RU2042920C1 - Device for determination of profile of object surface - Google Patents

Device for determination of profile of object surface Download PDF

Info

Publication number
RU2042920C1
RU2042920C1 SU5047149A RU2042920C1 RU 2042920 C1 RU2042920 C1 RU 2042920C1 SU 5047149 A SU5047149 A SU 5047149A RU 2042920 C1 RU2042920 C1 RU 2042920C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
light
line
rotation
relief
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.В. Дрейден
Н.О. Рейнганд
И.В. Семенова
Original Assignee
Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН filed Critical Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН
Priority to SU5047149 priority Critical patent/RU2042920C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2042920C1 publication Critical patent/RU2042920C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instruments. SUBSTANCE: device has illuminating unit, which generates periodical regular distribution of light over object surface, and unit for recording surface image. The latter unit contains light-sensitive film. Illuminating unit illuminates surface with a pattern of line of light spots which are spaced by equal distance. In addition device has object rotation unit, which is mounted for rotation around plane which goes through line of light spots and light direction. Recording unit has possibility to move light-sensitive film in plane that is perpendicular to above mentioned. EFFECT: increased functional capabilities. 4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к технической физике, а именно оптике и измерительной технике, служащей для неразрушающего контроля промышленных изделий, и может быть использовано в машиностроении, приборостроении, оптической промышленности для контроля качества продукции. The invention relates to technical physics, namely optics and measuring equipment, which serves for non-destructive testing of industrial products, and can be used in mechanical engineering, instrumentation, and the optical industry for product quality control.

Известно устройство для определения рельефа поверхности объекта, содержащее двухчастотный лазер и узел регистрации голограммы объекта. Картина интерференционных полос, характеризующая рельеф объекта, образуется в результате восстановления двухэкспозиционной голограммы. При этом каждая их экспозиций производится со своей частотой излучения. Во время регистрации голограммы объект жестко закреплен, освещена только часть его поверхности [1]
При использовании этого устройства отсутствует возможность определения рельефа всей поверхности объекта при помощи одной голограммы. Чтобы определить рельеф всей поверхности, необходимо зарегистрировать серию голограмм различных частей поверхности объекта. При обработке полученных результатов возникают серьезные трудности, связанные со стыковкой отдельных контурных карт.
A device is known for determining the surface relief of an object, comprising a dual-frequency laser and an object hologram registration unit. The pattern of interference fringes characterizing the relief of an object is formed as a result of reconstructing a two-exposure hologram. Moreover, each of their expositions is made with its own radiation frequency. During registration of the hologram, the object is rigidly fixed, only part of its surface is illuminated [1]
When using this device, it is not possible to determine the relief of the entire surface of the object using one hologram. To determine the relief of the entire surface, it is necessary to register a series of holograms of various parts of the surface of the object. When processing the obtained results, serious difficulties arise associated with the docking of individual contour maps.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения рельефа поверхности объекта, в котором исследуемый объект освещают системой полос, образованных в результате интерференции света от двух когерентных источников. Объект, внесенный в эту систему и жестко закрепленный, покрыт контурными полосами, характеризующими его рельеф. Контурные полосы можно наблюдать визуально или непосредственно фотографировать [2]
Однако это устройство не позволяет единовременно получить информацию о рельефе всей поверхности объекта. Для этой цели необходимо зарегистрировать серию фотографий различных участков поверхности, освещенных системой интерференционных полос. Кроме того, возникают трудности, связанные со стыковкой полученных результатов.
Closest to the proposed is a device for determining the surface topography of an object in which the object under study is illuminated by a system of bands formed as a result of interference of light from two coherent sources. An object entered into this system and rigidly fixed is covered with contour strips characterizing its relief. Contour stripes can be observed visually or directly photographed [2]
However, this device does not allow one-time obtain information about the relief of the entire surface of the object. For this purpose, it is necessary to register a series of photographs of various surface areas illuminated by a system of interference fringes. In addition, difficulties arise associated with the matching of the results.

Задачей предлагаемого изобретения является получение информации, характеризующей рельеф всей поверхности объекта за одну экспозицию. The task of the invention is to obtain information characterizing the relief of the entire surface of the object in one exposure.

