物体を検査する方法および装置
【課題】光源と撮像センサとを含む光測定システムを使用して物体を検査する方法を提供すること。
【解決手段】光源（２２）および撮像センサ（２４）を含む光測定システム（１０）を使用して物体（１２）を検査する方法。この方法に、光源から光を発することと、光源から発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの１つに分散させることと、レンズ（３８）を使用してパターン付きの光を物体上に撮像することとが含まれる。
【解決手段】光源（２２）および撮像センサ（２４）を含む光測定システム（１０）を使用して物体（１２）を検査する方法。この方法に、光源から光を発することと、光源から発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの１つに分散させることと、レンズ（３８）を使用してパターン付きの光を物体上に撮像することとが含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、全般的には物体の検査に関し、より具体的には、光測定システムを使用して物体を検査する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体は、時々、たとえば物体の全体または一部のサイズおよび／または形状を判定するために、ならびに／あるいは物体の欠陥を検出するために、検査される。たとえば、タービンブレードまたはコンプレッサブレードなどのガスタービンエンジン構成要素が、エンジンに誘導される振動応力、機械的応力、および／または熱応力によって引き起こされる可能性がある疲労亀裂を検出するために検査される。さらに、たとえば、一部のガスタービンエンジンブレードが、プラットフォーム方位、輪郭断面、スタッキング軸に沿ったそりおよびねじり、厚さ、および／または所与の断面での弦長などの変形について検査される。経時的に、１つまたは複数の欠陥を有する物体の継続動作は、物体の性能を低下させ、かつ／またはたとえば亀裂が物体を介して伝搬する時などの物体の故障につながる場合がある。したがって、できる限り早期に物体の欠陥を検出することが、物体の性能を高め、かつ／または物体故障を減らすのを容易にする可能性がある。
【０００３】
物体の検査を容易にするために、少なくともいくつかの物体が、構造光パターンを物体の表面に投影する光測定システムを使用して検査される。光測定システムは、物体の表面から反射された構造光パターンを撮像し、次に、反射された光パターンの変形を分析して、物体の表面特徴を計算する。しかし、少なくともいくつかの既知の光測定システムは、物体の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を調整することができず、おそらく、照らされる表面のいくつかの区域が検査に暗すぎるか明るすぎる状態を引き起こす。いくつかの既知の光測定システムは、照らされる物体表面の異なる区域にわたる光の分布を調整できる光源として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、またはＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使用する。しかし、少なくともいくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤは、光源に望まれるものより低い分解能を有する場合がある。さらに、少なくともいくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤは、光の滑らかなパターン、たとえば正弦波を正確に構成できない場合があり、その代わりに２進近似を作成する場合がある。フィルムタイプ減衰器も、物体の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を制御して、たとえば測定するのに明るすぎる可能性がある照らされた表面の区域を暗くするのに使用されてきた。しかし、少なくともいくつかの既知の減衰器は、異なる物体が検査される時に、ならびに／あるいは物体、光源、および／または撮像センサの方向が変更される時に、変更される必要がある場合がある。
【特許文献１】米国特許第６，６７８，０５７Ｂ２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様で、光源と撮像センサとを含む光測定システムを使用して物体を検査する方法が提供される。この方法には、光源から光を発することと、光源から発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの１つに分散させることと、レンズを使用してパターン付きの光を物体上に撮像することとが含まれる。
【０００５】
もう１つの態様で、物体を検査する構造光測定システムが、物体の表面に構造光を投影するように構成された構造光源と、物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサと、構造光源が発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの少なくとも１つに分散させるように位置決めされた格子と、格子から受け取られたパターン付きの光を物体上に撮像するように位置決めされたレンズとを含む。
【０００６】
もう１つの態様で、物体を検査する構造光測定システムが、物体の表面に構造光を投影するように構成されたレーザと、物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサと、レーザが発した光を干渉パターンに分散させる、少なくとも部分的にレーザと物体との間に位置決めされたビームスプリッタと、ビームスプリッタから受け取られたパターン付きの光を物体上に撮像するように位置決めされたレンズとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１０の例示的実施形態のブロック図である。たとえば、システム１０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【０００８】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【０００９】
システム１０に、白色光ランプ、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源２２が含まれる。システム１０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ２４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ２４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１０は、他の撮像センサ２４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ２６が、センサ２４から受け取ったイメージを処理し、モニタ２８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ２６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体３２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス３０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ２６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ２６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００１０】
システム１０に、レンズ３４、格子３６、およびレンズ３８も含まれる。他のレンズ３４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ３４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ３４は、少なくとも部分的に光源２２と格子３６との間に位置決めされ、光源２２から発する光を受け取り、格子３６を通るように導く。格子３６は、少なくとも部分的にレンズ３４とレンズ３８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子３６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子３６に、たとえばロンチルーリング（ｒｏｎｃｈｉ ｒｕｌｉｎｇ）などの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子３６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子３６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子３６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子３６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子３６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子３６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００１１】
他の実施形態で、格子３６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子３６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００１２】
レンズ３８は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源２２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ３８が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ３８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ３８は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００１３】
上で説明したように、いくつかの実施形態で、光源２２に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスが含まれる。たとえばレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、および白色光ランプなどのいくつかの他の既知の光源は、物体１２の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を調整することができない。より具体的には、そのような他の既知の光源のいくつかは、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光のレベルを調整できない場合がある。したがって、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイス以外の光源を使用すると、照らされる物体表面のいくつかの区域が、検査に暗すぎるか明るすぎる場合がある。しかし、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、そこから発する光の分布を調整することができる。したがって、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを光源２２として使用することによって、システム１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルの分布を調整することができる。しかし、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、物体１２の検査について望まれるおよび／または適するものより低い分解能の光を物体１２に投影する場合がある。さらに、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、光の滑らかなパターン、たとえば正弦波を正確に構成できない場合があり、その代わりに２進近似を作成する場合がある。
