Absolute Phasenmessende Deflektometrie:
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| Published: |
Erlangen
Lehrstuhl für Mikrocharakterisierung
2006
|
| Series: | Progress in modern optics
13 |
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| Item Description: | Zugl.: Erlangen-Nürnberg, Univ., Diss., 2006 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
0
Summary
1
1 Aufgabenstellung und Zusammenfassung der Ergebnisse 3
2 Phasenmessende Deflektometrie 7
2.1 Vermessung optisch rauer Oberflächen.......... 7
2.2 Vermessung optisch glatter Oberflächen......... 8
2.3 Messprinzip......................... 10
2.4 Informationstheoretische Betrachtungen......... 12
2.5 Unschärferelation...................... 14
2.5.1 Zeitliche und laterale Mittelung.......... 19
2.5.2 Pixelierung und Krümmungsabhängigkeit .... 19
2.5.3 Physikalische Grenze der Neigungsmessung ... 20
3 Stereodeflektometrie 25
3.1 Mehrdeutigkeit der Deflektometrie............ 26
3.1.1 Mengentheoretische Betrachtungsweise...... 27
3.1.2 Verfahren zum Lösen der Mehrdeutigkeit .... 29
3.2 Stereo auf spiegelnden Oberflächen............ 31
3.3 Potentielle Normalen.................... 31
3.3.1 Variation der potentiellen Normalen....... 32
3.3.2 Potentielle Normalen für verschiedene Kameras . 34
3.3.3 Mengentheoretische Betrachtungsweise...... 39
3.4 Verwandte Ansätze zur Lösung der Mehrdeutigkeit ... 41
3.5 Grenzen der Stereodeflektometrie............. 42
4 Kalibrierung 47
4.1 Konzept........................... 47
4.2 Projektorkalibrierung.................... 48
4.3 Kamerakalibrierung .................... 51
4.4 Geometriekalibrierung................... 53
4.4.1 Position der Kameras............... 53
4.4.2 Position der Mattscheibe ............. 56
4.5 Resultate und Verbesserungsmöglichkeiten........ 60
4.5.1 Projektorkalibrierung ............... 63
4.5.2 Geometriekalibrierung............... 64
5 Laboraufbau 71
5.1 Mustererzeugung...................... 71
5.1.1 LCD-Projektoren.................. 72
5.1.2 DMD-Projektoren................. 72
5.1.3 Mattscheibe..................... 74
5.1.4
TFT-Monitor
.................... 76
5.1.5 Einfluss der Pixelierung.............. 77
5.2 Bildaufnahme........................ 77
5.2.1 Synchronisation................... 78
5.2.2 Linearität...................... 79
5.3 Gesamtaufbau........................ 81
6
Auswertung 85
6.1 Sinusmuster und Phasenshift............... 85
6.1.1 Eindeutige Kodierung und Musterkoordinaten . 85
6.1.2 Räumliches Phasenschieben............ 86
6.1.3 Zeitliches Phasenschieben............. 87
6.1.4 Mattscheibenkoordinaten............. 96
6.2 Stereoalgorithmus ..................... 97
6.2.1 Rasterung...................... 97
6.2.2 Berechnung der potentiellen Normalen...... 98
6.2.3 Bestimmung der Höhe............... 99
6.3 Krümmungsberechnung.................. 102
6.4 Numerische Integration .................. 106
7 Ergebnisse 109
7.1 Genauigkeit......................... 109
7.1.1 Wiederholgenauigkeit ............... 109
7.1.2 Absolute Genauigkeit ............... 111
7.2 Brillengläser......................... 114
7.2.1 Anforderungen und Bewertung.......... 114
7.2.2 Ergebnisse...................... 115
7.2.3 Prototyp ...................... 118
Inhaltsverzeichnis
iii
Anhang
A
Notationen und Definitionen 123
A.l Mathematische Notationen ................ 123
A.2 Koordinatensysteme und -transformationen....... 124
A.3 Geometrische und optische Größen............ 126
В
Resektion 127
Literaturverzeichnis 135
Danksagung 143
Lebenslauf 145
|
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Inhaltsverzeichnis
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Summary
1
1 Aufgabenstellung und Zusammenfassung der Ergebnisse 3
2 Phasenmessende Deflektometrie 7
2.1 Vermessung optisch rauer Oberflächen. 7
2.2 Vermessung optisch glatter Oberflächen. 8
2.3 Messprinzip. 10
2.4 Informationstheoretische Betrachtungen. 12
2.5 Unschärferelation. 14
2.5.1 Zeitliche und laterale Mittelung. 19
2.5.2 Pixelierung und Krümmungsabhängigkeit . 19
2.5.3 Physikalische Grenze der Neigungsmessung . 20
3 Stereodeflektometrie 25
3.1 Mehrdeutigkeit der Deflektometrie. 26
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3.1.2 Verfahren zum Lösen der Mehrdeutigkeit . 29
3.2 Stereo auf spiegelnden Oberflächen. 31
3.3 Potentielle Normalen. 31
3.3.1 Variation der potentiellen Normalen. 32
3.3.2 Potentielle Normalen für verschiedene Kameras . 34
3.3.3 Mengentheoretische Betrachtungsweise. 39
3.4 Verwandte Ansätze zur Lösung der Mehrdeutigkeit . 41
3.5 Grenzen der Stereodeflektometrie. 42
4 Kalibrierung 47
4.1 Konzept. 47
4.2 Projektorkalibrierung. 48
4.3 Kamerakalibrierung . 51
4.4 Geometriekalibrierung. 53
4.4.1 Position der Kameras. 53
4.4.2 Position der Mattscheibe . 56
4.5 Resultate und Verbesserungsmöglichkeiten. 60
4.5.1 Projektorkalibrierung . 63
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5 Laboraufbau 71
5.1 Mustererzeugung. 71
5.1.1 LCD-Projektoren. 72
5.1.2 DMD-Projektoren. 72
5.1.3 Mattscheibe. 74
5.1.4
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. 76
5.1.5 Einfluss der Pixelierung. 77
5.2 Bildaufnahme. 77
5.2.1 Synchronisation. 78
5.2.2 Linearität. 79
5.3 Gesamtaufbau. 81
6
Auswertung 85
6.1 Sinusmuster und Phasenshift. 85
6.1.1 Eindeutige Kodierung und Musterkoordinaten . 85
6.1.2 Räumliches Phasenschieben. 86
6.1.3 Zeitliches Phasenschieben. 87
6.1.4 Mattscheibenkoordinaten. 96
6.2 Stereoalgorithmus . 97
6.2.1 Rasterung. 97
6.2.2 Berechnung der potentiellen Normalen. 98
6.2.3 Bestimmung der Höhe. 99
6.3 Krümmungsberechnung. 102
6.4 Numerische Integration . 106
7 Ergebnisse 109
7.1 Genauigkeit. 109
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7.2.2 Ergebnisse. 115
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Inhaltsverzeichnis
iii
Anhang
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Literaturverzeichnis 135
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