非干渉型ナノオーダー精度3次元高速度動画像計測法の創成

• 研究課題/領域番号: 26630183
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 粟辻 安浩 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (80293984)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 計測工学 / 可視化 / 3次元計測 / 強度輸送方程式 / 位相計測 / 応用光学・量子光工学 / 位相

研究成果の概要

本研究では，動く物体に対するナノメートルオーダーでの3次元動画像計測が可能かつ堅牢かつ装置化が簡便な技術の実現を目指して，光干渉が不要な並列強度輸送方程式を用いた計測法(並列TIE法)の正当性を実験的に確認するためのシステムの設計と構築を行った．
並列TIE法に基づくシステムとして，光源にLEDを，さらに1画素毎に光路長を変えられる素子として，偏光板と偏光カメラを用いた光学系を設計・構築した．構築したシステムにおいて，記録した1枚の画像から，並列TIE法の像再生処理を行った．その結果，被写体の厚さの2次元分布を，位相イメージとして得られ，所望の結果を得た．

研究成果

• [雑誌論文] Parallel phase-shifting digital holography and its application to high-speed 3D imaging of dynamic object (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, P. Xia, Y. Wang, O.Matoba
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9720 ページ: 972007-972007
  • DOI: 10.1117/12.2213029
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High dynamic range digital holography and its demonstration by off-axis configuration (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Yonesaka, Y. Lee, P. Xia, T. Tahara, Y. Awatsuji, K. Nishio, O.Matoba
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Industrial Informatics 巻: 12 号: 5 ページ: 1658-1663
  • DOI: 10.1109/tii.2016.2542023
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] High-speed parallel phase-shifting digital holography system (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, Y. Wang, P. Xia, O. Matoba
  • 学会等名: European Optical Society Bi-Annual Meeting 2016 (EOSAM2016)
  • 発表場所: Adlershof con. vent. Exhibition Centre (Berlin, Germany)
  • 年月日: 2016-09-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Parallel phase-shifting digital holography system using dual polarization-imaging cameras for 3D imaging of transparent dynamic object (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, Y. Wang, P. Xia, T. Kakue, K. Nishio, O. Matoba
  • 学会等名: Digital Holography & 3-D Imaging (DH), Imaging and Applied Optics Congress
  • 発表場所: Kongresshaus Stadthalle Heidelberg (Heidelberg, Germany)
  • 年月日: 2016-07-25
  • 国際学会
• [学会発表] 倒立型拡大光学系を用いた並列位相シフトディジタル ホログラフィック顕微鏡法による3次元動画像イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田喬人，夏鵬，粟辻安浩，西尾謙三，的場修
  • 学会等名: 3次元画像コンファレンス2016
  • 発表場所: 関西大学(吹田市山手町3-3-35)
  • 年月日: 2016-07-13
• [学会発表] 3D image reconstruction of transparent gas flow by parallel phase-shifting digital holography (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, Y. Wang, P. Xia, O. Matoba
  • 学会等名: 15th Workshop on Information Optics (WIO2016)
  • 発表場所: Universitat de Barcelona (Barcelona, Spain)
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phase measurement by using parallel phase-shifting digital holographic microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuda, P. Xia, Y. Awatsuji, K. Nishio, O. Matoba
  • 学会等名: The 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016（BISC’16）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市西区みなとみらい1-1-1）
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] Numerical simulation of parallel phase-shifting digital holographic tomography (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Shinomura, P. Xia, Y. Awatsuji, K. Nishio, O. Matoba
  • 学会等名: The 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016（BISC’16）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市西区みなとみらい1-1-1）
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] Quantitative imaging of refractive index of transparent object by parallel phase-shifting digital holography (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, P. Xia, Y. Awatsuji, K. Nishio, O. Matoba
  • 学会等名: The 2nd Biomedical Imaging and Sensing Conference 2016（BISC’16）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市西区みなとみらい1-1-1）
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] 倒立型拡大光学系を用いた並列位相シフトディジタルホログラフィック顕微鏡法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田喬人, 粟辻安浩