【００１４】
格子３６およびレンズ３８を光源２２としてのＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスと組み合わせることによって、システム１０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子３６を通過する時に、格子３６は、光源２２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子３６に線および余白のパターンが含まれる場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ３８によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子３６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ３８によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子３６によって作成される干渉を選択することができる。
【００１５】
光源２２にＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスが含まれるので、システム１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ２４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源２２と組み合わせて使用して、光源２２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源２２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。
【００１６】
図２は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム５０の代替実施形態のブロック図である。より具体的には、システム５０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００１７】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム５０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００１８】
システム５０に、レーザ、白色光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源５２が含まれる。システム５０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ５４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ５４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム５０は、他の撮像センサ５４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ５６が、センサ５４から受け取ったイメージを処理し、モニタ５８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ５６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体６２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス６０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ５６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ５６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００１９】
システム５０に、レンズ６４、格子６６、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス６８、およびレンズ７０も含まれる。他のレンズ６４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ６４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ６４は、少なくとも部分的に光源５２と格子６６との間に位置決めされ、光源５２から発する光を受け取り、格子６６を通るように導く。格子６６は、少なくとも部分的にレンズ６４とＬＣＤデバイス６８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子６６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子６６に、たとえばロンチルーリングなどの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子６６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子６６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子６６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子６６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子６６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子６６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００２０】
他の実施形態で、格子６６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子６６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００２１】
格子６６から分散されたパターン付きの光が、ＬＣＤデバイス６８を介して、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために導かれる。レンズ７０は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源５２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ７０が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ７０を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ７０は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００２２】
格子６６およびレンズ７０をＬＣＤデバイス６８と組み合わせることによって、システム５０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子６６を通過する時に、格子６６は、光源５２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子６６に線および余白のパターンが含まれる場合に、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ７０によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子６６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ７０によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子６６によって作成される干渉を選択することができる。
【００２３】
システム５０はＬＣＤデバイス６８を介して光を導くので、システム５０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム５０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ５４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源５２および／またはＬＣＤデバイス６８と組み合わせて使用して、光源５２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源５２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＬＣＤデバイス６８が光源５２として使用されないので、システム５０は、ＬＣＤデバイス６８の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００２４】
図３は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム８０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム８０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００２５】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム８０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００２６】
システム８０に、レーザ、白色光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源８２が含まれる。システム８０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ８４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ８４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム８０は、他の撮像センサ８４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ８６が、センサ８４から受け取ったイメージを処理し、モニタ８８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ８６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体９２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス９０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ８６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ８６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００２７】
