JPH08261717A - 非接触変位計 - Google Patents
非接触変位計Info
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- JPH08261717A JPH08261717A JP6756895A JP6756895A JPH08261717A JP H08261717 A JPH08261717 A JP H08261717A JP 6756895 A JP6756895 A JP 6756895A JP 6756895 A JP6756895 A JP 6756895A JP H08261717 A JPH08261717 A JP H08261717A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 照射レーザ光の状況や被測定試料の表面状態
に起因して、スペックルパターンデータのベースライン
が傾いていても、スペックルパターンの移動量ひいては
変位情報の計測誤差が生じない非接触変位計を提供す
る。 【構成】 イメージセンサ２からの各スペックルパター
ンデータを、１回微分した後に相互相関関数を演算し、
その関数のピーク位置を算出するか、あるいは、イメー
ジセンサ２からの各スペックルパターンデータを用いて
相互相関関数を演算した後、その関数を２回微分した後
にピーク位置の算出に供することで、スペックルパター
ンデータのベースラインの傾きにより生じる相互相関関
数のベースラインの傾きによる影響が、ピーク位置の算
出に影響を及ぼさないようにする。
に起因して、スペックルパターンデータのベースライン
が傾いていても、スペックルパターンの移動量ひいては
変位情報の計測誤差が生じない非接触変位計を提供す
る。 【構成】 イメージセンサ２からの各スペックルパター
ンデータを、１回微分した後に相互相関関数を演算し、
その関数のピーク位置を算出するか、あるいは、イメー
ジセンサ２からの各スペックルパターンデータを用いて
相互相関関数を演算した後、その関数を２回微分した後
にピーク位置の算出に供することで、スペックルパター
ンデータのベースラインの傾きにより生じる相互相関関
数のベースラインの傾きによる影響が、ピーク位置の算
出に影響を及ぼさないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定試料の表面にレ
ーザ光を照射して得られるスペックルパターンを利用し
て、非接触のもとに被測定試料の変位情報を得る変位計
に関する。なお、本発明で言う変位情報とは、被測定試
料の１点における変位情報のほかに、例えば材料試験機
等における試験片の伸び等、被測定試料の２点での変位
量に基づく伸びや縮み量等をも含む。
ーザ光を照射して得られるスペックルパターンを利用し
て、非接触のもとに被測定試料の変位情報を得る変位計
に関する。なお、本発明で言う変位情報とは、被測定試
料の１点における変位情報のほかに、例えば材料試験機
等における試験片の伸び等、被測定試料の２点での変位
量に基づく伸びや縮み量等をも含む。
【０００２】
【従来の技術】被測定試料の表面にレーザ光を照射して
得られるスペックルパターンを利用して、その試料の変
位情報を非接触のもとに測定する方法が知られている。
得られるスペックルパターンを利用して、その試料の変
位情報を非接触のもとに測定する方法が知られている。
【０００３】このようなスペックルパターンを利用して
変位情報を得る場合、基本的には、被測定試料の測定対
象面からのレーザ光の散乱光を、イメージセンサによっ
て光電変換してスペックルパターンに応じた電気信号を
刻々と得るとともに、その刻々の信号の相互相関関数を
求めることにより、スペックルパターンの移動量を求
め、そのスペックルパターンの移動量から被測定試料の
変位情報を得る。また、このような原理を用いて、被測
定試料の２箇所におけるスペックルパターンの移動量を
個別に求めるとともに、その差を算出することにより、
その２箇所間における被測定試料の伸びまたは縮み量を
求めることができ、材料試験機の試験片の伸びの測定等
にも利用することができる。
変位情報を得る場合、基本的には、被測定試料の測定対
象面からのレーザ光の散乱光を、イメージセンサによっ
て光電変換してスペックルパターンに応じた電気信号を
刻々と得るとともに、その刻々の信号の相互相関関数を
求めることにより、スペックルパターンの移動量を求
め、そのスペックルパターンの移動量から被測定試料の
変位情報を得る。また、このような原理を用いて、被測
