液晶表示装置を用いた実時間スペックル相関法

使用液晶显示装置的实时散斑相关方法

基本信息

批准号：
03650028
负责人：
豊岡了
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650028/
关键词：
液晶表示装置スペックル相関法振動モ-ド解析

项目摘要

粗面をレ-ザ光で照明したときに回折界または像界で観察されるスペックルパタ-ンは粗面の変形及びひずみによって形を変えながら移動する。物体の変位前後のスペックルパタ-ンの相互相関関数は変位にともなってそのピ-ク位置が移動すると共に値が減少する。これがスペックル相関法による変位測定の原理である。本研究は液晶パネルをシャドウフィルタとして用いる実時間スペックル相関法,およびスペックルパタ-ンをCCDカメラで撮り,変形の2次元分布を計算機で解析する方法の提案に関するものである。はじめに基準となるスペックルパタ-ンを透過型液晶TVパネル上に表示し,相関関数を光学的に並列演算する方法を提案している。静止した物体表面上の一点をレ-ザ光で照明したときの回折界のスペックルパタ-ンを透過型液晶パネル上に表示し,その像と物体が振動したときの動的スペックルパタ-ンとを重ね合わせることによって相関信号を光強度変化として出力することができた。この方法は軽量構造物のモ-ダル解析に有効に適用することができる。特に多自由度系を取り扱うために複数点を同時に照射したときの多重スペックルパタ-ンによる各点の相関信号を同時に分離して検出する際に可能な多重度の限界やSN比について,計算機シミュレ-ションと実験によって詳細に検討した。上述の方法は物体の変位にともなう相関関数の変化を利用しているので,ダイナミックレンジはスペックルの平均径程度で測定精度もその数%に制限される。それに対して,実時間性を犧牲にすれば,CCDカメラで撮った変形前後の像界のスペックルパタ-ンを面内でブロックに分割し,ブロックごとに相関関数を計算することによって,2次元の変形分布を広いダイナミックレンジで精度良く測定することができる。ブロック分割のサイズ,スペックルサイズ等の最適条件について検討した。

当粗糙的表面用激光照明时，由于变形和粗糙表面的变形和变形而改变形状，在衍射或图像场处观察到的斑点图案。物体位移之前和之后斑点图案的互相关函数随着其拾取位置随位移而移动而减小。这是使用斑点相关方法的位移测量的原理。这项研究是关于使用液晶面板作为阴影过滤器的实时斑点相关方法，以及使用CCD摄像机拍摄斑点图案的方法的建议，并使用计算机分析了变形的二维分布。首先，提出了一种方法来显示斑点模式作为传输类型LCD电视面板上的参考，并在相关函数的光学平行计算上显示。当固定物体表面上的一个点用激光灯照亮时，衍射场的斑点图案显示在透射液晶体面板上，并且通过将图像叠加在对象振动时，将图像叠加在动态斑点图案中，相关信号可以作为光强度的变化输出。该方法可以有效地应用于轻质结构的模态分析。特别地，当同时使用计算机模拟和实验详细检查多个点的相关信号时，当多个点同时辐照多个点时，通过多个点的相关信号在每个点上检测多个点时，可以通过多个点进行多个斑点模式同时辐照多个点的多个点时，可以实现多个点的多个点和S/N比的极限。上面的方法利用与对象位移相关的相关函数的变化，因此动态范围大约是斑点的平均直径，测量精度仅限于几个百分比。另一方面，如果利用实时特征，则将使用CCD摄像头在平面中分配为块的变形前后的图像字段的斑点模式，并计算每个块的相关函数，从而使二维变形分布在广泛的动态范围内准确测量。检查了最佳条件，例如区块分裂和斑点大小的大小。