システム８０に、レンズ９４、格子９６、鏡９８、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）１００、およびレンズ１０２も含まれる。他のレンズ９４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ９４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ９４は、少なくとも部分的に光源８２と格子９６との間に位置決めされ、光源８２から発する光を受け取り、格子９６を通るように導く。格子９６は、少なくとも部分的にレンズ９４と鏡９８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子９６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子９６に、たとえばロンチルーリングなどの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子９６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子９６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子９６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子９６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子９６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子９６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００２８】
他の実施形態で、格子９６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子９６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００２９】
格子９６から分散されたパターン付きの光が、鏡９８から反射され、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために、ＤＭＤ １００に向けられる。他の鏡９８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、鏡９８は、銀の半透明鏡である。ＤＭＤ １００から反射された光は、鏡９８を通って導かれ、レンズ１０２によって受け取られる。いくつかの実施形態で、波長板１０４が、ＤＭＤ １００と鏡９８の間に位置決めされて、鏡９８およびＤＭＤ １００から反射される光の損失を減らすのを容易にする。レンズ１０２は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源８２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１０２が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１０２を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１０２は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００３０】
格子９６およびレンズ１０２をＤＭＤ １００と組み合わせることによって、システム８０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子９６を通過する時に、格子９６は、光源８２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子９６に線および余白のパターンが含まれる場合に、光源としてＬＣＤおよび／またはＤＭＤプロジェクタを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１０２によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子９６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１０２によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子９６によって作成される干渉を選択することができる。
【００３１】
システム８０はＤＭＤ １００から光を反射するので、システム８０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム８０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ８４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源８２および／またはＤＭＤ １００と組み合わせて使用して、光源８２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源８２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＤＭＤ １００が光源８２として使用されないので、システム８０は、ＤＭＤ １００の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００３２】
図４は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１１０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム１１０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００３３】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１１０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００３４】
システム１１０に、レーザ１１２と、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ１１４とが含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ１１４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１１０は、他の撮像センサ１１４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ１１６が、センサ１１４から受け取ったイメージを処理し、モニタ１１８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ１１６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体１２２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス１２０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ１１６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ１１６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００３５】
システム１１０に、レンズ１２４、ビームスプリッタ１２６、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス１２８、およびレンズ１３０も含まれる。他のレンズ１２４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１２４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ１２４は、少なくとも部分的にレーザ１１２とビームスプリッタ１２６との間に位置決めされ、レーザ１１２から発する光を受け取り、ビームスプリッタ１２６を通るように導く。ビームスプリッタ１２６は、レーザ１１２から発する光を分割し、再組み合わせすることによって、この光を干渉パターンに分散させるように位置決めされる。他のビームスプリッタ１２６を使用することができるが、いくつかの実施形態で、ビームスプリッタ１２６は、銀の半透明鏡である。
【００３６】
ビームスプリッタ１２６から分散されたパターン付きの光が、ＬＣＤデバイス１２８を介して、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために導かれる。レンズ１３０は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、レーザ１１２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１３０が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１３０を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１３０は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００３７】
ビームスプリッタ１２６およびレンズ１３０をＬＣＤデバイス１２８と組み合わせることによって、システム１１０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、ビームスプリッタ１２６は、レーザ１１２から発した光を光の滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１３０によって生成されるコントラストと組み合わせて、ビームスプリッタ１２６によって作成される干渉を選択することができる。
【００３８】
システム１１０はＬＣＤデバイス１２８を介して光を導くので、システム１１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１１０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ１１４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）をレーザ１１２および／またはＬＣＤデバイス１２８と組み合わせて使用して、レーザ１１２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、レーザ１１２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＬＣＤデバイス１２８が光源として使用されないので、システム１１０は、ＬＣＤデバイス１２８の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００３９】
図５は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１５０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム１５０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００４０】
例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１５０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００４１】
システム１５０に、レーザ１５２と、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ１５４が含まれる。例示的実施形態では、撮像センサ１５４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１５０は、他の撮像センサ１５４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ１５６が、センサ１５４から受け取ったイメージを処理し、モニタ１５８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ１５６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体１６２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス１６０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ１５６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ１５６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００４２】
