2000 Fiscal Year Annual Research Report
新機能液晶デバイスを用いた三次元形状の顕微計測システムの開発
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11555012
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
武田 光夫 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00114926)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒川 隆志 東京農工大学, 工学部, 教授 (40302913)
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| Keywords | スペクトル干渉 / 3次元形状計測 / 干渉顕微鏡 / 液晶ファブリーペロー / 光周波数走査 / 干渉計測 |
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| Research Abstract |
広い計測視野領域を同時に高分解能計測できる簡便な3次元形状顕微計測システムを開発した.光周波数領域での干渉現象を利用することにより,ピエゾなどの機械的可動部を持たず,数ミクロンから数10ミクロンの不連続段差をもつ3次元物体の絶対形状をサブミクロン分解能で全画素同時並列計測できるシステムを実現した.研究実績の具体的な内容は以下の通りである.
1.可視領域の広範囲波長走査が可能な可変波長モジュールの設計
可変波長域の拡大のための液晶ファブリー・ペロー素子のタンデム接続法の検討と計算機シミュレーションによる評価を行った.
2.タンデム液晶ファブリー・ペロー素子の試作と評価
液晶ファブリーペローを試作し個々の特性とタンデム接続したときの特性を評価した.
3.波長走査式顕微干渉計測システムの設計と試作
システムの光学設計と干渉顕微鏡の一部を改造した計測システムの試作をおこなった.
4.精密波長制御および画像データ取得のためのシステム制御プログラムの開発
可変波長液晶ファブリーペロー素子の電圧対共振波長特性の測定結果に基づく精密波長制御機と制御プログラムおよび画像の高速蓄積システムを開発した.
5.精度と分解能向上のための画像処理法とデータ解析手法の確立と計算効率の高いソフトウエアの開発
スペクトル干渉縞数の少ない状態で縞周波数を推定するアルゴリズムを開発した.
6.試作装置の性能評価
リソグラフィで1ミクロン段差と11ミクロン段差を持つ3次元基準物体を作成し試作した顕微システムで計測することにより,不連続物体の段差をサブミクロン分解能で全画面同時に計測できることを実証した.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] M.Kinoshita: "Optical frquency-domain imaging microprofilometry with a frequency-tunable liquid-crystal Fabry-Prot etalon device"Appl.Opt.. 38. 7063-7068 (1999)
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[Publications] 黒川隆志: "液晶を用いた波長可変干渉計"光学. 30. 27-28 (2001)
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[Publications] 武田光夫: "多次元ディジタル信号処理による不連続段差物体の3次元形状センシング-時間周波数走査vs.空間周波数走査-"第23回光波センシング研究会講演論文集. 9-16 (1999)
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[Publications] 菅井雅也: "スペクトル干渉計測のためのタンデム型液晶ファブリーペロー素子"Optics Japan'99 講演予稿集. 405-406 (1999)
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[Publications] 菅井雅也: "液晶ファブリーペロー波長走査素子を用いたスペクトル干渉計による3次元形状計測(II)"Optics Japan'2000 講演予稿集. 203-204 (2000)
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[Publications] D.S.Mehta: "Spectral interferometric technique for 3D-shape measurement of microscopic objects with improved resolution, speed of measurement and signal processing"CLEO PACIFIC RIM 2001, Technical Digest. (to appear). (2001)
