Accurate optical 3D sensors with active optical elements
Project goals
Optical 3D sensors measure the geometrical shape of objects. The most precise optical 3D sensors for the measurement of objects with rough surface (most of the usually used technical surfaces) are white-light interferometry and focus variation technology. However, these two methods although successful and widely used suffer from some limitations. The most important of them are the small image field and the necessity of the depth scan (the measured object mechanically moves relative to the measuring device). The goal of the project is to develop an optical 3D sensor based on white-light interferometry that measures without the mechanical depth scan. The output of a fiber optic interferometer is used as the light source for the measuring interferometer. An optical modulator inserted into one arm of the fiber optic interferometer changes the optical path difference between the interferometer arms so that the spectrum at the output is periodic. The variation of the spectral period replaces the depth scan. A focus tunable lens secures the correct position of the focalization plane.
Keywords
3D sensorgeometrical shapefiber opticoptical active elementwhite-light interferometrypolarized light
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 21 (SGA0201700001)
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
17-05547S
Alternative language
Project name in Czech
Přesné optické 3D senzory s aktivními optickými prvky
Annotation in Czech
Optické 3D senzory měří geometrický tvar předmětů. Nejpřesnější optické 3D senzory vhodné pro měření předmětů s drsným povrchem (což je většina obvykle používaných technických povrchů) jsou interferometrie v bílém světle a technika změny zaostření. Jenže i tyto metody, třebaže jsou úspěšné a široce používané, mají určitá omezení. Nejdůležitější z nich jsou malé obrazové pole a nutnost hloubkového skenování (měřený předmět se pohybuje vzhledem k měřicímu zařízení). Cílem tohoto projektu je vyvinout optický 3D senzor založený na interferometrii v bílém světle, který měří bez hloubkového skenování. Jako zdroj světla pro měřicí interferometr je použit výstup vláknového interferometru. Optický modulátor vložený do jednoho ramena vláknového interferometru mění rozdíl optických drah mezi rameny interferometru tak, že je spektrum na výstupu interferometru periodické. Změna spektrální periody nahradí hloubkové skenování. Čočka s proměnnou ohniskovou vzdáleností zajistí správnou polohu roviny zaostření.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project was focused on the basic research of accurate optical 3D sensors with active optical elements, which may measure geometrical shape of rough surface objects without mechanical scanning. Three 3D sensors were developed in various configurations. All tasks specified in the proposal were achieved, published in scientific IF journals and presented at international conferences.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2017
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 10, 2019
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
Jul 23, 2020
Finance
Total approved costs
2,745 thou. CZK
Public financial support
2,745 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
2 745 CZK thou.
Public support
2 745 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JA - Electronics and optoelectronics
Solution period
01. 01. 2017 - 31. 12. 2019