システム１５０に、レンズ１６４、ビームスプリッタ１６６、鏡１６８、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）１７０、およびレンズ１７２も含まれる。他のレンズ１６４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１６４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ１６４は、少なくとも部分的にレーザ１５２とビームスプリッタ１６６との間に位置決めされ、レーザ１５２から発する光を受け取り、ビームスプリッタ１６６に導く。ビームスプリッタ１６６は、レーザ１５２から発する光を分割し、再組み合わせすることによって、この光を干渉パターンに分散させるように位置決めされる。他のビームスプリッタ１６６を使用することができるが、いくつかの実施形態で、ビームスプリッタ１６６は、銀の半透明鏡である。
【００４３】
ビームスプリッタ１６６から分散されたパターン付きの光が、鏡１６８から反射され、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために、ＤＭＤ １７０に向けられる。他の鏡１６８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、鏡１６８は、銀の半透明鏡である。ＤＭＤ １７０から反射された光は、鏡１６８を通って導かれ、レンズ１７２によって受け取られる。いくつかの実施形態で、波長板１７４が、ＤＭＤ １７０と鏡１６８の間に位置決めされて、鏡１６８およびＤＭＤ １７０から反射される光の損失を減らすのを容易にする。レンズ１７２は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、レーザ１５２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１７２が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１７２を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１７２は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００４４】
ビームスプリッタ１６６およびレンズ１７２をＤＭＤ １７０と組み合わせることによって、システム１５０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、ビームスプリッタ１６６は、レーザ１５２から発した光を光の滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１７２によって生成されるコントラストと組み合わせて、ビームスプリッタ１６６によって作成される干渉を選択することができる。
【００４５】
システム１５０はＤＭＤ １７０から光を反射するので、システム１５０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１５０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ１５４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）をレーザ１５２および／またはＤＭＤ １７０と組み合わせて使用して、レーザ１５２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、レーザ１５２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＤＭＤ １７０が光源として使用されないので、システム１５０は、ＤＭＤ １７０の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００４６】
本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法は、ガスタービンエンジン構成要素、より具体的にはガスタービンエンジンのエンジンブレードに関して説明され、かつ／または図示されたが、本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法の実践は、ガスタービンエンジンブレードにもガスタービンエンジン構成要素全般にも限定されない。そうではなく、本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法は、すべての物体に適用可能である。
【００４７】
システムおよび方法の例示的実施形態を、本明細書で詳細に説明し、かつ／または図示した。これらのシステムおよび方法は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるのではなく、各システムの構成要素ならびに各方法の段階を、本明細書で説明した他の構成要素および段階と独立に、別々に利用することができる。各構成要素および各方法段階を、他の構成要素および／または方法段階と組み合わせて使用することもできる。
【００４８】
本明細書で説明され、かつ／または図示されたアセンブリおよび方法の要素／構成要素／などを説明する時に、冠詞が無いこと又は冠詞「前記」、「該」は、１つまたは複数の要素／構成要素／などがあることを意味することが意図されている。単語「からなる」、「含む」、および「有する」は、包含的であり、列挙された要素／構成要素／など以外の追加の要素／構成要素／などがある場合があることを意味することが意図されている。
【００４９】
本発明をさまざまな特定の実施形態に関して説明したが、当業者は、特許請求の範囲の精神および範囲の中で変更を加えて本発明を実践できることを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】構造光測定システムの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図２】構造光測定システムの代替実施形態を示すブロック図である。
【図３】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【図４】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【図５】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 構造光測定システム
１２ 物体
１４ エーロフォイル
１６ プラットフォーム
２２ 光源
２４ 撮像センサ
２６ コンピュータ
２８ モニタ
３０ デバイス
３２ コンピュータ可読媒体
３４ レンズ
３６ 格子
３８ レンズ
５０ 構造光測定システム
５２ 光源
５４ 撮像センサ
５６ コンピュータ
５８ モニタ
６０ デバイス
６２ コンピュータ可読媒体
６４ レンズ
６６ 格子
６８ ＬＣＤデバイス
７０ レンズ
８０ 構造光測定システム
８２ 光源
８４ 撮像センサ
８６ コンピュータ
８８ モニタ
９０ デバイス
９２ コンピュータ可読媒体
９４ レンズ
９６ 格子
９８ 鏡
１００ ＤＭＤ
１０２ レンズ
１０４ 波長板
１１０ 構造光測定システム
１１２ レーザ
１１４ 撮像センサ
１１６ コンピュータ
１１８ モニタ
１２０ デバイス
１２２ コンピュータ可読媒体
１２４ レンズ
１２６ ビームスプリッタ
１２８ ＬＣＤデバイス
１３０ レンズ
１５０ 構造光測定システム
１５２ レーザ
１５４ 撮像センサ
１５６ コンピュータ
１５８ モニタ
１６０ デバイス
１６２ コンピュータ可読媒体
１６４ レンズ
１６６ ビームスプリッタ
１６８ 鏡
１７０ ＤＭＤ
１７２ レンズ
１７４ 波長板
【技術分野】
【０００１】
本願は、全般的には物体の検査に関し、より具体的には、光測定システムを使用して物体を検査する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体は、時々、たとえば物体の全体または一部のサイズおよび／または形状を判定するために、ならびに／あるいは物体の欠陥を検出するために、検査される。たとえば、タービンブレードまたはコンプレッサブレードなどのガスタービンエンジン構成要素が、エンジンに誘導される振動応力、機械的応力、および／または熱応力によって引き起こされる可能性がある疲労亀裂を検出するために検査される。さらに、たとえば、一部のガスタービンエンジンブレードが、プラットフォーム方位、輪郭断面、スタッキング軸に沿ったそりおよびねじり、厚さ、および／または所与の断面での弦長などの変形について検査される。経時的に、１つまたは複数の欠陥を有する物体の継続動作は、物体の性能を低下させ、かつ／またはたとえば亀裂が物体を介して伝搬する時などの物体の故障につながる場合がある。したがって、できる限り早期に物体の欠陥を検出することが、物体の性能を高め、かつ／または物体故障を減らすのを容易にする可能性がある。
【０００３】
物体の検査を容易にするために、少なくともいくつかの物体が、構造光パターンを物体の表面に投影する光測定システムを使用して検査される。光測定システムは、物体の表面から反射された構造光パターンを撮像し、次に、反射された光パターンの変形を分析して、物体の表面特徴を計算する。しかし、少なくともいくつかの既知の光測定システムは、物体の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を調整することができず、おそらく、照らされる表面のいくつかの区域が検査に暗すぎるか明るすぎる状態を引き起こす。いくつかの既知の光測定システムは、照らされる物体表面の異なる区域にわたる光の分布を調整できる光源として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、またはＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を使用する。しかし、少なくともいくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤは、光源に望まれるものより低い分解能を有する場合がある。さらに、少なくともいくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤは、光の滑らかなパターン、たとえば正弦波を正確に構成できない場合があり、その代わりに２進近似を作成する場合がある。フィルムタイプ減衰器も、物体の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を制御して、たとえば測定するのに明るすぎる可能性がある照らされた表面の区域を暗くするのに使用されてきた。しかし、少なくともいくつかの既知の減衰器は、異なる物体が検査される時に、ならびに／あるいは物体、光源、および／または撮像センサの方向が変更される時に、変更される必要がある場合がある。
【特許文献１】米国特許第６，６７８，０５７Ｂ２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様で、光源と撮像センサとを含む光測定システムを使用して物体を検査する方法が提供される。この方法には、光源から光を発することと、光源から発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの１つに分散させることと、レンズを使用してパターン付きの光を物体上に撮像することとが含まれる。
【０００５】
