単一カメラを用いた校正型位相シフト計測装置の開発

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15003
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21030:計測工学関連
• 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, 主任研究員 (80768458)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 計測工学 / 3次元計測 / ホログラフィー / 位相計測 / デジタルホログラフィ

研究成果の概要

本研究では、単一カメラのみで参照光の位相シフト量の検出が可能な高精度位相シフトデジタルホログラフィ計測システムを開発した。空間分割記録を利用して単一カメラによる一回の撮影で校正用の規則性の縞模様と物体情報が含まれたホログラムを同時に記録できることを検証した。
規則性の縞模様からサンプリングモアレ法のような画像処理手法を用い、参照光の位相シフト量を精確に検出し、高精度・高安定性の3次元計測システムを実現した。顕微鏡システムを開発したシステムに導入して透過型測定物体である植物細胞の記録・像再生を行い、高精度な細胞の形状計測に成功した。

自由記述の分野

計測工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な学術分野、産業分野において高精度な3次元変位・形状の動的計測技術に対するニーズが高まっている。本研究では、追加のデバイスを必要せず、単一カメラのみで経済的、操作が簡単で、十分な記録スピード(数十fps以上)、高安定性の3次元計測システムを実現できる。研究成果として、本システムを用いて高精度な細胞の形状計測の可能性を示した。本研究を工業検査、バイオ、医療など様々な分野への応用が期待できるため、学術的意義と社会的意義が大きい。