2017 Fiscal Year Annual Research Report
Single-shot, three-dimensional, and omni-directional image measurement of object with nanometer-order precision
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16K14274
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
粟辻 安浩 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (80293984)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 計測工学 / 超精密計測 / 画像計測 / 光工学・光量子科学 / 3次元画像 / ホログラフィー / 位相計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度に，本技術の実証を行う光学系の構築と原理実証実験に成功した．しかしながらその光学系の構成は，Mach-Zehnder干渉計に基づいていた．そのために，外乱に弱く安定した記録ができないという問題が明らかになった．そこでより安定して記録ができる構成を検討した．
新たに考案した構成ではSagnac型干渉計に基づく．また，物体の表面，裏面の3次元形状を同時に記録するために，直交する直線偏光を用いてそれぞれの偏光で各面を同時に記録するディジタルホログラフィとした．考案した構成の光学系を設計，構築し実証実験を行った．この物体の表面と裏面の情報を含む1枚のホログラムを1台のカメラで記録した．記録したホログラムから，それぞれの直線偏光で記録した部分を抽出し，2枚のホログラムを生成した．それぞれのホログラムから像を再生し，物体の表面，裏面それぞれの像の再生に成功した．一方で，再生像の強度が低い，物体の周囲を通過する光による不要像が生じるという問題も明らかになった．そこでこの問題を解決する新たな光学系を考案した．
考案した光学系は参照光と物体光の強度比を調整可能とした．また，先に行った実証実験のために構築した光学系よりも物体とカメラ間の距離を短くした．参照光と物体光の強度比を変化させた実験を行った。シングルショット記録した1枚のホログラムから，表裏の再生像が確認でき，物体の表裏のシングルショット記録に成功した。次に，物体とカメラ間の距離を変化させて実験し，この実験でも物体のシングルショット記録に成功した．
これらの実験結果から次の知見を得た．参照光に対する物体光の強度を高くしても再生像の明るさは変わらない．光学系中に用いている2枚の1/4波長板とカメラとの間の距離が短くなるとノイズの強度が高くなる．この距離が短くならないように，物体とカメラ間の距離をある程度長くする必要がある．
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Research Products
(14 results)