もう１つの態様で、物体を検査する構造光測定システムが、物体の表面に構造光を投影するように構成された構造光源と、物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサと、構造光源が発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの少なくとも１つに分散させるように位置決めされた格子と、格子から受け取られたパターン付きの光を物体上に撮像するように位置決めされたレンズとを含む。
【０００６】
もう１つの態様で、物体を検査する構造光測定システムが、物体の表面に構造光を投影するように構成されたレーザと、物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサと、レーザが発した光を干渉パターンに分散させる、少なくとも部分的にレーザと物体との間に位置決めされたビームスプリッタと、ビームスプリッタから受け取られたパターン付きの光を物体上に撮像するように位置決めされたレンズとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１０の例示的実施形態のブロック図である。たとえば、システム１０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【０００８】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【０００９】
システム１０に、白色光ランプ、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源２２が含まれる。システム１０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ２４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ２４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１０は、他の撮像センサ２４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ２６が、センサ２４から受け取ったイメージを処理し、モニタ２８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ２６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体３２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス３０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ２６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ２６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００１０】
システム１０に、レンズ３４、格子３６、およびレンズ３８も含まれる。他のレンズ３４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ３４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ３４は、少なくとも部分的に光源２２と格子３６との間に位置決めされ、光源２２から発する光を受け取り、格子３６を通るように導く。格子３６は、少なくとも部分的にレンズ３４とレンズ３８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子３６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子３６に、たとえばロンチルーリング（ｒｏｎｃｈｉ ｒｕｌｉｎｇ）などの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子３６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子３６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子３６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子３６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子３６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子３６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００１１】
他の実施形態で、格子３６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子３６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００１２】
レンズ３８は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源２２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ３８が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ３８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ３８は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００１３】
上で説明したように、いくつかの実施形態で、光源２２に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスが含まれる。たとえばレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、および白色光ランプなどのいくつかの他の既知の光源は、物体１２の照らされる表面の異なる区域にわたる光の分布を調整することができない。より具体的には、そのような他の既知の光源のいくつかは、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光のレベルを調整できない場合がある。したがって、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイス以外の光源を使用すると、照らされる物体表面のいくつかの区域が、検査に暗すぎるか明るすぎる場合がある。しかし、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、そこから発する光の分布を調整することができる。したがって、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを光源２２として使用することによって、システム１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルの分布を調整することができる。しかし、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、物体１２の検査について望まれるおよび／または適するものより低い分解能の光を物体１２に投影する場合がある。さらに、いくつかの既知のＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、およびＤＭＤデバイスは、光の滑らかなパターン、たとえば正弦波を正確に構成できない場合があり、その代わりに２進近似を作成する場合がある。
【００１４】
格子３６およびレンズ３８を光源２２としてのＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスと組み合わせることによって、システム１０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子３６を通過する時に、格子３６は、光源２２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子３６に線および余白のパターンが含まれる場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ３８によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子３６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ３８によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子３６によって作成される干渉を選択することができる。
【００１５】
光源２２にＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスが含まれるので、システム１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ２４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源２２と組み合わせて使用して、光源２２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源２２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。
【００１６】
図２は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム５０の代替実施形態のブロック図である。より具体的には、システム５０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００１７】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム５０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００１８】
システム５０に、レーザ、白色光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源５２が含まれる。システム５０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ５４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ５４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム５０は、他の撮像センサ５４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ５６が、センサ５４から受け取ったイメージを処理し、モニタ５８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ５６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体６２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス６０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ５６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ５６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００１９】
