斜入射光の反射角変化を用いた鏡面物体の形状誤差測定法

摘要

鏡面状の表面を持つ製品の形状測定には，光を用いた手法が有効である．例えば，高精度表面に対しては，干渉計を用いることが一般的である．ただし，撮像素子の分解能との関係で，形状誤差が大きくなると干渉縞の密度が高まり，測定が難しくなる．このような場合，測定時間を犠牲にすることにはなるが，光学式の非接触式3 次元測定機などを利用すれば，3 次元座標を得ることができる．しかしながら，いずれの方法においても，測定対象の上に覆いかぶさるような状態で装置を配置することになり，落下物などによって測定面が損傷する危険があった．本研究室では，これらの問題を解決するため，被測定面での光の反射方向と設計上の鏡面からの反射方向の違いに着目し，物体の上部には装置を配置することなく，形状を測定する方法をこれまでに提案している．ただし，測定原理が幾何光学的であるがゆえに，測定装置の配置誤差によって測定誤差が生じていた．そこで，本論文では，測定装置の配置誤差の影響を低減する方法を考案したので，その原理の提案を行う．また，シミュレーションと実験によって，提案方法の有効性について確認を行ったので，その結果について述べる．