定試料の２箇所におけるスペックルパターンの移動量を
個別に求めるとともに、その差を算出することにより、
その２箇所間における被測定試料の伸びまたは縮み量を
求めることができ、材料試験機の試験片の伸びの測定等
にも利用することができる。
【０００４】スペックルパターンの移動量の具体的な算
出方法は、図４に例示するように、２つの異なる時点に
採取されたスペックルパターンデータＡおよびＢの相互
相関関数ＣＣを演算するとともに、その相互相関関数Ｃ
Ｃのピーク位置を近似計算によって求め、そのピーク位
置情報を先のデータＡの採取時点に対する後の同データ
Ｂの採取時点におけるスペックルパターンの移動量とす
る。実際には、ある時点においてサンプリングされたス
ペックルパターンデータを参照データとして、その参照
データと、以後、刻々とサンプリングされるスペックル
パターンデータとの相互相関関数を求め、参照データの
採取時点からの刻々のスペックルパターンの移動量を算
出する。また、近似計算によるピーク位置Ｐの求め方
は、図４において、例えば放物線近似を用いる場合に
は、
出方法は、図４に例示するように、２つの異なる時点に
採取されたスペックルパターンデータＡおよびＢの相互
相関関数ＣＣを演算するとともに、その相互相関関数Ｃ
Ｃのピーク位置を近似計算によって求め、そのピーク位
置情報を先のデータＡの採取時点に対する後の同データ
Ｂの採取時点におけるスペックルパターンの移動量とす
る。実際には、ある時点においてサンプリングされたス
ペックルパターンデータを参照データとして、その参照
データと、以後、刻々とサンプリングされるスペックル
パターンデータとの相互相関関数を求め、参照データの
採取時点からの刻々のスペックルパターンの移動量を算
出する。また、近似計算によるピーク位置Ｐの求め方
は、図４において、例えば放物線近似を用いる場合に
は、
【０００５】
【数１】
【０００６】となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被測定試料
に照射するレーザ光の状況や、被測定試料の表面の状態
などの影響により、散乱光を受光して得られるスペック
ルパターンの強度は均一にはならず、図５に例示するよ
うに、参照データ並びにこれと比較すべきサンプリング
データともベースラインが傾くことがある。このような
場合、相互相関関数ＣＣのベースラインも図示のように
傾く。相互相関関数ＣＣのベースラインが例えば図５の
ように右上がりに傾くと、傾いていない本来の状態にお
いてｆ-1にあるべきものが（ｆ-1−δ）に、ｆ+1にある
べきものが（ｆ+1＋δ）にくることを意味し、この場
合、上記（１）式と同じ近似計算によってピーク位置Ｐ
を求めるためのΔＰを算出すると、
に照射するレーザ光の状況や、被測定試料の表面の状態
などの影響により、散乱光を受光して得られるスペック
ルパターンの強度は均一にはならず、図５に例示するよ
うに、参照データ並びにこれと比較すべきサンプリング
データともベースラインが傾くことがある。このような
場合、相互相関関数ＣＣのベースラインも図示のように
傾く。相互相関関数ＣＣのベースラインが例えば図５の
ように右上がりに傾くと、傾いていない本来の状態にお
いてｆ-1にあるべきものが（ｆ-1−δ）に、ｆ+1にある
べきものが（ｆ+1＋δ）にくることを意味し、この場
合、上記（１）式と同じ近似計算によってピーク位置Ｐ
を求めるためのΔＰを算出すると、
【０００８】
【数２】
【０００９】となり、最終の式の右辺第２項で示される
誤差が現れることになる。このようなスペックルパター
ンのベースラインの傾きが、相互相関関数のピーク位置
Ｐの計算誤差に及ぼす影響は、計算時間を短縮する目的
でスペックルパターンのチャンネル数（画素数）を減ら
す場合や、イメージセンサと被測定試料との間にレンズ
を配置して、変位分布を計測するに際してその空間分解
能を上げるためにスペックルパターンのチャンネル数
（画素数）を減らす場合に、特に顕著となる。
誤差が現れることになる。このようなスペックルパター
ンのベースラインの傾きが、相互相関関数のピーク位置
Ｐの計算誤差に及ぼす影響は、計算時間を短縮する目的
でスペックルパターンのチャンネル数（画素数）を減ら
す場合や、イメージセンサと被測定試料との間にレンズ
を配置して、変位分布を計測するに際してその空間分解
能を上げるためにスペックルパターンのチャンネル数
（画素数）を減らす場合に、特に顕著となる。