システム５０に、レンズ６４、格子６６、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス６８、およびレンズ７０も含まれる。他のレンズ６４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ６４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ６４は、少なくとも部分的に光源５２と格子６６との間に位置決めされ、光源５２から発する光を受け取り、格子６６を通るように導く。格子６６は、少なくとも部分的にレンズ６４とＬＣＤデバイス６８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子６６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子６６に、たとえばロンチルーリングなどの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子６６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子６６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子６６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子６６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子６６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子６６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００２０】
他の実施形態で、格子６６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子６６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００２１】
格子６６から分散されたパターン付きの光が、ＬＣＤデバイス６８を介して、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために導かれる。レンズ７０は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源５２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ７０が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ７０を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ７０は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００２２】
格子６６およびレンズ７０をＬＣＤデバイス６８と組み合わせることによって、システム５０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子６６を通過する時に、格子６６は、光源５２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子６６に線および余白のパターンが含まれる場合に、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ７０によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子６６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ７０によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子６６によって作成される干渉を選択することができる。
【００２３】
システム５０はＬＣＤデバイス６８を介して光を導くので、システム５０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム５０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ５４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源５２および／またはＬＣＤデバイス６８と組み合わせて使用して、光源５２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源５２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＬＣＤデバイス６８が光源５２として使用されないので、システム５０は、ＬＣＤデバイス６８の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００２４】
図３は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム８０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム８０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００２５】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム８０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００２６】
システム８０に、レーザ、白色光ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス、ＬＣＯＳ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）デバイス、および／またはＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）などであるがこれらに限定されない構造光源８２が含まれる。システム８０に、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ８４も含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ８４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム８０は、他の撮像センサ８４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ８６が、センサ８４から受け取ったイメージを処理し、モニタ８８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ８６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体９２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス９０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ８６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ８６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００２７】
システム８０に、レンズ９４、格子９６、鏡９８、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）１００、およびレンズ１０２も含まれる。他のレンズ９４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ９４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ９４は、少なくとも部分的に光源８２と格子９６との間に位置決めされ、光源８２から発する光を受け取り、格子９６を通るように導く。格子９６は、少なくとも部分的にレンズ９４と鏡９８との間に位置決めされ、いくつかの実施形態で、それを通って導かれる光を回折パターンに分散させるパターン（図示せず）を含む。より具体的には、いくつかの実施形態で、格子９６に、光を回折パターンに分散させる、基板上に形成された線および余白のパターンが含まれる。いくつかの実施形態で、格子９６に、たとえばロンチルーリングなどの周期的な線および余白のパターンが含まれる。格子９６は、他のパターンを有することができるが、いくつかの実施形態で、格子９６に、それぞれが約１０μと約１５μとの間の幅を有する線が含まれ、パターンに、１ミリメートルあたり約５０個と約１００個との間の線対が含まれるようになっている。他の実施形態で、格子９６に、線および余白のパターンが含まれ、ここで、線の間の余白が、たとえば長方形スリット回折パターンなど、格子９６の縁に隣接して徐々に小さくなる。線および余白のパターンは、任意の適当な方法および／または構造を使用して基板上に形成することができる。たとえば、いくつかの実施形態で、線および余白のパターンが、基板に取り付けられかつ／または基板内に埋め込まれる金属素線（たとえば、クロム素線）などであるがこれに限定されない、材料の複数の素線から形成される。他の実施形態では、線および余白のパターンが、基板にエッチングされる。各エッチングされた線に、いくつかの実施形態で、金属（たとえば、クロム）などであるがこれに限定されない適当な材料を充てんすることができる。格子９６の基板を他の材料から製造することができるが、いくつかの実施形態で、格子９６の基板は、ガラスおよび／または石英から製造される。
【００２８】
他の実施形態で、格子９６に、それを通って導かれる光を、等間隔の線の均一な正弦波パターンなどであるがこれに限定されない干渉パターンに分散させるパターン（図示せず）が含まれる。いくつかの実施形態で、格子９６は、強度パターンが記録上で直接には見えないが、線が存在した場所の記録に残された小さな屈折率変化が一連のプリズムとして働いて、光をあるプラスおよびマイナスの角度に向けなおし、この光が干渉して干渉パターンを作るように、漂白された単純な一連の正方形の線の写真記録などであるがこれに限定されない位相格子である。
【００２９】
格子９６から分散されたパターン付きの光が、鏡９８から反射され、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために、ＤＭＤ １００に向けられる。他の鏡９８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、鏡９８は、銀の半透明鏡である。ＤＭＤ １００から反射された光は、鏡９８を通って導かれ、レンズ１０２によって受け取られる。いくつかの実施形態で、波長板１０４が、ＤＭＤ １００と鏡９８の間に位置決めされて、鏡９８およびＤＭＤ １００から反射される光の損失を減らすのを容易にする。レンズ１０２は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、光源８２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１０２が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１０２を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１０２は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００３０】
格子９６およびレンズ１０２をＤＭＤ １００と組み合わせることによって、システム８０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、光が格子９６を通過する時に、格子９６は、光源８２から発した光を光の滑らかなパターン、たとえば滑らかな回折パターンまたは滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。格子９６に線および余白のパターンが含まれる場合に、光源としてＬＣＤおよび／またはＤＭＤプロジェクタを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１０２によって生成されるコントラストと組み合わせて、線および余白のサイズを選択することができる。さらに、格子９６が位相格子である場合に、ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１０２によって生成されるコントラストと組み合わせて、格子９６によって作成される干渉を選択することができる。
