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2015 年度 実績報告書

超精密部品の高速形状検査のための三次元光学顕微計測基盤技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420050
研究機関静岡大学

研究代表者

臼杵 深  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60508191)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード光学顕微鏡 / 画像処理 / 三次元計測 / コンピューテーショナルイメージング / 超解像 / ライトフィールド顕微鏡 / 低コヒーレンス干渉 / OCT
研究実績の概要

平成27年度においては光学顕微鏡による三次元計測において,高さ(深さ)の情報を得るために低コヒーレンス干渉の特徴であるコヒーレンスゲーティングに着目して研究開発を行った.OCT(Optical Coherence Tomography)はコヒーレンスゲーティングを利用して位相物体の断層像を得る技術であり,網膜計測に実用化されている.本研究では,反射型OCTと光学顕微鏡を組み合わせ,対象の表面形状を高速に三次元計測することを提案した.しかし,光学顕微鏡の被写界深度は狭く,高さ(深さ)測定範囲はミリメートル程度に限定される.そこで,試料走査型OCT顕微鏡を提案した.これは画像処理に基づいて参照ミラーを制御し,低コヒーレンス干渉信号を光学顕微鏡の被写界深度内に固定した上で,測定対象である試料を走査することで三次元形状を得る方法である.実験による検証の結果,提案手法により,光学顕微鏡の被写界深度の数十倍の高さ(深さ)測定範囲が得られた.原理的には対物レンズの作動距離(被写界深度の数千倍)まで測定範囲を拡大可能であるが,長い走査においては干渉信号においてノイズの他に直流成分の歪みが多く発生する.この問題を解決するためには,信号処理技術を組み込んで三次元計測のアルゴリズムを改良する必要があるが,基本原理は検証した.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Digital Shape Reconstruction of a Micro-Sized Machining Tool Using Light-Field Microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      S. Usuki, M. Uno, and K. T. Miura
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 10 ページ: 172-178

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optical Microscopy with Improved Resolution Using Two-beam Interference of Low-coherence Light2016

    • 著者名/発表者名
      S. Usuki, T. Takada and K. T. Miura
    • 雑誌名

      Measurement

      巻: 78 ページ: 373-380

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 3D measurement using light field microscopy with improved resolution, Workshop on microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      S.Usuki, Y. Ohashi, K. T. Miura
    • 学会等名
      biology, medicine, and advanced CMOS imagers, Information Sensing Technologies
    • 発表場所
      Shizuoka University(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 位相フィードバック機能を有する低コヒーレンス干渉型変調照明顕微法2015

    • 著者名/発表者名
      寺尾健, 高田智裕, 臼杵深, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2015年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-06
  • [学会発表] ライトフィールド顕微鏡によるイメージング2015

    • 著者名/発表者名
      臼杵深
    • 学会等名
      光学系設計技術部会&デジタル・イメージング技術部会の合同講演会
    • 発表場所
      機械振興会館(東京都港区)
    • 年月日
      2015-06-07 – 2015-06-07
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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