Для этого устройство для определения рельефа поверхности объекта, содержащее узел освещения поверхности объекта и узел регистрации изображения поверхности, включающий светочувствительную среду, снабжено узлом вращения объекта, узел освещения поверхности объекта выполнен с возможностью формирования линейки равноотстоящих одинаковых световых пятен, ось вращения узла вращения лежит в плоскости, проходящей через линейку световых пятен и направление распространения света, а узел регистрации выполнен с возможностью перемещения светочувствительной среды в плоскости, перпендикулярной вышеуказанной. To this end, a device for determining the surface relief of an object, comprising an object surface illumination unit and a surface image recording unit including a photosensitive medium, is provided with an object rotation unit, an object surface illumination unit is configured to form a line of equally spaced identical light spots, the axis of rotation of the rotation unit lies in a plane passing through the line of light spots and the direction of light propagation, and the registration unit is configured to move the light environment in a plane perpendicular to the above.

Узел освещения поверхности объекта выполнен в виде линейки светодиодов, или в виде последовательно установленных лазера, интерферометра и щелевой диафрагмы, или в виде последовательно установленных лазера и дифракционной решетки. The illumination unit of the surface of the object is made in the form of a line of LEDs, or in the form of a series-mounted laser, an interferometer and a slit diaphragm, or in the form of a series-mounted laser and diffraction grating.

На фиг.1-4 приведена схема устройства; на фиг.5 схема изменения положения изображения; на фиг.6 положение точек А и Б на поверхности объекта; на фиг.7 зарегистрированная система полос. Figure 1-4 shows a diagram of a device; figure 5 diagram of the change in position of the image; in Fig.6 the position of points A and B on the surface of the object; 7, a registered strip system.

На фиг.1 показаны: узел 1 освещения объекта, формирующий линейку равноотстоящих одинаковых световых пятен, узел 2 вращения объекта вокруг оси, лежащей в плоскости, проходящей через линейку световых пятен и направление распространения света, узел 3 регистрации, выполненный с возможностью перемещения светочувствительной среды перпендикулярно упомянутой плоскости, объект 4, ось 5 вращения. Figure 1 shows: an object illumination unit 1 forming a line of equally spaced identical light spots, an object rotation unit 2 about an axis lying in a plane lying through a line of light spots and a light propagation direction, a registration unit 3 configured to move the photosensitive medium perpendicularly said plane, object 4, axis 5 of rotation.

На фиг.2 показаны: узел 1 освещения объекта, выполненный в виде линейки светодиодов, система 6 линз, электромотор 7 для смещения светочувствительной среды. Figure 2 shows: the object lighting unit 1, made in the form of a line of LEDs, a lens system 6, an electric motor 7 for shifting the photosensitive medium.

На фиг.3 показан узел 1 освещения объекта, выполненный в виде лазера 8, интерферометра 9 и щелевой диафрагмы 10. Figure 3 shows the node 1 of the illumination of the object, made in the form of a laser 8, an interferometer 9 and a slit diaphragm 10.

На фиг.4 показан узел 1 освещения объекта, выполненный в виде лазера 8 и дифракционной решетки 11. Figure 4 shows the site 1 lighting of the object, made in the form of a laser 8 and a diffraction grating 11.

На фиг.5 показаны: l ось вращения объекта; А точка на поверхности объекта; z высота рельефа точки А; n нормаль к оси вращения объекта; α угол падения освещающего пучка; β угол между направлением, в котором производится регистрация и нормалью к оси вращения; А' изображение точки А на светочувствительной среде S смещение изображения исследуемой точки. Figure 5 shows: l the axis of rotation of the object; A point on the surface of the object; z elevation of point A; n is normal to the axis of rotation of the object; α angle of incidence of the illuminating beam; β the angle between the direction in which registration is performed and the normal to the axis of rotation; A 'image of point A on the photosensitive medium S image shift of the studied point.

На фиг. 6 показаны: О положение оси вращения; А,Б точки на поверхности объекта; Х расстояние между точками А и Б; Y высота рельефа точки Б. In FIG. 6 shows: About the position of the axis of rotation; A, B points on the surface of the object; X is the distance between points A and B; Y elevation of point B.

На фиг.7 показаны: А,Б положение точек А и Б, показанных на фиг.6. In Fig.7 shows: A, B the position of points A and B shown in Fig.6.

Устройство работает следующим образом (фиг.1). The device operates as follows (figure 1).