【００３１】
システム８０はＤＭＤ １００から光を反射するので、システム８０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム８０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ８４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）を光源８２および／またはＤＭＤ １００と組み合わせて使用して、光源８２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、光源８２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＤＭＤ １００が光源８２として使用されないので、システム８０は、ＤＭＤ １００の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００３２】
図４は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１１０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム１１０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００３３】
この例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１１０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００３４】
システム１１０に、レーザ１１２と、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ１１４とが含まれる。この例示的実施形態では、撮像センサ１１４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１１０は、他の撮像センサ１１４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ１１６が、センサ１１４から受け取ったイメージを処理し、モニタ１１８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ１１６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体１２２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス１２０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ１１６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ１１６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００３５】
システム１１０に、レンズ１２４、ビームスプリッタ１２６、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイス１２８、およびレンズ１３０も含まれる。他のレンズ１２４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１２４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ１２４は、少なくとも部分的にレーザ１１２とビームスプリッタ１２６との間に位置決めされ、レーザ１１２から発する光を受け取り、ビームスプリッタ１２６を通るように導く。ビームスプリッタ１２６は、レーザ１１２から発する光を分割し、再組み合わせすることによって、この光を干渉パターンに分散させるように位置決めされる。他のビームスプリッタ１２６を使用することができるが、いくつかの実施形態で、ビームスプリッタ１２６は、銀の半透明鏡である。
【００３６】
ビームスプリッタ１２６から分散されたパターン付きの光が、ＬＣＤデバイス１２８を介して、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために導かれる。レンズ１３０は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、レーザ１１２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１３０が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１３０を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１３０は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００３７】
ビームスプリッタ１２６およびレンズ１３０をＬＣＤデバイス１２８と組み合わせることによって、システム１１０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、ビームスプリッタ１２６は、レーザ１１２から発した光を光の滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１３０によって生成されるコントラストと組み合わせて、ビームスプリッタ１２６によって作成される干渉を選択することができる。
【００３８】
システム１１０はＬＣＤデバイス１２８を介して光を導くので、システム１１０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１１０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ１１４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）をレーザ１１２および／またはＬＣＤデバイス１２８と組み合わせて使用して、レーザ１１２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、レーザ１１２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＬＣＤデバイス１２８が光源として使用されないので、システム１１０は、ＬＣＤデバイス１２８の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００３９】
図５は、物体１２の複数の表面特徴を測定するのに使用される構造光測定システム１５０のもう１つの実施形態のブロック図である。より具体的には、システム１５０を使用して、物体１２の表面を検査し、判定することができ、この表面は、物体１２を表すモデルと比較した時に、傾き、曲げ、ねじれ、および／またはたわみなどの特徴を含む場合がある。
【００４０】
例示的実施形態では、物体１２が、圧縮機またはタービンエンジンで利用されるタービンブレードなどであるがこれに限定されないロータブレードである。したがって、この例示的実施形態では、物体１２に、プラットフォーム１６から外に延びるエーロフォイル１４が含まれる。次の説明は、ガスタービンエンジンブレードの検査を対象とするが、当業者は、システム１５０を利用して、任意の物体の構造光撮像を改善できることを諒解するであろう。
【００４１】
システム１５０に、レーザ１５２と、物体１２から反射された構造光を受け取る１つまたは複数の撮像センサ１５４が含まれる。例示的実施形態では、撮像センサ１５４は、物体１２から反射された構造光を受け取り、これを使用してイメージを作成するカメラであるが、システム１５０は、他の撮像センサ１５４を利用することができる。１つまたは複数のコンピュータ１５６が、センサ１５４から受け取ったイメージを処理し、モニタ１５８は、オペレータに情報を表示するのに利用することができる。一実施形態で、コンピュータ１５６に、たとえば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、および／またはネットワークもしくはインターネットなどの別のディジタル供給源ならびにこれから開発されるディジタル手段などのコンピュータ可読媒体１６２から命令および／またはデータを読み取るための、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）デバイス、および／またはイーサネット（登録商標）デバイスなどのネットワーク接続デバイスを含むすべての他のディジタルデバイスなどのデバイス１６０が含まれる。もう１つの実施形態で、コンピュータ１５６は、ファームウェア（図示せず）に保管された命令を実行する。コンピュータ１５６は、本明細書で説明する機能を実行するようにプログラムされ、本明細書で使用される用語コンピュータは、当技術分野でコンピュータと称する集積回路に限定されるのではなく、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能ロジックコントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路を幅広く指し、これらの単語は、本明細書で交換可能に使用される。
【００４２】
システム１５０に、レンズ１６４、ビームスプリッタ１６６、鏡１６８、ＤＭＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ ｄｅｖｉｃｅ）１７０、およびレンズ１７２も含まれる。他のレンズ１６４を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１６４は、両凸レンズなどであるがこれに限定されない視野レンズである。レンズ１６４は、少なくとも部分的にレーザ１５２とビームスプリッタ１６６との間に位置決めされ、レーザ１５２から発する光を受け取り、ビームスプリッタ１６６に導く。ビームスプリッタ１６６は、レーザ１５２から発する光を分割し、再組み合わせすることによって、この光を干渉パターンに分散させるように位置決めされる。他のビームスプリッタ１６６を使用することができるが、いくつかの実施形態で、ビームスプリッタ１６６は、銀の半透明鏡である。
【００４３】
ビームスプリッタ１６６から分散されたパターン付きの光が、鏡１６８から反射され、たとえば光の分布の制御および／またはマスキングのために、ＤＭＤ １７０に向けられる。他の鏡１６８を使用することができるが、いくつかの実施形態で、鏡１６８は、銀の半透明鏡である。ＤＭＤ １７０から反射された光は、鏡１６８を通って導かれ、レンズ１７２によって受け取られる。いくつかの実施形態で、波長板１７４が、ＤＭＤ １７０と鏡１６８の間に位置決めされて、鏡１６８およびＤＭＤ １７０から反射される光の損失を減らすのを容易にする。レンズ１７２は、パターン付きの光を受け取り、物体１２に撮像して、レーザ１５２から発した光を用いて物体１２を照らす。この例示的実施形態では、レンズ１７２が、「高分解能」レンズであり、あるいは、より具体的には、約５０％を超えるコントラストを有するイメージの生成を容易にするレンズである。他のレンズ１７２を使用することができるが、いくつかの実施形態で、レンズ１７２は、引伸し機レンズおよび／またはリソグラフィ用レンズなどであるがこれに限定されない平面視野レンズである。
【００４４】
ビームスプリッタ１６６およびレンズ１７２をＤＭＤ １７０と組み合わせることによって、システム１５０は、光の滑らかなパターンによる物体１２の照明を容易にし、光源としてＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるのを容易にする。より具体的には、ビームスプリッタ１６６は、レーザ１５２から発した光を光の滑らかな干渉パターンに分散させるのを容易にする。ＬＣＤデバイス、ＬＣＯＳデバイス、および／またはＤＭＤデバイスを使用する既知の光測定システムと比較して、物体１２から反射された光の分解能を高めるように、レンズ１７２によって生成されるコントラストと組み合わせて、ビームスプリッタ１６６によって作成される干渉を選択することができる。
