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三次元空間光波位相の超高精度検出法とそれによる変位分布計測法やCT法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18656039
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関和歌山大学

研究代表者

森本 吉春  和歌山大学, 理事(システム工学部教授併任) (20029573)

研究分担者 松井 徹  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00157231)
藤垣 元治  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (40273875)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワードデジタルホログラフィ / 位相シフト / 並列計算システム / 高速振動現象 / スペックルノイズ / Windowed PSDHI / テラヘルツ / 変位分布
研究概要

本研究の目的は,CCDに記録された光情報(複素振幅)を用いて,光路上の任意の場所の光情報の変化を検出する新しい方法「三次元空間光波位相の超高精度検出法」を提案し,それを用いた新しい3次元CT法を開発する.具体的には,使用するレーザの波長の10000分の1程度の従来にない高精度な変位分布計測法を開発する.これによってその微分であるひずみ分布解析や,速度分布計測などの2次元,3次元の変化が計測できるようになる。これらに適用するための基礎研究として.本年度は次の研究を行った.
1.実験装置の製作と実験による確認
昨年度に引き続き光学装置を設計製作した.装置を精密にかつコンパクトにつくることで,光学系内で相対的振動がおこらないようにした.また,ピエゾ位相シフト装置つき光学装置を試作した.多重反射を用いた光学系を位相シフト装置に組み込むことにより,フィードバック機構のないピエゾステージを使っても位相シフトが行える装置が構築可能であることを確認した.フィードバック機構付きのピエゾステージは,応答性に限界があったが.これによって,高速度カメラを用いた位相シフトデジタルホログラフィの撮影が可能となる.また,計算速度を向上するために,並列計算システムを構築した.
2.提案手法の適用範囲の拡大の検討高速振動現象の計測実験を行った.時間平均法に本手法を適用し,振動物体の振幅分布計測に適用した.従来の手法では,スペックルノイズにより等振幅線の位置を精度よく特定することが困難であったが,Windowed PSDHIを用いることにより,精度よく振幅分布を得ることができるようになった.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional Displacement Analysis by Windowed Phase-shifting Digital Holographic Interferometry2008

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T., Fujigaki. M. and Matsui, A.
    • 雑誌名

      Strain 44(No.1)

      ページ: 49-56

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 位相シフトデジタルホログラフィにおける再生像の標準偏差を用いた再生距離の同定2007

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治, 足村陽平, 松井貴男, 松井徹, 森本吉春
    • 雑誌名

      実験力学 7(No.1)

      ページ: 29-33

    • NAID

      130004489908

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration Method with Reference Plane for Phase-Shifting Digital Holographic Interferometry Using Spherical Wave2007

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Kita, T., Okazawa, S., Matui, T. and Morimoto. Y.
    • 雑誌名

      Journal of JSEM 7(Special Issue)

      ページ: 74-77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subnanometer Displacement Measurement by Averaging of Phase-difference in Windowed Digital Holographic interferometry2007

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matsui, T., Fujigaki, M., Kawagishi, N.
    • 雑誌名

      Optical Engineering Vol. 46, No. 2

      ページ: 25603-25603

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 位相シフトデジタルホログラフィによる変位・ひずみ分布計測におけるノイズ除去の効果2007

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治, 松井徹, 森本吉春, 川岸功和
    • 雑誌名

      第38回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演論文集(日本非破壊検査協会)

      ページ: 115-120

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano- and Pico-Meter Displacement Measurement by Phase Analysis of Fringe Patterns Obtained by Optical Method (Keynote Lecture)2006

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T., Fujigaki, M., Yamamoto, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of ISEM

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Calibration Method with Reference Plane for Phase-Shifting Digital Holographic Interferometry Using Spherical Wave2006

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Kita T., Okazawa S., Matui, T., Morimoto, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of ISEM (CD-ROM)

      ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-time Shape Measurement by Unwrapping Method Using Aliasing, Proceedings of ICEM 2006 and ACEM52006

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Toyotake, T., Matui, T., Morimoto, Y.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials Vols. 326-328

      ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Phase Shifting Device Using the Deflection of a Cantilever for Digital Holography2006

    • 著者名/発表者名
      Matsukawa, H., Fujigaki, M., Matui, T., Morimoto, Y.
    • 雑誌名

      Proceedings of ICEM 2006 and ACEM5, Key Engineering Materials Vols. 326-328

      ページ: 19-22

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 位相シフトデジタルホログラフィにおける格子投影法による形状計測2006

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治, 岡澤俊介, 松井徹, 森本吉春
    • 雑誌名

      2006年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集

      ページ: 689-690

    • NAID

      130004658293

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Removal Method of Zero-order Diffraction Using Windowed Phase-shifting Digital Holography2007

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Kawagishi, N., Matui, T. and Morimoto, Y.
    • 学会等名
      2007 SEM Annual Conference & Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Springfield, MA USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Window Size on Accuracy and Spatial Resolution in Windowed Phase-Shifting Digital Holographic Interferometry2007

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T., Fujigaki. M. and Kawagishi. N.
    • 学会等名
      13th International Conference on Experimental Mechanics(ICEM13)
    • 発表場所
      Alexandroupolis, Greece
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Three-Dimensional Displacement Analysis by Windowed Phase-Shifting Digital Holographic Interferometry2007

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T. and Fujigaki, M.
    • 学会等名
      13th International Conference on Experimental Mechanics(ICEM13)
    • 発表場所
      Alexandroupolis, Greece
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Specimen Position and Orientation Using Standard Deviation of Intensity in Phase-Shifting Digital Holography2007

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Ashimura, Y., Matui, T. and Morimoto, Y.
    • 学会等名
      13th International Conference on Experimental Mechanics(ICEM13)
    • 発表場所
      Alexandroupolis, Greece
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 窓関数を用いた位相シフトデジタルホログラフィ干渉法における並列計算の効果2007

    • 著者名/発表者名
      塩谷航平, 藤垣元治, 松井徹, 森本吉春
    • 学会等名
      日本実験力学会2007年年次講演会
    • 発表場所
      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 窓関数を用いた位相シフトデジタルホログラフィにおける空間分解能の検討2007

    • 著者名/発表者名
      木戸良介, 川岸功和, 藤垣元治, 松井徹, 森本吉春
    • 学会等名
      日本実験力学会2007年年次講演会
    • 発表場所
      埼玉大学東京ステーションカレッジ
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional Displacement Measurements by Phase-shifting Digital Holographic Interferometry with Microscope2007

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T., Fujigaki, M. and Matsui, A.
    • 学会等名
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007(ATEM'07)
    • 発表場所
      アクロス福岡国際会議場
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Strain Measurement Method for Tilted Planar Object by Phase-shifting Digital Holography Combined with Grating Projection Method2007

    • 著者名/発表者名
      Shiotani, K., Fujigaki, M., Matui, T. and Morimoto, Y.
    • 学会等名
      Second International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics(ISEM'07-OSAKA)
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Investigation into Cause of Wavy Noise on Strain Distribution in Phase-shifting Digital Holography2007

    • 著者名/発表者名
      Kido, R., Fujigaki, M., Matui, T. and Morimoto, Y.
    • 学会等名
      Second International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics(ISEM'07-OSAKA)
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 窓関数を用いた位相シフトデジタルホログラフィの高さ分布計測への適用2007

    • 著者名/発表者名
      塩谷 航平, 藤垣 元治, 松井 徹, 森本 吉春
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2007材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Subnanometer Displacement Measurement by Windowed Phase-shifting Digital Holographic Interferometry2007

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, Y., Matui, T. and Fujigaki, M.
    • 学会等名
      Asian Symposium for Precision Engineering and Nanotechnology 2007(ASPEN2007)
    • 発表場所
      韓国-光州
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 実験力学ハンドブック2007

    • 著者名/発表者名
      森本吉春, 藤垣元治
    • 総ページ数
      656
    • 出版者
      朝倉書店
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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