅と計測面の振幅Lとの相関関係を示すテーブルである。3 is a table showing the correlation between the amplitude of an injection current i and the amplitude L of a measurement surface stored in the memory of the control device shown in FIG. 横軸に変調周波数「fm 」をとり、縦軸に最大輝点の輝度値をとって、変調周波数の変化に伴う最大輝点の輝度の変化の状態と最大輝点の最大値となる変調周波数の位置「Z」を表した図である。The horizontal axis represents the modulation frequency “fm”, the vertical axis represents the luminance value of the maximum bright spot, and the modulation frequency which becomes the maximum luminance value change state and the maximum bright spot luminance value accompanying the change of the modulation frequency. It is a figure showing position "Z".

符号の説明Explanation of symbols

A…振動縞画像
Amax …振動縞画像の最大輝点
2…半導体レーザ
6…被計測物
6A…計測面
L…振動振幅

A: Vibration fringe image Amax: Maximum bright spot of vibration fringe image
2 ... Semiconductor laser
6 ... measured object
6A ... Measurement surface
L: Vibration amplitude

Claims (4)

レーザを光源とし、このレーザ光を分離して、該分離した一方を前記測定面に照射して得たその反射光と、該分離したもう一方の光からなる参照光とを重ね合わせて、結像面上で干渉画像を形成し、時系列で蓄積した前記干渉画像群を画像処理することによって振動縞画像を得て被測定物の振動を計測する電子スペックル干渉法において、
レーザ光の波長を変調する変調信号の変調周波数を所定範囲で、この振動縞画像中の最大輝点の輝度の最大値が求まるまで変化させて、前記処理を繰り返して、当該最大値が求まったときの変調信号の変調周波数を、前記測定面の振動周波数として、該計測面の振動周波数を求めることを特徴とする方法。
A laser is used as a light source, the laser light is separated, and the reflected light obtained by irradiating the separated surface onto the measurement surface is overlapped with the reference light composed of the separated light. In the electronic speckle interferometry, which forms an interference image on the image plane, obtains a vibration fringe image by image processing the interference image group accumulated in time series, and measures the vibration of the object to be measured.
The modulation frequency of the modulation signal that modulates the wavelength of the laser light is changed within a predetermined range until the maximum value of the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image is obtained, and the above processing is repeated to obtain the maximum value. A vibration frequency of the measurement surface is obtained using a modulation frequency of the modulation signal as a vibration frequency of the measurement surface.
請求項1記載の最大輝点の輝度の最大値を求めるための振動計測方法であって、
前記レーザに変調信号を入力することなしに得た、前記振動縞画像中の最大輝点の輝度を、比較する最大値として予め求めておき、
次に、レーザに入力する変調信号の変調周波数を所定範囲で変化させ、得られる振動縞画像中の最大輝点の輝度と、前記比較する最大値が一致するか否か比較し、一致するまで前記所定範囲で変調周波数を変化させて前記処理を繰り返し、一致したときの変調信号の変調周波数を、前記測定面の振動周波数として、該計測面の振動周波数を求めることを特徴とする方法。
A vibration measurement method for obtaining a maximum value of luminance of a maximum bright spot according to claim 1 ,
Obtained in advance as the maximum value to compare the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image obtained without inputting a modulation signal to the laser,
Next, the modulation frequency of the modulation signal input to the laser is changed within a predetermined range, and the brightness of the maximum bright spot in the obtained vibration fringe image is compared with whether or not the maximum value to be compared matches. The method is characterized in that the vibration frequency of the measurement surface is obtained by changing the modulation frequency within the predetermined range and repeating the processing, and using the modulation frequency of the modulation signal when the two coincide with each other as the vibration frequency of the measurement surface.
前記変調信号の変調周波数を所定範囲で変化させて干渉画像群を得る際に、前記変調信号の振幅を小さくすることを特徴とする請求項1記載の方法。 The method according to claim 1 , wherein when the interference image group is obtained by changing the modulation frequency of the modulation signal within a predetermined range, the amplitude of the modulation signal is reduced. 請求項1記載の計測面の振動を計測する方法を実施するための振動測定装置であって、 この振動測定装置が、
変調信号を入力することによって波長が変調可能な前記レーザと、
前記変調信号の周波数を変えることが可能な変調信号変更手段と、
前記レーザから発する光を分離して、その一方の光を前記測定面に照射してその反射光を得るとともに、もう一方の光を参照光として、これら反射光と参照光とを重ね合わせて、結像面上で結像させる、光学系と、
前記結像面上で結像させた画像を撮像するTVカメラと、
前記変調信号の変調周波数を適宜範囲で変えて得た前記振動縞画像中の最大輝点の輝度の最大値を求め、最大値が求まったときの変調周波数を計測面の振動周波数とする制御装置とを具備することを特徴とする振動測定装置。
A vibration measurement device for carrying out the method for measuring vibration of a measurement surface according to claim 1 , wherein the vibration measurement device comprises:
The laser capable of modulating the wavelength by inputting a modulation signal;
Modulation signal changing means capable of changing the frequency of the modulation signal;
Separate the light emitted from the laser, irradiate one of the light on the measurement surface to obtain the reflected light, and use the other light as the reference light, superimposing the reflected light and the reference light, An optical system that forms an image on the imaging plane;
A TV camera that captures an image formed on the imaging surface;
A control device that obtains the maximum value of the brightness of the maximum bright spot in the vibration fringe image obtained by changing the modulation frequency of the modulation signal in an appropriate range, and uses the modulation frequency when the maximum value is obtained as the vibration frequency of the measurement surface A vibration measuring apparatus comprising:
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