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2017 年度 実績報告書

強度輸送方程式に基づくシングルショット複素振幅動画像計測システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H07472
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

夏 鵬  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (80768458)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
キーワード強度輸送方程式 / 位相計測
研究実績の概要

本研究では、強度輸送方程式による複素振幅計測法に必要な複数の強度画像を単一の撮像素子を用いて1回の撮影で、光の干渉を利用しなく、動く物体の強度と位相情報を同時に取得することを実現し、開発システムの性能を評価する。更に、異なる物体に対して2枚の強度画像の最適な間隔を調査する。昨年度、偏光イメージングカメラを導入する前に、高出力LED光源、偏光板、一軸性光学結晶(マルチオーダー波長板)、汎用カメラを利用して評価用のシステムの構築し、複数種類の物体を仮定し、計算機シミュレーションにより各物体(透明フィルムや細胞液など)の最適な2枚強度画像の間隔を解明した。今年度、高額な偏光イメージングカメラを利用せず、汎用カメラ及びカバーガラスを用いる単一露光で強度輸送方程式による複素振幅計測システムを検討した。市販されているカバーガラスの厚さは必要な光路長のシフト量を超えていること判明した。また、構築したシステムの性能を向上するために、構築したシステムにおいて、照明光の強度、結像レンズの収差、照明光波面の均一性などを評価した。物体を設置せず,照明光画像の隣接画素の画素値は5%程度のばらつきがあることが分かった。更に、本技術の測定精度に最も影響する要素は照明光プロファイルのばらつきであることが分かった。その結果により,提案システムの性能を向上するために,照明光波面補正アルゴリズムなどの導入が必要であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calibrated Phase-Shifting Digital Holographic Microscope Using a Sampling Moire Technique2018

    • 著者名/発表者名
      P. Xia, Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 雑誌名

      Applied Science

      巻: 8 ページ: 706-1-10

    • DOI

      10.3390/app8050706

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanometer-order thermal deformation measurement by a calibrated phase-shifting digital holography system2018

    • 著者名/発表者名
      P. Xia, Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 ページ: 12594-12604

    • DOI

      10.1364/OE.26.012594

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] モアレ法を導入した高精度位相シフトデジタルホログラフィ2018

    • 著者名/発表者名
      夏 鵬,王 慶華,李 志遠,津田 浩
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] High Precision Phase-Shifting Digital Holography Using the Sampling Moire Method2017

    • 著者名/発表者名
      P. Xia, Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 学会等名
      International Symposium on Optomechatronic Technologies (ISOT2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] デジタルホログラフィとモアレ縞融合による高精度3次元計測2017

    • 著者名/発表者名
      夏 鵬,王 慶華,李 志遠,津田 浩
    • 学会等名
      日本実験力学会2017年度年次講演会
  • [学会発表] デジタルホログラフィによる3次元形状変形計測2017

    • 著者名/発表者名
      夏 鵬,王 慶華,李 志遠,津田 浩
    • 学会等名
      時間依存性材料分科会・光学的手法分科会合同研究会(2017)

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公開日: 2018-12-17  

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