【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、照射レーザ光の状況や被測定試料の表面状態によ
ってスペックルパターンのベースラインが傾いても、相
互相関関数のピーク位置の計算結果に誤差が生じにく
く、ひいては変位の計測誤差が生じにくい非接触変位計
の提供を目的としている。
ので、照射レーザ光の状況や被測定試料の表面状態によ
ってスペックルパターンのベースラインが傾いても、相
互相関関数のピーク位置の計算結果に誤差が生じにく
く、ひいては変位の計測誤差が生じにくい非接触変位計
の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明の非接触変位計は、被測定試料Ｗにレーザ
光を照射することによって得られる散乱光を受光してス
ペックルパターンを検出するイメージセンサ２の出力を
用いて、２つの異なる時点におけるスペックルパターン
データの相互相関関数を演算し、そのピーク位置を求め
ることにより、それらの時点間におけるスペックルパタ
ーンの移動量を求めて被測定試料の変位情報とする演算
手段６を備えた変位計において、演算手段６が、上記の
各スペックルパターンデータを１回微分してから相互相
関関数の演算に供するか、もしくは、検出された各スペ
ックルパターンデータを用いて相互相関関数を演算（相
関関数演算部６ａ）した後、得られた相互相関関数を２
回微分して（２回微分演算部６ｂ）からピーク位置を求
める（ピーク位置演算部６ｃ）ように構成されているこ
とによって特徴づけられる。
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明の非接触変位計は、被測定試料Ｗにレーザ
光を照射することによって得られる散乱光を受光してス
ペックルパターンを検出するイメージセンサ２の出力を
用いて、２つの異なる時点におけるスペックルパターン
データの相互相関関数を演算し、そのピーク位置を求め
ることにより、それらの時点間におけるスペックルパタ
ーンの移動量を求めて被測定試料の変位情報とする演算
手段６を備えた変位計において、演算手段６が、上記の
各スペックルパターンデータを１回微分してから相互相
関関数の演算に供するか、もしくは、検出された各スペ
ックルパターンデータを用いて相互相関関数を演算（相
関関数演算部６ａ）した後、得られた相互相関関数を２
回微分して（２回微分演算部６ｂ）からピーク位置を求
める（ピーク位置演算部６ｃ）ように構成されているこ
とによって特徴づけられる。
【００１２】
【作用】図２に示すように、（Ａ）のようにベースライ
ンが傾いた相互相関関数ＣＣを１回微分すると、その相
互相関関数ＣＣの傾きの影響は、（Ｂ）のように、得ら
れた曲線ＣＣ′の縦軸に沿った上下方向への移動に現れ
るだけとなる。ただし、この１回微分した曲線ＣＣ′で
は、元の相互相関関数ＣＣのピーク位置と異なる位置に
ピークが現れる。そこで、この曲線ＣＣ′を更にもう１
回微分すると、当初の相互相関関数ＣＣのピーク位置と
同じ位置にピーク位置を持つ（Ｃ）に示すような曲線Ｃ
Ｃ″が得られ、しかも、元の相互相関関数ＣＣのベース
ラインの傾きの影響は、この曲線ＣＣ″のピーク位置の
近似計算には全く及ばない。従って、この曲線ＣＣ″か
らピーク位置を近似計算すれば、相互相関関数ＣＣのベ
ースラインの傾きの影響を受けずに、相関ピークの位置
の計算が可能となる。
ンが傾いた相互相関関数ＣＣを１回微分すると、その相
互相関関数ＣＣの傾きの影響は、（Ｂ）のように、得ら
れた曲線ＣＣ′の縦軸に沿った上下方向への移動に現れ
るだけとなる。ただし、この１回微分した曲線ＣＣ′で
は、元の相互相関関数ＣＣのピーク位置と異なる位置に
ピークが現れる。そこで、この曲線ＣＣ′を更にもう１
回微分すると、当初の相互相関関数ＣＣのピーク位置と
同じ位置にピーク位置を持つ（Ｃ）に示すような曲線Ｃ
Ｃ″が得られ、しかも、元の相互相関関数ＣＣのベース
ラインの傾きの影響は、この曲線ＣＣ″のピーク位置の
近似計算には全く及ばない。従って、この曲線ＣＣ″か
らピーク位置を近似計算すれば、相互相関関数ＣＣのベ
ースラインの傾きの影響を受けずに、相関ピークの位置
の計算が可能となる。
【００１３】また、相互相関関数ＣＣを２回微分して得
られる曲線ＣＣ″は、参照データ並びにサンプリングデ
ータをそれぞれ１回微分してから相互相関関数を求めた
場合に得られる曲線と同等となり、上記と全く同様の作
用を奏することができる。
られる曲線ＣＣ″は、参照データ並びにサンプリングデ
ータをそれぞれ１回微分してから相互相関関数を求めた
