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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

研究課題

研究課題/領域番号 11555012
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

武田 光夫  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00114926)

研究分担者 黒川 隆志  東京農工大学, 工学部, 教授 (40302913)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2000年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
1999年度: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円)
キーワードスペクトル干渉 / 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 / 三次元形状計測 / 光波長走査 / 光応用計測
研究概要

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.研究成果の具体的な内容は以下の通りである.
1.近赤外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試作した.
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.

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] M.Kinoshita: "Optical frequency-domain imaging microprofilometry with a frequency-tunable liquid-crystal Fabry-Prot etalon device"Appl.Opt.. 38. 7063-7068 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 黒川隆志: "液晶を用いた波長可変干渉計"光学. 30. 27-28 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.S.Mehta: "Three-dimensional shape measurement and tomographic imaging of discontinuous objects using spectral interferometric technique with improved resolution"Fringe 2001, Proc.4th International Workshop on Automatic Processing of Fringe Patterns (Bremen, Germany). (to appear). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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 (Makuhari, Japan). (to appear). (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kinoshita, M.Takeda, H.Yago, Y.Watanabe, and T.Kurokawa: "Optical frequency-domain imaging micro-pcrofilometry with a frequency-tunable liquid-crystal Fabry-Prot etalon device"Appl.Opt.. Vol.38, No.34. 7063-7068 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kurokawa and M.Takeda: "Variable wavelength interferometer using liquid crystals"Jpn.J.Opt.(Kogaku). Vol.30, No.1. 27-28 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takeda: "Multidimensional fringe pattern analysis : Technique and Analysis"Conference Handbook, Applied Optics and Opto-Electronics Conference, Institute of Physics (Loughborough, UK). 13 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.S.Mehta, M.Sugai, H.Hinosugi, S.Saito, M.Takeda, T.Kurokawa, H.Takahashi, M.Ando, M.Shishido, and Y.Yoshizawa: "Spectral interferometric technique for 3-D shape measurement of microscopic objects with improved resolution, speed of measurement and signal processing"CLEO Pacific Rim 2001, Technical Digest (Makuhari, Japan). Accepted for Publication. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.S.Mehta, M.Sugai, H.Hinosugi, S.Saito, M.Takefa, T.Kurokawa, H.Takahashi, M.Ando, M.Shishido, and Y.Yoshizawa: "Three-dimensional shape measurement and tomographic imaging of discontinuous objects using spectral interferometric technique with improved resolution"Fringe 2001, Proceedings of the 4th International Workshop on Automatic Processing of Fringe Patterns (Bremen, Germany). Accepted for Publication. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takeda: "Multi-dimensional digital signal processing for three-dimensional shape measurements of objects with large height discontinuities-Temporal frequency scan vs. spatial frequency scan-"Proc.23rd Meeting on Light-wave Sensing Technology, Tokyo JSAP 993120. 9-16 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sugai, M.Takeda, T.Kurokawa, H.Takahashi, M.Ando, H.Watanabe, and Y.Hasegawa: "Tandem liquid-crystal Fabry-Prot optical frequency scan device for spectral interferometry"Extended Abstract, Optics Japan '99. 405-406 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Sugai, H.Hinosugi, Y.Miyamoto, M.Takeda, T.Kurokawa, H.Takahashi, M.Ando, and Y.Yoshizawa: "3-D shape measurement by spectral interferometry using a liquid crystal Fabry-Perot device for wavelength scanning (II)"Extended Abstract, Optics Japan 2000. 203-204 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kinoshita: "Optical frquency-domain imaging microprofilometry with a frequency-tunable liquid-crystal Fabry-Prot etalon device"Appl.Opt.. 38. 7063-7068 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 黒川隆志: "液晶を用いた波長可変干渉計"光学. 30. 27-28 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Masaya Kinoshita: "Optical frequency-domain imaging microprofilometry with a frequency-tunable liquid-crystal Fabry-Perot etalon device"Applied Optics. Vol.38 No.34. 7063-7068 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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