Линейка световых пятен, формируемая узлом 1, освещает поверхность объекта 4, который вращается вокруг оси 5. Положение световых пятен на поверхности регистрируют на светочувствительном слое узла 3 регистрации изображения, который смещают синхронно с вращением объекта. Таким образом, каждому угловому положению объекта соответствует своя зарегистрированная картина пятен. Поскольку процесс происходит непрерывно, на светочувствительном материале регистрируется картина полос, по которой рассчитывают рельеф объекта, зная геометрические параметры экспериментальной установки. Исследование объекта заканчивается при его обороте вокруг оси на 360о от начального положения.The line of light spots formed by the node 1 illuminates the surface of the object 4, which rotates around the axis 5. The position of the light spots on the surface is recorded on the photosensitive layer of the image recording unit 3, which is offset synchronously with the rotation of the object. Thus, each angular position of the object corresponds to its own registered pattern of spots. Since the process is continuous, a strip pattern is recorded on the photosensitive material, according to which the relief of the object is calculated, knowing the geometric parameters of the experimental setup. Study object ends at its revolution around the axis 360 of the initial position.

При освещении объекта набором одинаковых равноотстоящих световых пятен расстояние между отдельными пятнами на поверхности объекта изменяется в соответствии c ее рельефом. When an object is illuminated by a set of equal equally spaced light spots, the distance between individual spots on the surface of the object changes in accordance with its relief.

Рассмотрим схему на фиг. 1. Пусть освещающий пучок представляет собой горизонтально ориентированную линейку световых пятен. Пусть объект представляет собой вертикально расположенную плоскости, нормаль к которой образует некоторый угол θ с направлением освещения. Очевидно, что расстояния между световыми пятнами δI на поверхности объекта увеличиваются по сравнению с исходными расстояниями δ в освещающем пучке (в плоскости, перпендикулярной направлению освещения):
δ′=

Figure 00000001

При освещении объекта сложной формы, который можно представить в виде набора различным образом ориентированных плоскостей, картина пятен по-прежнему представляет собой горизонтальную линейку, однако расстояния между отдельными пятнами определяются углом наклона θ соответствующей воображаемой плоскости, или градиентом рельефа в данной точке. Полученная картина пятен характеризует, таким образом, распределение высоты рельефа (т.е. расстояние от данной точки до оси вращения) вдоль освещаемой линии на поверхности объекта. При вращении объекта вокруг некоторой оси освещенная полоса непрерывно смещается по его поверхности, освещая последовательно различные ее участки.Consider the circuit of FIG. 1. Let the illuminating beam be a horizontally oriented line of light spots. Let the object be a vertically located plane, the normal to which forms a certain angle θ with the direction of illumination. Obviously, the distances between light spots δ I on the surface of the object increase compared to the initial distances δ in the illuminating beam (in a plane perpendicular to the direction of illumination):
δ ′ =
Figure 00000001

When illuminating an object of complex shape, which can be represented as a set of differently oriented planes, the pattern of spots is still a horizontal ruler, however, the distances between individual spots are determined by the angle of inclination θ of the corresponding imaginary plane, or by the relief gradient at a given point. The resulting spot pattern thus characterizes the distribution of the relief height (i.e., the distance from a given point to the axis of rotation) along the illuminated line on the surface of the object. When the object rotates around a certain axis, the illuminated strip continuously moves along its surface, sequentially illuminating its various sections.

Рассмотрим полученную картину пятен в той же плоскости под углом β к нормали к оси вращения с помощью оптической системы с увеличением М. Bысота рельефа данной точки А (фиг.5) относительно оси вращения определяется следующим равенством:
z

Figure 00000002

(1) где S измеренное в ходе эксперимента смещение изображения исследуемой точки;
α угол между направлением освещения и нормалью к оси вращения.Consider the pattern of spots in the same plane at an angle β to the normal to the axis of rotation using an optical system with an increase in M. The height of the relief of this point A (Fig. 5) relative to the axis of rotation is determined by the following equality:
z
Figure 00000002

(1) where S is the image displacement of the studied point measured during the experiment;
α is the angle between the direction of illumination and the normal to the axis of rotation.

Таким образом, в каждый момент времени на светочувствительной среде зарегистрируется изображение освещенного участка поверхности с соответствующим распределением световых пятен. Сдвигая светочувствительный материал перпендикулярно плоскости, в которой происходят освещение и регистрация, и, соответственно, перпендикулярно линии вдоль которой происходит сдвиг световых пятен, синхронного с вращением объекта, получим связную картину полос, представляющую собой временную развертку процесса регистрации. Thus, at every moment of time, an image of the illuminated surface area with the corresponding distribution of light spots is recorded on a photosensitive medium. By shifting the photosensitive material perpendicular to the plane in which illumination and registration take place, and, accordingly, perpendicular to the line along which the light spots are synchronized with the rotation of the object, we obtain a coherent picture of the bands, which is a temporary scan of the registration process.

