精密工学会学術講演会講演論文集

知的精密計測(7)

光触針式輪郭形状センサを対象とした微細凹凸面による回折像解析

深津拡也, 柳和久, 岡和彦

セッションID: N62
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1101.0

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光触針式輪郭形状センサは,凹凸のある測定面からの反射光を分割フォトダイオード(PD)で受光し,各PDの強度差から得られる焦点誤差信号によって変位を測定する.したがって,反射光にスペックルが含まれると反射光強度分布が変化し,測定面の変位がない場合でも焦点誤差信号は大きく変動し,測定誤差が発生する.本研究では誤差の原因であるスペックルと測定面の微小凹凸の関係を,点像分布関数を用いて明らかにした.

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マイクロ工具切れ刃プロファイルの光回折オンマシン計測法に関する研究

Khajornrungruang Panart, 木村景一, 三好隆志, 高谷裕浩

セッションID: N63
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1103.0

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金型や部品の微細化高精度化がますます要求されているなか、工作機械精度のみならず、切削工具そのものの工具管理が重視されるようになってきている。そこで本研究では、光の回折現象を利用し、小径工具の切れ刃形状および工具径をサブμmの精度でオンマシン計測に適用可能な工具測定評価技術の確立および開発を目的としている。本報では、直径数十μmの極小径工具の測定を試みたので報告する。

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静電容量型変位センサによる研削面の傷検出選別

松田孝, 柿元章, 柿元晋, 佐藤元宥, 黒田敏裕, 水野好徳

セッションID: N64
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1105.0

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生産現場で研削加工品の傷検出選別を行うための静電容量型変位計測システムの開発である。1)環境の影響を受けやすい　2)設置に微妙な調整を要する　3)感度較正が大変　などの従来システムの問題点を、1&tile;3 mm2 のセンサ検出面にガードを施し、100&tile;300kHzの搬送周波数で研削面と傷の出力信号比を出力することにより解決している。そして、アルマイト処理アルミ製ピストンへの適用例により、その妥当性を検証している。

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知的精密計測(8)

定在波シフトによる半導体ウエハ表面の超解像光学式欠陥検査(第1報)

欠陥検出特性の検討

臼杵深, 西岡宏晃, 高橋哲, 高増潔

セッションID: N66
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1107.0

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今日の半導体製造業界では微細化·高集積化による歩留りの低下を防ぐため,高解像力を持ち且つ高スループットな欠陥検査技術の開発が急務である.我々はPZTを用いて干渉縞による照明パターンをシフトさせ,ナノオーダの光散乱情報を含む画像を取得し,計算機による後処理を加えることで,レイリー限界を超えた解像を行う方法を研究している.この方法をサブ波長以下の欠陥検査に適用し,有効性を検証したのでここに報告する.

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暗視野エバネッセント照明による回路パターン付きSiウエハ表面異物欠陥検出法に関する研究(第5報)

微細回路パターン表面付着異物の散乱光検出実験

吉岡淑江, 三好隆志, 高谷裕浩

セッションID: N67
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1109.0

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近年,半導体回路線幅が100nm以下まで微細化され,従来の光学的欠陥検出手法の適用が困難となっている.そこで本研究では,エバネッセント光照明により欠陥からの散乱光を高感度検出し, そのエバネッセント散乱光パターンを解析することで付着異物欠陥を評価する新しい計測原理を提案する.本報では,微細テストパターン表面上にPSL標準粒子を散布した試料を用いて散乱光検出実験を行い,本手法の実用有効性を検討した.

