テレセントリックイメージングは、安定した倍率、大きな被写界深度、低い歪みなどの利点を持ち、3次元精密測定分野で注目されています。しかし、製造工程の制約により、テレセントリックレンズの開口絞りが焦点面に完璧に配置できず、わずかに光軸からずれた光線も入り込み、測定誤差を引き起こします。この誤差に対処するために、キャリブレーションパラメータ補正に基づくテレセントリック3D再構成モデルが提案されました。理論的にテレセントリック光路の非理想性の原因を分析し、画像深度に関連するシステムキャリブレーションパラメータモデルを構築し、光路の非理想性による測定誤差を補償します。焦点面のキャリブレーションパラメータを基に、制御変数法と最小二乗フィッティングアルゴリズムを用いて、放射状歪み係数と画像深度の間の多項式数学的表現を確立しました。ランダムサンプリングコンセンサスアルゴリズムを用いて位相ノイズを除去し、多項式モデルに基づく位相-深度マッピング関係を構築しました。3D再構成時には、絶対位相で決定された深度情報に基づいて放射状歪み係数を補正し、高精度な横方向サイズ再構成を実現しました。キャリブレーションプレートおよび標準球の実験において、システムパラメータ補正前後で測定された線分の測定誤差は28.8 μmから4.8 μmに、標準球の直径測定誤差は35.2 μmから8.1 μmに減少し、提案手法の実現可能性と必要性を検証しました。本手法は、テレセントリック光路システムの精密測定に有効なパラメータ補正の考え方を提供し、テレセントリック3D測定技術を豊富にします。

テレセントリックイメージング;3Dイメージング;精密測定;ストライプ投影輪郭法