Системы технического зрения на основе фурье-оптики и оптической триангуляции для контроля размеров изделий и диагностики роста кристаллов

• Автор: Михляев, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 346 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Методы фурье-оптики для дифференциальных измерений размеров изделий
1.1. Спектральный метод контроля размеров изделий с пространственным интегрированием светового потока
1.2. Корреляционный метод допускового контроля и измерения размеров изделий
1.2.1. Синтез передаточных функций пространственно-частотных расщепляющих фильтров
1.2.2. Информационные характеристики и методы обработки корреляционных функций
1.3. Методы многоканального контроля размеров движущихся
изделий с временным мультиплексированием каналов
1.4. Оптические методы преобразования изображений контролируемых изделий сложной формы
1.4.1. Мультиплицирование и пространственно-частотная фильтрация изображений
1.4.2. Оперативное изменение параметров мультиплицирования
изображений средствами фурье-оптики
Выводы к главе
Глава 2. Оптические триангуляционные методы и системы технического зрения для измерения расстояний
2.1. Принципы построения и особенности применения лазерных триангуляционных систем зондирования зеркальной поверхности

2.1 Л. Оптические системы триангуляционных лазерных сенсоров
2.1.2. Влияние наклона зондируемой поверхности на метрологические характеристики триангуляционного сенсора с анизотропным зондирующим пучком
2.2. Триангуляционные методы лазерного зондирования динамической зеркальной поверхности
2.2.1. Особенности зондирования нестационарной поверхности
2.2.2. Методы многолучевой триангуляции для зондирования свободной поверхности вращающейся жидкости
2.3. Методы измерения расстояний в многоракурсных системах технического зрения
2.3.1. Субпиксельная локализация особых точек изображений
2.3.2. Релаксационная процедура поиска сопряженных точек изображений
Выводы к главе
Глава 3. Оптико-цифровые методы контроля уровня расплава и геометрии кристалла в процессе выращивания
3.1. Особенности контроля уровня расплава и диаметра кристалла
3.2. Методы и системы комплексного контроля уровня расплава и геометрии кристалла
3.2.1. Расчетный метод определения контролируемых параметров
3.2.2. Метод прямых измерений в зоне кристаллообразования
3.3. Методы цифровой обработки изображений при контроле
геометрии кристалла
3.3.1. Алгоритмы обработки данных при измерении диаметра кристалла

3.3.2. Методы МНК-оценивания контролируемых параметров
3.4. Исследование изображения зоны кристаллообразования в методе Чохральского
3.4.1. Оценка параллакса изображения мениска кристалла
3.4.2. Исследование информационных характеристик изображения
зоны кристаллообразования
Выводы к главе
Глава 4. Системы технического зрения для измерения линейных размеров и расстояний
4.1. Лазерное голографическое контрольное устройство ЛГКУ
4.2. Лазерный контрольный автомат ЛКА
4.3. Оптико-цифровая система контроля ОЦСК
4.4. Системы технического зрения для контроля процесса автоматического выращивания монокристаллов кремния
Выводы к главе
Заключение
Библиографический список
Приложение

выходным сигналам можно проводить допусковый контроль и определять абсолютную величину отклонения контролируемого размера от эталонного.
Остановимся теперь на фильтрах 15, 16. Для первого из них выходной сигнал и импульсный отклик изменяются по синусоидальному закону, при этом амплитуда колебаний сигнала возрастает с увеличением контролируемого размера:
g(B) = 25sin Вил, h(x) = -(х/2л) sin хщ,
где М[ = 2лА, IXF - параметр фильтра, определяющий частоту колебаний. Фильтр представляет собой систему четырех точечных диафрагм, расположенных при и - ±м,. Измеряемый размер находится по величине и знаку сигнала. Такой фильтр может быть использован при контроле изменяющихся во времени размеров и для измерения перемещений. При этом результат измерения выражается количеством периодов сигнала, полученных за время измерения.
Аналогичными свойствами обладает фильтр 16. В отличие от 15, максимальная амплитуда сигнала не меняется при изменении контролируемого размера:
g(B) = 2sin2(5M, / 2), /г(дг) = (1 / 4п)cos и,х. (1-16)
Фильтр состоит из двух (или одной, если учесть симметрию спектра мощности) точечных диафрагм, расположенных в частотной плоскости при и — ±их. Частота сигнала пропорциональна удалению диафрагм от центра частотной плоскости. Фильтр, в отличие от 15, является униполярным. Фактически этот фильтр используется при реализации традиционного дифракционного метода измерений с дополнительной коррекцией неравномерности дифракционной картины.
Приведенная таблица иллюстрирует лишь некоторые возможности рассматриваемого метода контроля и при необходимости может быть продолжена.
Чувствительность спектральной системы контроля. Чувствитель-