場合に得られる曲線と同等となり、上記と全く同様の作
用を奏することができる。
【００１４】すなわち、参照データをｘ（ｉ）、サンプ
リングデータをｙ（ｉ）とするとともに、ｉをイメージ
センサのチャンネル数として、Δｘ（ｉ）およびΔｙ
（ｉ）をそれぞれ
リングデータをｙ（ｉ）とするとともに、ｉをイメージ
センサのチャンネル数として、Δｘ（ｉ）およびΔｙ
（ｉ）をそれぞれ
【００１５】
【数３】
【００１６】で表される、参照データｘ（ｉ）およびサ
ンプリングデータｙ（ｉ）の１回微分値としたとき、こ
れらの相互相関関数ＤＡ（ｎ）は、
ンプリングデータｙ（ｉ）の１回微分値としたとき、こ
れらの相互相関関数ＤＡ（ｎ）は、
【００１７】
【数４】
【００１８】で表される。この（４）式は、
【００１９】
【数５】
【００２０】と表され、また、
【００２１】
【数６】
【００２２】であるから、
【００２３】
【数７】
【００２４】となり、生の参照データ並びにサンプリン
グデータを用いて相互相関関数を得た後に２回微分した
図２にＣＣ″で示したものと同等の関数が得られる。
グデータを用いて相互相関関数を得た後に２回微分した
図２にＣＣ″で示したものと同等の関数が得られる。
【００２５】
【実施例】図１は本発明実施例の全体構成図である。レ
ーザ光照射光学系１は、半導体レーザ１ａ、コリメータ
レンズ１ｂ、および２つのシリンドリカルレンズ１ｃ，
１ｄからなるビームエキスパンダによって構成され、半
導体レーザ１ａからの出力レーザ光は変位計測方向であ
る図中上下方向にライン状に引き延ばされた状態で被測
定試料Ｗの表面に照射される。
ーザ光照射光学系１は、半導体レーザ１ａ、コリメータ
レンズ１ｂ、および２つのシリンドリカルレンズ１ｃ，
１ｄからなるビームエキスパンダによって構成され、半
導体レーザ１ａからの出力レーザ光は変位計測方向であ
る図中上下方向にライン状に引き延ばされた状態で被測
定試料Ｗの表面に照射される。
【００２６】その照射レーザ光の被測定試料Ｗの表面に
よる散乱光は、集光レンズ２ａによってイメージセンサ
２の受光面に結像される。イメージセンサ２は、複数個
の画素が変位計測方向に並べられた１次元イメージセン
サであって、散乱光に含まれるスペックルパターンに応
じた電気信号を出力する。そのイメージセンサ２の出力
は増幅器３で増幅された後、Ａ−Ｄ変換器４でデジタル
化されてメモリ５に取り込まれ、演算部６による演算に
供される。
よる散乱光は、集光レンズ２ａによってイメージセンサ
２の受光面に結像される。イメージセンサ２は、複数個
の画素が変位計測方向に並べられた１次元イメージセン
サであって、散乱光に含まれるスペックルパターンに応
じた電気信号を出力する。そのイメージセンサ２の出力
は増幅器３で増幅された後、Ａ−Ｄ変換器４でデジタル
化されてメモリ５に取り込まれ、演算部６による演算に
供される。
【００２７】演算部６は、実際には高速信号処理装置と
ＣＰＵを主体とするものであるが、図１においては、機
能別にブロック化して示している。すなわち、イメージ
センサ２からのデータは所定の微小時間ごとにメモリ５
に格納されていくが、計測開始当初のデータは参照デー
タとしてメモリ５の規定アドレスに格納され、以降、メ
モリ５にデータがサンプリングされるごとに、相関関数
演算部６ａにおいてそのサンプリングデータと参照デー
タとの相互相関関数が算出される。なお、参照データ
は、相互相関関数の相関強度が限度を越えて低下した時
点で、その時点におけるサンプリングデータを新たな参
照データとする更新が実行される。
ＣＰＵを主体とするものであるが、図１においては、機
能別にブロック化して示している。すなわち、イメージ
センサ２からのデータは所定の微小時間ごとにメモリ５
に格納されていくが、計測開始当初のデータは参照デー
タとしてメモリ５の規定アドレスに格納され、以降、メ
モリ５にデータがサンプリングされるごとに、相関関数
演算部６ａにおいてそのサンプリングデータと参照デー
タとの相互相関関数が算出される。なお、参照データ
は、相互相関関数の相関強度が限度を越えて低下した時
点で、その時点におけるサンプリングデータを新たな参
照データとする更新が実行される。
【００２８】相関関数演算部６ａによる相互相関関数の
演算結果は、次いで２回微分演算部６ｂに送られ、ここ
で相互相関関数の２回微分が実行される。そして、２回
微分後の関数は、ピーク位置演算部６ｃに送られて、そ
のピーク位置が近似計算によって求められる。このよう
にして求められたピーク位置は、参照データのスペック