Свяжем скорость вращения объекта со скоростью смещения светочувствительной среды v. Очевидно, что наиболее простым и удобным для последующей обработки является случай, когда за время экспозиции светочувствительная среда смещается на расстояние, равное расстоянию, проходимому некоторой средней (опорной) точкой В поверхности объекта за один оборот вокруг оси. We associate the object’s rotation speed with the displacement velocity of the photosensitive medium v. Obviously, the most simple and convenient for subsequent processing is the case when during the exposure the photosensitive medium shifts by a distance equal to the distance traveled by some midpoint (reference) point In the surface of the object in one revolution around the axis.

Тогда
v

Figure 00000003
где R расстояние от оси до точки Б;
t время, за которое объект совершает полный оборот вокруг оси.Then
v
Figure 00000003
where R is the distance from the axis to point B;
t is the time during which the object makes a complete revolution around the axis.

Узел вращения объекта размещен таким образом, что его ось вращения лежит в плоскости, проходящей через линейку световых пятен и направление распространения света. Смещение светочувствительной среды производится перпендикулярно этой плоскости. The site of rotation of the object is placed in such a way that its axis of rotation lies in a plane passing through the line of light spots and the direction of light propagation. The displacement of the photosensitive medium is perpendicular to this plane.

Необходимо отметить, что использование освещающего узла, формирующего именно линейку световых пятен, принципиально, поскольку только в этом случае появляется возможность получить в плоскости светочувствительной среды линейку определенным образом расположенных световых пятен, а затем при смещении светочувствительной среды картину полос, несущих информацию о рельефе всей исследуемой поверхности. It should be noted that the use of a lighting unit that forms a line of light spots is important, since only in this case it becomes possible to obtain a line of light spots in a certain way in the plane of a photosensitive medium, and then, when the photosensitive medium is displaced, a picture of bands carrying information about the relief of the whole studied surface.

Равноудаленность и одинаковый размер пятен в освещающем пучке необходимы для наиболее простой обработки полученных результатов. Equidistance and the same spot size in the illuminating beam are necessary for the simplest processing of the results.

Рассмотрим процедуру обработки полученных результатов. Измеряя по полученной картине полос соответствующее смещение изображения исследуемой точки относительно некоторой опорной точки (с известной высотой рельефа) и пользуясь формулой (1), получим перепад высот рельефа для этих двух точек. Учитывая высоту pельефа опорной точки, легко получим высоту рельефа исследуемой точки относительно оси вращения. Consider the procedure for processing the results. Using the obtained strip pattern, measuring the corresponding image shift of the studied point relative to some reference point (with a known relief height) and using formula (1), we obtain the difference in elevation of the relief for these two points. Given the height of the relief of the reference point, it is easy to obtain the height of the relief of the studied point relative to the axis of rotation.

Здесь необходимо подчеркнуть, что, как и во всех известных способах и устройствах для определения рельефа поверхности, в предлагаемом устройстве фактически измеряемой величиной является не абсолютный, а относительный рельеф, т.е. отсчитанный от определенной опорной точки. It must be emphasized here that, as in all known methods and devices for determining the surface topography, in the proposed device, the actual measured value is not absolute, but relative relief, i.e. counted from a specific reference point.

Описанная процедура определения рельефа проводится последовательно для всех точек поверхности объекта (полученной картины полос) и может быть автоматизирована. The described relief determination procedure is carried out sequentially for all points on the surface of the object (obtained pattern of stripes) and can be automated.

Точность измерений рельефа поверхности в предлагаемом устройстве определяется шириной регистрируемой полосы и расстоянием между ними. Эти величины должны подбираться в каждом конкpетном случае, исходя из размеров и градиента рельефа исследуемого объекта. Минимальное количество пятен определяется размером исследуемого объекта вдоль оси вращения на поверхность объекта должно падать не менее 3-4 пятен. Максимальное число пятен ограничивается разрешающей способностью регистрирующей системы изображения пятен на светочувствительном материале не должны сливаться. The accuracy of measurements of the surface topography in the proposed device is determined by the width of the recorded strip and the distance between them. These values should be selected in each particular case, based on the size and gradient of the relief of the investigated object. The minimum number of spots is determined by the size of the studied object along the axis of rotation at least 3-4 spots should fall on the surface of the object. The maximum number of spots is limited by the resolution of the recording system of the image of the spots on the photosensitive material should not merge.

