| 研究課題/領域番号 |
17560034
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
宮崎 大介 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60264800)
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| 研究分担者 |
太田 淳 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (80304161)
香川 景一郎 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助手 (30335484)
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| キーワード | 三次元計測 / 三次元ディスプレイ / 体積走査法 / 共焦点法 / 光切断法 / 三次元映像伝送 / CMOSイメージセンサ |
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| 研究概要 |
本研究は、光計測により取得した対象物体の三次元形状情報を実時間で立体表示するシステムの開発を目標とし、共焦点型三次元計測光学系の試作と性能評価、高速計測用の高機能イメージセンサの設計と評価、および光切断法による三次元計測と計測結果の実時間立体表示を行った。
二次元ピンホールアレイを光軸に対して傾けて配置した共焦点光学系を構成し、一軸のガルバノメータミラーにより傾斜した二次元光点アレイを移動させることで共焦点法に基づく三次元形状計測が行えることを確認した。さらに、この共焦点法に基づく高速三次元計測を実現するために、処理機能を持った高機能CMOSイメージセンサの設計を行った。この高機能イメージセンサは、光センサアレイ、アナログメモリ、比較回路等を有しており、チップ内で情報処理を行うことで従来のイメージセンサにおける情報伝送のボトルネックを防ぎ、高速な情報取得を実現することができる。デバイスチップの設計結果に対してコンピュータシミュレーションを行い、動作の検証を行った。また、設計に基づいて高機能イメージセンサの試作を行い、動作の基礎的検証を行った。
さらに、他の三次元情報取得法として光切断法を利用した高速三次元計測システムを構築した。測定対象に対して2本のラインレーザービームをガルバノメータミラー介して照射し、走査しながら毎秒千フレームで撮影できる高速カメラで照射パターンを計測することで三次元的形状を計測した。このシステムにより、128×128×128点の三次元情報を約130秒で形状計測が実行できることを実証した。前年度までに作製した体積走査型三次元ディスプレイと光切断法に基づく三次元計測システムを接続し、計測データを直接立体表示として観察できるシステムを構築した。測定精度や時間遅れ等の性能評価を行い、今後の課題を検討した。
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