ルパターンに対するサンプリングデータのスペックルパ
ターンの移動量を表し、そのピーク位置が参照データの
サンプリング時点から現時点までの被測定試料Ｗの変位
情報として出力される。
演算結果は、次いで２回微分演算部６ｂに送られ、ここ
で相互相関関数の２回微分が実行される。そして、２回
微分後の関数は、ピーク位置演算部６ｃに送られて、そ
のピーク位置が近似計算によって求められる。このよう
にして求められたピーク位置は、参照データのスペック
ルパターンに対するサンプリングデータのスペックルパ
ターンの移動量を表し、そのピーク位置が参照データの
サンプリング時点から現時点までの被測定試料Ｗの変位
情報として出力される。
【００２９】以上の本発明実施例において、イメージセ
ンサ２に入射する散乱光中のスペックルパターンが被測
定試料Ｗの変位計測方向に均一でなく、これによってイ
メージセンサ２の出力が前記した図５に示したようにそ
のベースラインが傾いている場合、相関関数演算部６ａ
で演算された相互相関関数ＣＣも同図あるいは図２
（Ａ）に示すようにベースラインが傾いたものとなる。
この相互相関関数ＣＣを２回微分演算部６ｂによって２
回微分すると、その処理後の関数ＣＣ″は、図２（Ｃ）
に示すように元の相互相関関数ＣＣと同じ位置にピーク
を持ち、しかも、全体として曲線が傾斜しておらず、従
って元の相互相関関数ＣＣのベースラインの傾きは、次
段のピーク位置演算部６ｃによるピーク位置の近似計算
における誤差要因とはならない。
ンサ２に入射する散乱光中のスペックルパターンが被測
定試料Ｗの変位計測方向に均一でなく、これによってイ
メージセンサ２の出力が前記した図５に示したようにそ
のベースラインが傾いている場合、相関関数演算部６ａ
で演算された相互相関関数ＣＣも同図あるいは図２
（Ａ）に示すようにベースラインが傾いたものとなる。
この相互相関関数ＣＣを２回微分演算部６ｂによって２
回微分すると、その処理後の関数ＣＣ″は、図２（Ｃ）
に示すように元の相互相関関数ＣＣと同じ位置にピーク
を持ち、しかも、全体として曲線が傾斜しておらず、従
って元の相互相関関数ＣＣのベースラインの傾きは、次
段のピーク位置演算部６ｃによるピーク位置の近似計算
における誤差要因とはならない。
【００３０】以上の実施例では、参照データとサンプリ
ングデータとの相互相関関数を演算した後、その関数を
２回微分したが、これに代えて、参照データ並びにサン
プリングデータを１回微分した後、微分後のデータどう
しの相互相関関数を算出しても、前記したように、上記
の実施例における２回微分後の関数ＣＣ″と全く同様の
関数が得られる。
ングデータとの相互相関関数を演算した後、その関数を
２回微分したが、これに代えて、参照データ並びにサン
プリングデータを１回微分した後、微分後のデータどう
しの相互相関関数を算出しても、前記したように、上記
の実施例における２回微分後の関数ＣＣ″と全く同様の
関数が得られる。
【００３１】この場合の演算部６０の構成例を、図３に
機能別にブロック化して示す。この例では、メモリ５に
格納されたスペックルパターンデータは、参照データお
よびサンプリングデータとも、１回微分演算部６０ａに
送られ、ここでそれぞれのデータが１回微分された後、
相関演算部６０ｂに送られ、微分処理後の参照データと
サンプリングデータとの間の相互相関関数が演算され
る。そして、その相互相関関数のピーク位置が、ピーク
位置演算部６０ｃによって近似計算によって求められ
る。
機能別にブロック化して示す。この例では、メモリ５に
格納されたスペックルパターンデータは、参照データお
よびサンプリングデータとも、１回微分演算部６０ａに
送られ、ここでそれぞれのデータが１回微分された後、
相関演算部６０ｂに送られ、微分処理後の参照データと
サンプリングデータとの間の相互相関関数が演算され
る。そして、その相互相関関数のピーク位置が、ピーク
位置演算部６０ｃによって近似計算によって求められ
る。
【００３２】この図３に示した実施例によっても、スペ
ックルパターンデータにベースラインの傾きがあって
も、上記の図１の例と全く同様に、その影響を受けるこ
となく正確なピーク位置の計算結果を得ることができ
る。
ックルパターンデータにベースラインの傾きがあって
も、上記の図１の例と全く同様に、その影響を受けるこ
となく正確なピーク位置の計算結果を得ることができ
る。
【００３３】なお、図３の例において、参照データにつ
いては最初に１回微分演算部６０ａによって微分した
後、メモリ５に記憶しておき、その微分処理後の参照デ