Расстояния между пятнами определяются градиентом рельефа поверхности и разрешающей способностью регистрирующей системы. Разумно выбирать расстояния между пятнами, равными размеру пятен. Интенсивность световых пятен определяется параметрами используемой светочувствительной среды и временем экспозиции, зависящем от скорости смещения среды. The distances between the spots are determined by the gradient of the surface topography and the resolution of the recording system. It is wise to choose the distance between the spots equal to the size of the spots. The intensity of light spots is determined by the parameters of the photosensitive medium used and the exposure time, which depends on the speed of the medium’s displacement.

Необходимо отметить, что освещающая линейка световых пятен может быть сформирована различным образом. Она может быть образована соответствующим набором светодиодов; при помощи оптической системы, включающей либо интерферометры различных модификаций (билинза, бизеркало, Маха-Цендера и т.д.), либо дифракционную решетку; а также любым протяженным линейным источником света, промодулированным растром. It should be noted that the illuminating line of light spots can be formed in various ways. It can be formed by an appropriate set of LEDs; using an optical system that includes either interferometers of various modifications (bilinza, bizerkalo, Mach-Zehnder, etc.), or a diffraction grating; as well as any extended linear light source modulated by the raster.

В предлагаемом устройстве могут быть также использованы различные светочувствительные среды и различные способы их смещения: обычные фотографические материалы (фотопленки, фотопластинки) с возможностью их механического смещения, а также ПЗС-линейки или ПЗС-матрицы, соединенные с компьютером, с возможностью электронного смещения кадров. In the proposed device, various photosensitive media and various methods of their displacement can also be used: conventional photographic materials (films, photographic plates) with the possibility of their mechanical displacement, as well as CCD arrays or CCD arrays connected to a computer with the possibility of electronic frame displacement.

Указанные существенные признаки приводят в совокупности к возможности получения полной информации о рельефе поверхности объекта за одну экспозицию. These essential features lead in the aggregate to the possibility of obtaining complete information about the surface relief of the object in a single exposure.

Известны оптические и интерферометрические способы и устройства для определения рельефа поверхности объекта, основанные на проецировании растра на исследуемую поверхность и последующей регистрации изображения этого растра, искаженного в соответствии с рельефом. Known optical and interferometric methods and devices for determining the surface topography of an object, based on the projection of the raster onto the surface to be studied and subsequent registration of the image of this raster, distorted in accordance with the relief.

В изобретении предлагается новая конфигурация такого растра линейка одинаковых равноотстоящих световых пятен, определенным образом ориентированная на поверхности объекта. Такая конфигурация растра открыла возможность последовательного сканирования по поверхности объекта. Ни одно из известных технических решений не позволяло единовременно определять рельеф всей поверхности объекта. Впервые открыта возможность получения полной информации о рельефе поверхности объекта за одну экспозицию путем вращения объекта и синхронного смещения регистрирующей среды во время измерения. Определена необходимая взаимная ориентация освещающего пучка, оси вращения объекта, плоскости светочувствительного слоя и направления его смещения, а также связь между определяемой высотой рельефа объекта и геометрическими параметрами устройства. The invention proposes a new configuration of such a raster line of identical equally spaced light spots, in a certain way oriented on the surface of the object. This raster configuration opened up the possibility of sequential scanning over the surface of the object. None of the known technical solutions made it possible to simultaneously determine the relief of the entire surface of the object. For the first time, the possibility of obtaining complete information about the surface topography of an object in one exposure by rotating the object and synchronously shifting the recording medium during the measurement was discovered. The necessary mutual orientation of the illuminating beam, the axis of rotation of the object, the plane of the photosensitive layer and the direction of its displacement, as well as the relationship between the determined height of the relief of the object and the geometric parameters of the device are determined.