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光散乱によるSiウエハ上の微粒子検出装置の実用化

井上晴行, 川島宰, 片岡俊彦, 中野元博, 押鐘寧

セッションID: N68
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1111.0

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これまでレーザ光散乱法を用いたSiウエハ表面上の欠陥評価システムの開発を行ってきた。開発したシステムでは、粒子径が30nm程度まで感度よく計測できる。そこで、Siウエハ全面の極微粒子が短時間に計測できるパーティクルカウンターの実用機開発を試みた。ここでは、本システムの性能について、Siウエハ全面に200nm径のラテックス粒子を散布した試料の計測結果などより評価した。

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STMによるSi(111)極薄化学酸化膜の欠陥準位の観察

岡本亮太, 竹本慎太朗, 遠藤勝義, 渡辺平司

セッションID: N69
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1113.0

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ウェット処理によりSi(111)表面上に0.3&tile;0.6nmの化学酸化膜を作製し、超高真空中で200°Cで10分間加熱した後にSTM観察を行った。サンプルバイアスを変化させることにより、Si–SiO₂界面やSiO₂表面を観察した。得られた像を比較することにより酸化膜内部の欠陥準位のエネルギーを評価することができた。また、ハイバイアスの走査により、酸化膜内部に新たに欠陥が発生する様子が観察された。

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表面ナノ構造・ナノ計測(1)

新規な研磨加工を行った4H–SiC(0001)表面の原子構造解析

石田剛志, 有馬健太, 原英之, 山村和也, 山内和人, 遠藤勝義

セッションID: N73
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1115.0

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結晶性を有する原子レベルで平坦な4H–SiC(0001)表面の創成を目的とし、白金を触媒としたHF溶液中での研磨による加工を行った。その結果、表面平坦度の向上がAFM観察結果から明らかとなった。さらに、LEED観察から、ウエハ作製時の研磨による加工変質層を除去し、結晶性を有する表面層を露出させ得ることがわかった。また、STM観察による原子像観察結果から、局所的な√3×√3構造の形成が確認された。

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表面ホール電位測定による半導体材料の電気的性質の評価

桧皮賢治, 日高裕二, 森田瑞穂, 有馬健太

セッションID: N74
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1117.0

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本研究の目的は半導体内部の特異な構造や電子状態を局所的に評価することである。これを実現するために、水平磁場印加に伴って材料内部で生じるホール効果を表面に電位として投影する手法を提案する。今回は、SOIウエハの表面ホール電位を真空中でのケルビン法の自動測定システムにより検出した結果を報告する。また、表面ホール電位のライン測定装置の構築を行い、表面ホール電位分布測定を行い、提案手法の原理検証を行った。

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ハプティックデバイスを用いたAFMナノ加工システムの開発

石津雄一, 岩田太, 三浦憲二郎, 佐々木彰

セッションID: N75
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1119.0

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近年、走査型プローブ顕微鏡を用い様々なナノスケール微細加工を行うことが注目されている。我々はAFMにハプティックデバイスを組み合わせ、加工時における表面上のプローブの位置決めとカンチレバーが表面から受ける力を人間にフィードバックするシステムを開発した。このシステムを用いることにより、微細加工中の局所的な表面形状の変化をリアルタイムで直感的に確かめることが可能となり、また加工全体にかかる時間を短縮することできる。これらの有用性を実証するために、ポリマー表面のナノスケール微細加工を行った事を報告する。

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表面ナノ構造・ナノ計測(2)

蛍光色素修飾DNAテンプレートの光照射を用いたAFM微細加工法の開発

阿佐美優, 岩田太, 中尾秀信, 佐々木彰

セッションID: N78
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1121.0

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近年、電子デバイスの微細化が進み,単一分子を用いてデバイスを開発する分子エレクトロニクスが注目されている。こうした中、DNA自身やそれを鋳型としてデバイスを作製することが期待され、その配置制御や加工技術が重要である。しかしながら、通常のAFM加工ではDNAを引きずるなど切断加工が困難である。本研究では蛍光色素を結合したDNAに励起光を照射することで生じる光切断を利用し、ポリマー基板を劣化させずに、DNAのみを任意の位置で切断加工する方法について述べる。

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集光フェムト秒レーザーを用いた微細加工技術を用いた開孔対プローブの開発