  • 学会等名: 一般社団法人 日本光学会 情報フォトニクス研究グループ 第14回関西学生研究論文講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市左京区松ヶ崎橋上町1)
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] Parallel phase-shifting digital holography and its application to high-speed 3D imaging of dynamic object (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, P. Xia, Y. Wang, and O. Matoba
  • 学会等名: SPIE Photonics West BIOS 2016
  • 発表場所: The Moscone Center (San Francisco, U.S.A.)
  • 年月日: 2016-02-13
  • 招待講演
• [学会発表] ホログラフィが可能にする高速度ならびに超高速度3次元動画像記録 (2016)
  • 著者名/発表者名: 粟辻安浩
  • 学会等名: 第20回 関西大学先端科学技術シンポジウム
  • 発表場所: 関西大学(吹田市山手町3-3-35)
  • 年月日: 2016-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] ディジタルホログラフィーにおけるホログラム生成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 粟辻安浩
  • 学会等名: 一般社団法人 日本光学会 第42回冬期講習会
  • 発表場所: 東京大学(東京都文京区本郷7-3-1)
  • 年月日: 2016-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] 並列位相シフトディジタルホログラフィーシステムとその高速度記録応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 粟辻安浩, 王ヨウキン, 夏鵬, 西尾謙三, 的場 修
  • 学会等名: 一般社団法人 日本光学会 ホログラフィック・ディスプレイ研究会 2015年度 第4回ホログラフィック・ディスプレイ研究会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市左京区松ヶ崎橋上町1)
  • 年月日: 2015-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 並列位相シフトディジタルホログラフィーを用いたガス噴流の3次元動画像計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 王ヨウキン, 夏鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 的場修
  • 学会等名: 高速度イメージングとフォトニクスに関する総合シンポジウム2015
  • 発表場所: いわて県民情報交流センターアイーナ(岩手県盛岡市盛岡駅西通１-７-１)
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] 並列位相シフトディジタルホログラフィーを用いた高速ガス噴射の3次元分布の記録と再生2015年10月. (2015)
  • 著者名/発表者名: 王ヨウキン, 夏鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 的場修
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2015
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区大塚3-29-1)
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] One-mega frame-per-second phase-shifting digital holography (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Awatsuji, P. Xia, O. Matoba
  • 学会等名: 13th IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN 2015)
  • 発表場所: Robinson College (Cambridge, U,K.)
  • 年月日: 2015-07-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ディジタルホログラフィによる3次元動画像計測とその流れの可視化計測応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 粟辻安浩
  • 学会等名: 公益社団法人 精密工学会関西支部 2015 年度関西地方学術講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市左京区松ヶ崎橋上町1)
  • 年月日: 2015-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] フィルタ補正逆投影法を用いた並列位相シフトディジタルホログラフィックトモグラフィの計算機シミュレーションによる検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篠村将人, 粟辻安浩
  • 学会等名: 日本光学会 情報フォトニクス研究グループ 第13回学生研究論文講演会
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪市住吉区杉本3-3-138)
  • 年月日: 2015-03-09
• [学会発表] 強度輸送方程式を用いたシングルョット位相計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼, 夏 鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 裏 升吾, 的場 修
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区大塚3-29-1)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 並列強度輸送方程式複素振幅計測法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木翼, 夏 鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 裏 升吾, 的場 修
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区大塚3-29-1)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 高ダイナミックレンジ合成の適用によるディジタルホログラフィーの再生像の画質向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 李 勇希, 米坂綾甫, 田原 樹, 夏 鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 裏 升吾
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区大塚3-29-1)
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 高速度高ダイナミックレンジイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 李 勇希, 田中勇祐, 米坂綾甫, 伊藤誠也, 田原 樹, 夏 鵬, 粟辻安浩, 西尾謙三, 裏 升吾
  • 学会等名: Optics and Photonics Japan 2014
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区大塚3-29-1)
  • 年月日: 2014-11-05
• [備考] 粟辻安浩のホームページ
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~awatsuji/index-j.html