П р и м е р. В лаборатории физики плазмы ФТИ им.А.Ф.Иоффе РАН создана экспериментальная установка для определения рельефа поверхности объекта, представленная на фиг. 2. Узел освещения представляет собой линейку светодиодов типа 107А, установленных на расстоянии 4 мм друг от друга. Система линз с фокусными расстояниями 170 и 1200 мм служит для образования параллельного освещающего пучка. Этот пучок представляет собой линейку одинаковых световых пятен диаметром 2 мм, расстояния между центрами пятен составляют 4 мм. Направление распространения освещающего пучка составляет угол α 45о с нормалью к оси вращения объекта. Объект вращается с помощью электромотора типа РД-09 со скоростью 2,5 об/мин. Регистрация изображения освещенного участка поверхности объекта производится под углом β 45о к нормали к оси вращения с помощью фотоаппарата типа Зенит-3М на аэрофотопленке тип 38. Фотопленка перемещается во время экспозиции со скоростью 300 мм/мин при помощи второго электромотора типа РД-09, вращающего катушку с пленкой.PRI me R. In the plasma physics laboratory of the Ioffe Physical Technical Institute of the Russian Academy of Sciences, an experimental setup has been created for determining the surface relief of an object, shown in FIG. 2. The lighting unit is a line of type 107A LEDs installed at a distance of 4 mm from each other. A lens system with focal lengths of 170 and 1200 mm serves to form a parallel illuminating beam. This beam is a line of identical light spots with a diameter of 2 mm, the distance between the centers of the spots is 4 mm. The propagation direction of the illuminating beam is at an angle α 45 ° with the normal to the axis of rotation of the object. The object rotates using an RD-09 type electric motor at a speed of 2.5 rpm. Registering images the illuminated portion of the object surface is produced at an angle β of 45 ° to the normal to the axis of rotation with the camera type 3M-Zenith type for aerial film 38. Film moves during exposure at a speed of 300 mm / min by a second motor RD-09 type, rotating reel with film.

Модельным объектом служит равносторонний параллелепипед с длиной грани 30 мм (фиг.6). Нетрудно рассчитать, что разница в высоте рельефа в точках А и Б равна
z

Figure 00000004
y
Figure 00000005
15 6,2 ММ
В соответствии с формулой (1) рассчитаем по полученной картине полос (фиг. 7) разницу высот рельефа в точках А и Б. Как видно из фиг.7, сдвиг полос при переходе от точки А к точке Б составил 4,4 полосы. Поскольку в данном эксперименте расстояние между двумя соседними полосами (между центрами соседних световых пятен) равно 4 мм, получим, что при переходе от точки А к точке Б световое пятно сместилось на 17,6 мм. Тогда используя формулу (1) и учитывая, что α= 45о, β 45о, М 2, получим
z
Figure 00000006
6,2 мм
Аналогичным образом может быть рассчитана высота рельефа во всех остальных точках исследуемой поверхности.The model object is an equilateral parallelepiped with a face length of 30 mm (Fig.6). It is easy to calculate that the difference in elevation at points A and B is
z
Figure 00000004
y
Figure 00000005
15 6.2 MM
In accordance with the formula (1), we calculate from the obtained pattern of stripes (Fig. 7) the difference in elevation of the relief at points A and B. As can be seen from Fig. 7, the shift of the bands during the transition from point A to point B was 4.4 bands. Since in this experiment the distance between two adjacent bands (between the centers of adjacent light spots) is 4 mm, we find that when moving from point A to point B, the light spot has shifted by 17.6 mm. Then using formula (1) and taking into account that α = 45 о , β 45 о , М 2, we obtain
z
Figure 00000006
6.2 mm
In a similar way, the height of the relief can be calculated at all other points of the investigated surface.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства производится регистрация картины полос, характеризующих рельеф поверхности объекта со всех сторон, за одну экспозицию. Thus, when using the proposed device, the pattern of the stripes characterizing the surface relief of the object from all sides is recorded in one exposure.