ータを相関演算の都度呼び出すようにしてもよいことは
勿論である。
いては最初に１回微分演算部６０ａによって微分した
後、メモリ５に記憶しておき、その微分処理後の参照デ
ータを相関演算の都度呼び出すようにしてもよいことは
勿論である。
【００３４】以上の各実施例においては、被測定試料Ｗ
の１点における変位を計測する場合について述べたが、
イメージセンサ２からの各チャンネル出力のうち、互い
に所定のチャンネル分を開けた２群の各複数チャンネル
からのデータを、それぞれ上記と同様な処理を施して、
それぞれについてスペックルパターンの移動量を個別に
求めるとともに、その両移動量の差を求めることによ
り、被測定試料の２点間の伸びないしは縮み量を求める
ようにしてもよいことは勿論である。
の１点における変位を計測する場合について述べたが、
イメージセンサ２からの各チャンネル出力のうち、互い
に所定のチャンネル分を開けた２群の各複数チャンネル
からのデータを、それぞれ上記と同様な処理を施して、
それぞれについてスペックルパターンの移動量を個別に
求めるとともに、その両移動量の差を求めることによ
り、被測定試料の２点間の伸びないしは縮み量を求める
ようにしてもよいことは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、イメー
ジセンサの出力に基づく被測定試料からの、互いに異な
る時点におけるスペックルパターンデータの相互相関関
数のピーク位置を計算して、スペックルパターンの移動
量を求めて被測定試料の変位情報を得るに当たり、各ス
ペックルパターンデータを１回微分した後に、これらの
相互相関関数を求めてピーク位置の計算に供するか、あ
るいは、各スペックルパターンデータの相互相関関数を
求めるとともに、その関数を２回微分した後にピーク位
置の計算に供するので、照射レーザ光の状況や被測定試
料の表面状態等によってスペックルパターンが一様な強
度を持たずにベースラインが傾いた状態であっても、そ
れに起因するピーク位置の計算誤差が生じず、常に正確
な変位情報を得ることができる。
ジセンサの出力に基づく被測定試料からの、互いに異な
る時点におけるスペックルパターンデータの相互相関関
数のピーク位置を計算して、スペックルパターンの移動
量を求めて被測定試料の変位情報を得るに当たり、各ス
ペックルパターンデータを１回微分した後に、これらの
相互相関関数を求めてピーク位置の計算に供するか、あ
るいは、各スペックルパターンデータの相互相関関数を
求めるとともに、その関数を２回微分した後にピーク位
置の計算に供するので、照射レーザ光の状況や被測定試
料の表面状態等によってスペックルパターンが一様な強
度を持たずにベースラインが傾いた状態であっても、そ
れに起因するピーク位置の計算誤差が生じず、常に正確
な変位情報を得ることができる。
【図１】本発明実施例の全体構成を示す模式図
【図２】本発明実施例の演算部６における相互相関関数
の２回微分による作用説明図で、（Ａ）は２つのスペッ
クルパターンデータの相互相関関数、（Ｂ）はそれを１
回微分した後の関数、（Ｃ）は更にもう１回微分した後
の関数をそれぞれ例示するグラフ
の２回微分による作用説明図で、（Ａ）は２つのスペッ
クルパターンデータの相互相関関数、（Ｂ）はそれを１
回微分した後の関数、（Ｃ）は更にもう１回微分した後
の関数をそれぞれ例示するグラフ
【図３】本発明の他の実施例の要部構成を示す模式図
【図４】スペックルパターンを利用した非接触変位計に
おける、スペックルパターンの移動量の具体的な求め方
の例を示す説明図
おける、スペックルパターンの移動量の具体的な求め方
の例を示す説明図
【図５】スペックルパターンデータのベースラインが傾
いているときの相互相関関数の状態の説明図
いているときの相互相関関数の状態の説明図
１ レーザ光照射光学系 ２ イメージセンサ ４ Ａ−Ｄ変換器 ５ メモリ ６ 演算部 ６ａ 相関関数演算部 ６ｂ ２回微分演算部 ６ｃ ピーク位置演算部 ６０ 演算部 ６０ａ １回微分演算部 ６０ｂ 相関関数演算部 ６０ｃ ピーク位置演算部
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定試料にレーザ光を照射するレーザ
光照射光学系と、そのレーザ光の被測定試料の表面によ
る散乱光を受光して、その散乱光に含まれるスペックル
パターンを検出するイメージセンサと、そのイメージセ
ンサの出力を用いて、２つの異なる時点におけるスペッ
