Técnicas ópticas para el contorneo de superficies tridimensionales

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INSTRUMENTACION

REVISTA MEXICANA DE F´
ISICA 51 (4) 431–436

AGOSTO 2005

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T´ cnicas opticas para el contorneo de superficies tridimensionales
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A. Mart´nez, J.A. Rayas, J.M. Flores M., R. Rodr´guez-Vera y D. Donato Aguayo
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Centro de Investigaciones en Optica, A.C.,
Apartado Postal 1-948, 37000, Le´ n, Gto., M´ xico,
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e-mail: amalia@cio.mx, jrayas@cio.mx,jmflores@cio.mx,
rarove@cio.mx,daguayo@cio.mx
Recibido el 14 de febrero de 2005; aceptado el 17 de mayo de 2005

Se presentan algunos sistemas sin contacto para la recuperaci´ n de la topograf´a de objetos tridimensionales. Entre ellos est´ n los sistemas
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opticos basados en la t´ cnica de proyecci´ n de franjas incoherente, interferometr´a Talbot e interferometr´a de moteado. En la t´ cnica dee
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proyecci´ n de franjas incoherente, se inicia la digitalizaci´ n al proyectar sobre el objeto una serie de l´neas blancas y negras cuya imagen
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sobre la pieza es registrada por una c´ mara CCD. En interferometr´a Talbot, el objeto a digitalizar es colocado en uno de los planos de las
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autoim´ genes de una rejilla. Posteriormente, se capta con una CCD la imagen delobjeto con la rejilla proyectada ahora deformada. Esta es
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superpuesta con una rejilla generada sint´ ticamente, formando as´ un patr´ n de franjas de moir´ , el cual nos dar´ informaci´ n de la topograf´a
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del objeto bajo prueba. Para el caso de interferometr´a de moteado, el objeto es iluminado dual y sim´ tricamente a un angulo θ con respecto
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al ejeoptico. Se capta una imagen inicial y una segunda imagen despu´ s de rotar el objeto un angulo ∆θ. Procesando ambas im´ genes se
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obtiene informaci´ n de la profundidad del objeto bajo estudio. Como ejemplo de objetos digitalizados se presentan una parte automotriz,
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una membrana met´ lica la cual forma parte de un empaquetamiento conocido comercialmente como “gasket”, una horma de calzado,entre
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otros. Se discutir´ n las ventajas e inconvenientes de las t´ cnicas utilizadas.
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Descriptores: Metrolog´a optica, proyecci´ n de franjas, interferometr´a de Talbot, interferometr´a de moteado.
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We will present some non-contact systems for obtaining three-dimensional objects topography. The described systems are incoherent fringe
projection technique, Talbot andspeckle interferometry. In fringe projection technique, the digitalization is realized when black and white
lines are projected over the object and this image is captured by the CCD. In Talbot interferometry, the object is collocated on one of the
grating auto-image planes. The deformed grating image is captured by the CCD and superposed with a synthetic grating generated in the
computer forobtaining a moir´ pattern which gives information about the object topography. In the speckle interferometry technique, dual
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collimated illumination is used for contouring. The collimated beams illuminate symmetrically the object at an angle θ with the optical axis,
and an image is recorded in the usual way. Now if the object is tilted by a small ∆θ, a system of equispaced interference planesintersects the
object. A second recorded is taking in this object position. Both images are processed to get the object topography. The shape of the car part,
a gasket, shoe mold and other examples of digitalized objects are shown. Advantages and disadvantages of the techniques are discussed.
Keywords: Optical metrology, fringes projection, Talbot interferometry, speckle interferometry.
PACS:89.20.Bb; 89.20.-a; 42.30Ms

1.

Introducci´ n
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En la actualidad, un gran n´ mero de art´culos (como por
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ejemplo un autom´ vil, un tel´ fono, un reloj, una bota de eso
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quiar, un asiento, etc.) est´ n dise˜ ados con unas formas sua
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mamente complejas que son imposibles de describir mediante formulaciones matem´ ticas sencillas. La copia de una creaa
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ci´ n, que por definici´...