Использование предлагаемого устройства перспективно в технической физике, машиностроении, приборостроении для контроля качества изготовления промышленных изделий. The use of the proposed device is promising in technical physics, mechanical engineering, instrument making for quality control of manufacturing industrial products.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА, содержащее узел освещения поверхности объекта и узел регистрации изображения поверхности, включающий светочувствительную среду, отличающееся тем, что оно снабжено узлом вращения объекта, узел освещения поверхности объекта выполнен с возможностью формирования линейки равноотстоящих одинаковых световых пятен, ось вращения узла вращения объекта лежит в плоскости, проходящей через линейку световых пятен и направление распространения света, а узел регистрации выполнен с возможностью перемещения светочувствительной среды в плоскости, перпендикулярной вышеуказанной. 1. DEVICE FOR DETERMINING THE RELIEF OF THE SURFACE OF THE OBJECT, comprising a site surface illumination unit and a surface image recording unit including a photosensitive medium, characterized in that it is provided with an object rotation unit, an object surface illumination unit is configured to form a line of equally spaced identical light spots, the rotation axis the unit of rotation of the object lies in the plane passing through the line of light spots and the direction of light propagation, and the registration unit is made with possible Stu photosensitive medium moving in a plane perpendicular to the above. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел освещения поверхности объекта выполнен в виде линейки светодиодов. 2. The device according to claim 1, characterized in that the site lighting unit is made in the form of a line of LEDs. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел освещения поверхности объекта выполнен в виде последовательно установленных лазера, интерферометра и щелевой диафрагмы. 3. The device according to claim 1, characterized in that the site of illumination of the surface of the object is made in the form of sequentially installed laser, interferometer and slotted diaphragm. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел освещения поверхности объекта выполнен в виде последовательно установленных лазера и дифракционной решетки. 4. The device according to claim 1, characterized in that the site of illumination of the surface of the object is made in the form of sequentially installed laser and diffraction grating.
SU5047149 1992-06-03 1992-06-03 Device for determination of profile of object surface RU2042920C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047149 RU2042920C1 (en) 1992-06-03 1992-06-03 Device for determination of profile of object surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047149 RU2042920C1 (en) 1992-06-03 1992-06-03 Device for determination of profile of object surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2042920C1 true RU2042920C1 (en) 1995-08-27

Family

ID=21606750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5047149 RU2042920C1 (en) 1992-06-03 1992-06-03 Device for determination of profile of object surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2042920C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706388C1 (en) * 2019-02-12 2019-11-18 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Method of controlling the shape of convex optical spherical and aspherical surfaces and device for its implementation
RU2772088C1 (en) * 2021-11-23 2022-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук Method for non-contact measurement of linear dimensions of rotating three-dimensional objects

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Джоунс А. и Уайкс К. Голографическая и спекл-интерферометрия. М.: Мир, 1986, с.199-204. *
2. Там же, с.234-237. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706388C1 (en) * 2019-02-12 2019-11-18 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Method of controlling the shape of convex optical spherical and aspherical surfaces and device for its implementation
RU2772088C1 (en) * 2021-11-23 2022-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук Method for non-contact measurement of linear dimensions of rotating three-dimensional objects

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5289264A (en) Method and apparatus for ascertaining the absolute coordinates of an object
Reid et al. Absolute and comparative measurements of three-dimensional shape by phase measuring moiré topography
CN1060267C (en) Method and apparatus for profiling surfaces using diffractive optics
US3907438A (en) Contour measuring system for cylinders
JPS60235424A (en) Overlay error measuring device between wafer pattern and mask pattern projected on same wafer
US3627427A (en) Method and apparatus for contour measurement
US3619064A (en) Moire gauging systems
US7349102B2 (en) Methods and apparatus for reducing error in interferometric imaging measurements
Parks The range of speckle metrology: Estimates of the largest and smallest displacements measurable with speckle methods are drawn from the literature and laboratory studies
US3612693A (en) Method for measurement of surface profile change using a vernier scale in hologram interferometry
US4125025A (en) Instrument for measuring the amplitude of vibration of a vibrating object
US5075560A (en) Moire distance measurements using a grating printed on or attached to a surface
RU2042920C1 (en) Device for determination of profile of object surface
Shakher et al. Temperature profile measurement of axisymmetric gaseous flames using speckle photography, speckle shearing interferometry, and Talbot interferometry
RU2359221C1 (en) Method for determination of normal shifts of body surface
JP4505090B2 (en) Method and apparatus for directly measuring the phase angle of radiation
Mallick et al. Speckle-pattern interferometry applied to the study of phase objects
US3883215A (en) Holographic system for non-destructive testing
JP2595050B2 (en) Small angle measuring device
RU2807409C1 (en) Method and system of non-contact ranging and profilometry
JPS632324B2 (en)
US4158503A (en) Heterodyne optical correlator
SU1275248A1 (en) Method of measuring optical system distortions
Chang et al. Phase shifting holographic interferometry (PSHI)
JP2621792B2 (en) Method and apparatus for measuring spatial coherence