2019 Fiscal Year Research-status Report
複数の発光ピーク波長を持つガラス蛍光体の開発と人工物メトリクスへの応用
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18K11302
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
藤川 真樹 工学院大学, 情報学部(情報工学部), 准教授 (20594716)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工物メトリクス / ガラス蛍光体 / 複数の特徴情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マルチモーダル人工物メトリクスをセラミックス製品に適用し、複数の光学的な特徴情報を製品から抽出する方法を研究している。昨年度は、着色度合いが低く、透明であり、かつ単一の波長励起により可視光帯域および近赤外線帯域にて発光をするガラス蛍光体の開発を行った。このときのベストな組成は、母体ガラスが（75GeO2 - 25Li2CO3）であり、添加した希土類酸化物の割合は（3.0Yb2O3 - 0.13Er2O3）であったが、作製したサンプルの数が少ないことが課題であった。
今年度は、組成が異なる合計20個のサンプルを作製し、可視光帯域（赤色、緑色）および近赤外線帯域において発光の積分強度を求めることで、ベストな組成を導くことにした。その結果、3.0Yb2O3 - 0.13Er2O3 - 75GeO2 - 25Li2CO3 の比率をもつ蛍光体を最良な材料として選定した。なお、発光強度を高めるために、希土類酸化物の濃度を上げることは可能だが、透明度が著しく失われることが分かった。
ガラス蛍光体の粉末を陶磁器に溶着させたあとも発光機能が失われないことを確認するために、上記により開発した蛍光体の粉末を白色の陶器皿に溶着させるとともに、皿の表面に励起光を照射しながらその様子を2種類のカメラ（可視光カメラ、近赤外線カメラ）で撮影した。その結果、発光を捉えた画像の撮影に成功した。これにより、ガラス蛍光体が持つ発光機能は高温焼成（1230度）に耐えることが分かった。また、２つの特徴情報（可視光画像、近赤外線画像）が抽出できることが分かった。皿に溶着させたガラス蛍光体が視認困難であることを確かめるために、被験者50名に対して実験を行ったところ、平均正答数は3.44となり、あて推量に近い値となった。このことは、ガラス蛍光体の視認が困難であったことを意味する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の研究期間は3年間であるが，計画では1年～1.5年で目標とするガラス蛍光体の作製を，次の1～1.5年で「セラミックス製品への焼き付け」，「複数の特徴情報の抽出」，「ガラス蛍光体の視認困難性の確認」を，それぞれ実施する予定であった．1年目と2年目で当初の目標を達成できたことから，ほぼ計画通りに進んでいるといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、発光のユニーク性を検証する。理論的には、カメラによって撮影される可視光および近赤外線画像は観測点ごとに異なるが、これを実験により証明する。実験は，(1) 観測点ごとの画像撮影，(2) 基準画像の設定，(3) 位相限定相関法を用いた基準画像との相関比の算出，から構成される．
発光がユニークであることが上記の実験により確認された場合、特徴情報となり得る最適な画像のペアを自動的に抽出するアルゴリズムの開発に着手する。
なお、2020年度は最終年度に当たることから、これまでの研究成果をまとめて学術集会にて発表するとともに、原著論文を投稿することで論文誌への採録を目指す。
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