クルパターンデータの相互相関関数を演算し、そのピー
ク位置を求めることにより、それらの時点間におけるス
ペックルパターンの移動量を求めて被測定試料の変位情
報とする演算手段を備えた変位計において、上記演算手
段は、上記各スペックルパターンデータを１回微分して
から上記相互相関関数の演算に供するか、もしくは、検
出された各スペックルパターンデータを用いて相互相関
関数を演算した後、得られた相互相関関数を２回微分し
てからピーク位置を求めることを特徴とする非接触変位
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6756895A JPH08261717A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 非接触変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6756895A JPH08261717A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 非接触変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261717A true JPH08261717A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13348702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6756895A Pending JPH08261717A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 非接触変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08261717A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030080162A (ko) * | 2002-04-06 | 2003-10-11 | 김희식 | 촬상소자 센서를 이용한 실시간 구조물 변위 계측기 |
| US6642506B1 (en) | 2000-06-01 | 2003-11-04 | Mitutoyo Corporation | Speckle-image-based optical position transducer having improved mounting and directional sensitivities |
| US6873422B2 (en) | 2000-12-08 | 2005-03-29 | Mitutoyo Corporation | Systems and methods for high-accuracy displacement determination in a correlation based position transducer |
| JP2006275666A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Steel Corp | 被覆損傷解析装置および方法ならびにそのプログラム |
| WO2011056318A3 (en) * | 2009-10-05 | 2011-07-14 | Kla-Tencor Corporation | Apparatus and method for measuring position and/or motion using surface micro-structure |
| JP2021173632A (ja) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | 株式会社島津製作所 | 歪み分布測定装置、及び歪み分布測定方法 |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6756895A patent/JPH08261717A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2021173632A (ja) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | 株式会社島津製作所 | 歪み分布測定装置、及び歪み分布測定方法 |
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