【００４５】
システム１５０はＤＭＤ １７０から光を反射するので、システム１５０は、物体１２の照らされる表面の異なる区域に投影される光レベルを調整することができる。したがって、明るすぎるか暗すぎる、物体１２の照らされる表面の区域を調整でき、これらが、システム１５０によって測定可能になり、より具体的には撮像センサ１５４によって見ることができるようになる。さらに、いくつかの実施形態で、電子マスクおよび／または物理的マスク（図示せず）をレーザ１５２および／またはＤＭＤ １７０と組み合わせて使用して、レーザ１５２が物体１２の検査すべき部分以外の位置の表面を照らさないようにするのを容易にすることができる。そのようなマスクは、これによって、周囲の構造、たとえば試験用治具と物体１２の検査すべき表面の間の相互反射を減らすのを容易にすることができる。さらに、そのようなマスクは、レーザ１５２の位置から見た、物体１２の検査すべき部分のプロファイルと実質的に一致する、物体１２上の照明パターンを作るのを容易にすることができる。さらに、ＤＭＤ １７０が光源として使用されないので、システム１５０は、ＤＭＤ １７０の動作寿命を延ばすのを容易にすることができる。
【００４６】
本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法は、ガスタービンエンジン構成要素、より具体的にはガスタービンエンジンのエンジンブレードに関して説明され、かつ／または図示されたが、本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法の実践は、ガスタービンエンジンブレードにもガスタービンエンジン構成要素全般にも限定されない。そうではなく、本明細書で説明し、かつ／または図示したシステムおよび方法は、すべての物体に適用可能である。
【００４７】
システムおよび方法の例示的実施形態を、本明細書で詳細に説明し、かつ／または図示した。これらのシステムおよび方法は、本明細書で説明した特定の実施形態に限定されるのではなく、各システムの構成要素ならびに各方法の段階を、本明細書で説明した他の構成要素および段階と独立に、別々に利用することができる。各構成要素および各方法段階を、他の構成要素および／または方法段階と組み合わせて使用することもできる。
【００４８】
本明細書で説明され、かつ／または図示されたアセンブリおよび方法の要素／構成要素／などを説明する時に、冠詞が無いこと又は冠詞「前記」、「該」は、１つまたは複数の要素／構成要素／などがあることを意味することが意図されている。単語「からなる」、「含む」、および「有する」は、包含的であり、列挙された要素／構成要素／など以外の追加の要素／構成要素／などがある場合があることを意味することが意図されている。
【００４９】
本発明をさまざまな特定の実施形態に関して説明したが、当業者は、特許請求の範囲の精神および範囲の中で変更を加えて本発明を実践できることを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】構造光測定システムの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図２】構造光測定システムの代替実施形態を示すブロック図である。
【図３】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【図４】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【図５】構造光測定システムのもう１つの実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 構造光測定システム
１２ 物体
１４ エーロフォイル
１６ プラットフォーム
２２ 光源
２４ 撮像センサ
２６ コンピュータ
２８ モニタ
３０ デバイス
３２ コンピュータ可読媒体
３４ レンズ
３６ 格子
３８ レンズ
５０ 構造光測定システム
５２ 光源
５４ 撮像センサ
５６ コンピュータ
５８ モニタ
６０ デバイス
６２ コンピュータ可読媒体
６４ レンズ
６６ 格子
６８ ＬＣＤデバイス
７０ レンズ
８０ 構造光測定システム
８２ 光源
８４ 撮像センサ
８６ コンピュータ
８８ モニタ
９０ デバイス
９２ コンピュータ可読媒体
９４ レンズ
９６ 格子
９８ 鏡
１００ ＤＭＤ
１０２ レンズ
１０４ 波長板
１１０ 構造光測定システム
１１２ レーザ
１１４ 撮像センサ
１１６ コンピュータ
１１８ モニタ
１２０ デバイス
１２２ コンピュータ可読媒体
１２４ レンズ
１２６ ビームスプリッタ
１２８ ＬＣＤデバイス
１３０ レンズ
１５０ 構造光測定システム
１５２ レーザ
１５４ 撮像センサ
１５６ コンピュータ
１５８ モニタ
１６０ デバイス
１６２ コンピュータ可読媒体
１６４ レンズ
１６６ ビームスプリッタ
１６８ 鏡
１７０ ＤＭＤ
１７２ レンズ
１７４ 波長板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体（１２）を検査する構造光測定システム（１０）であって、
前記物体の表面に構造光を投影するように構成された構造光源（２２）と、
前記物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサ（２４）と、
前記構造光源が発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの少なくとも１つに分散させるように位置決めされた格子（３６）と、
前記格子から受け取られたパターン付きの光を前記物体上に撮像するように位置決めされたレンズ（３８）と
を含むシステム（１０）。
【請求項２】
前記構造光源（２２）が、ＬＣＤデバイス（６８）、ＤＭＤ（１００）、ＬＣＯＳデバイス、レーザ（１１２）、白色光ランプ、およびＬＥＤのうちの１つを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記格子（３６）が、回折格子および位相格子のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記レンズ（３８）が、平面視野レンズを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項５】
少なくとも部分的に前記格子（３６）と前記レンズ（３８）との間に位置決めされたＬＣＤデバイス（６８）をさらに含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項６】
ＤＭＤ（１００）と、
前記格子（３６）からパターン付きの光を受け取り、前記パターン付きの光を前記ＤＭＤから反射し、前記ＤＭＤから反射されたパターン付きの光を前記レンズ（３８）に向けるように位置決めされた鏡（９８）と
をさらに含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記鏡（９８）が、銀の半透明鏡を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項８】
少なくとも部分的に前記ＤＭＤ（１００）と前記鏡（９８）との間に位置決めされた波長板（１０４）をさらに含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項９】
物体（１２）を検査する構造光測定システム（１０）であって、
前記物体の表面に構造光を投影するように構成されたレーザ（１１２）と、
前記物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサ（２４）と、
前記レーザが発した光を干渉パターンに分散させる、少なくとも部分的に前記レーザと前記物体との間に位置決めされたビームスプリッタ（１２６）と、
前記ビームスプリッタから受け取られたパターン付きの光を前記物体上に撮像するように位置決めされたレンズ（３８）と
を含むシステム（１０）。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタ（１２６）が、銀の半透明鏡（９８）を含む、請求項９記載のシステム（１０）。
【請求項１】
物体（１２）を検査する構造光測定システム（１０）であって、
前記物体の表面に構造光を投影するように構成された構造光源（２２）と、
前記物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサ（２４）と、
前記構造光源が発した光を回折パターンと干渉パターンとのうちの少なくとも１つに分散させるように位置決めされた格子（３６）と、
前記格子から受け取られたパターン付きの光を前記物体上に撮像するように位置決めされたレンズ（３８）と
を含むシステム（１０）。
【請求項２】
前記構造光源（２２）が、ＬＣＤデバイス（６８）、ＤＭＤ（１００）、ＬＣＯＳデバイス、レーザ（１１２）、白色光ランプ、およびＬＥＤのうちの１つを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項３】
前記格子（３６）が、回折格子および位相格子のうちの１つを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項４】
前記レンズ（３８）が、平面視野レンズを含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項５】
少なくとも部分的に前記格子（３６）と前記レンズ（３８）との間に位置決めされたＬＣＤデバイス（６８）をさらに含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項６】
ＤＭＤ（１００）と、
前記格子（３６）からパターン付きの光を受け取り、前記パターン付きの光を前記ＤＭＤから反射し、前記ＤＭＤから反射されたパターン付きの光を前記レンズ（３８）に向けるように位置決めされた鏡（９８）と
をさらに含む、請求項１記載のシステム（１０）。
【請求項７】
前記鏡（９８）が、銀の半透明鏡を含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項８】
少なくとも部分的に前記ＤＭＤ（１００）と前記鏡（９８）との間に位置決めされた波長板（１０４）をさらに含む、請求項６記載のシステム（１０）。
【請求項９】
物体（１２）を検査する構造光測定システム（１０）であって、
前記物体の表面に構造光を投影するように構成されたレーザ（１１２）と、
前記物体表面から反射された構造光を受け取るように構成された撮像センサ（２４）と、
前記レーザが発した光を干渉パターンに分散させる、少なくとも部分的に前記レーザと前記物体との間に位置決めされたビームスプリッタ（１２６）と、
前記ビームスプリッタから受け取られたパターン付きの光を前記物体上に撮像するように位置決めされたレンズ（３８）と
を含むシステム（１０）。
【請求項１０】
前記ビームスプリッタ（１２６）が、銀の半透明鏡（９８）を含む、請求項９記載のシステム（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１２１２９２（Ｐ２００７−１２１２９２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８７１８９（Ｐ２００６−２８７１８９）
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２３日（２００６．１０．２３）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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