堀田克広, 片岡俊彦, 押鐘寧, 山内良昭, 井上晴行, 中野元博

セッションID: N79
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1123.0

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我々は、近接場光学顕微鏡に用いる近接場光プローブを実現させるため、電磁場伝搬に対する3次元境界要素法プログラムを開発し、光の波長程度以下の微細構造物周りの光の伝搬、集中について検討を重ねてきた。その結果、金属薄膜に直径数百nm程度の開孔を2つ並べて設けた「開孔対プローブ」では、薄膜の裏側をレーザー光で照明することによって生じたプラズモンが、開孔間の狭壁を効率よく伝搬し、開孔端で強い電場の集中を生み出すことを確認した。この解析結果を実験的に検証するため、真空蒸着法で作製した金属薄膜上にフェムト秒レーザーの集光照射して微小開孔対を作製し、開孔対からの透過光を測定した結果について報告する。

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微小突起をプローブとした走査型近接場光学顕微鏡の開発

結晶の劈開面のナノ構造の観察

小西康介, 奥田満, 片岡俊彦, 押鐘寧, 中川寛文, 井上晴行, 中野元博

セッションID: N80
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1125.0

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四角錘ガラス基板の先端に設けた直径500nm程度の微粒子を,レーザー光の全反射照明により励起することで走査プローブとした近接場光学顕微鏡を開発している.ガラス基板の徹底した迷光対策,タッピングモードでの走査法の採用,フォトマル信号のフィルタリングの改良,ディジタル制御などにより,サブμm構造が再現性よく観察できるようになってきた.本講演では,KBrとKClの固溶体結晶の劈開面に現われるナノメートルオーダーのステップテラス構造の観察結果について報告する.

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ナノパーティクル測定機の検出精度の向上と洗浄効果の評価

佐々木都至, 遠藤勝義, 森勇藏, 安弘, 植村健, 見澤守, 永田工

セッションID: N81
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1127.0

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ステージ駆動時の機械振動による検出感度への影響を考慮して、ステージ駆動制御方法をハーフステップ制御からマイクロステップ制御への変更することにより振動の低減を図り検出限界を24nm台まで向上させ、標準ナノ粒子のPSLを用いて実証を試みた。また、PSLを散布したSiウエハに対して、ふっ酸(HF)とオゾン(O3)を用いたウエット洗浄を用いて、洗浄前後のPSLの計測を行い、ウエット洗浄による粒径30nm以下のパーティクルの洗浄除去効果に対する評価も試みた。

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生産原論(1)

超精密·微細機器部品のイオンビーム加工（キーノートスピーチ）

宮本岩男

セッションID: O02
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1129.0

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　著者は,谷口紀男先生の手ほどきで，精密機器部品のイオンビ－ム加工¹⁾に関する研究²⁾を1974年ころより始め，？鋼および超硬合金の加工，？ダイヤモンドおよびダイヤモンド工具のイオンビ－ム加工，？EUVL用基板材料のイオンビ－ム加工（形状修正），？ダイヤモンドのイオンビ－ムを用いた微細加工等に関する研究を30年ほど続けて来た．そこで，これらの研究·開発の経緯とその間の苦労や飛躍について述べたい．

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「ものづくり」に対する理工系学生の取り組み方の現状について（その6&tile;学生から見た「ものづくり」とは）

大会に出場するための「ものづくり」に対する実践的な設計、製作に取り組んだ学生の立場より見た「ものづくり」の効用と評価

川島忠雄, 河西俊雄, 西村一郎, 鮎澤正太郎

セッションID: O03
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1131.0

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理工系学生の「ものづくり」に対する実践的な取り組み方とその効用を学生の立場より講評してみる。東京電機大学の1年生対象のワークショップ教科と2&tile;4年生対象のアドバンスト·ワークショップ教科、さらには卒業研究へと発展させてきた「ものづくり」の経緯と実践的例を掲げ、発表する。

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金沢工業大学の基礎数理教育における試み

西誠, 北庄司信之

セッションID: O04
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1133.0

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金沢工業大学では数学と物理の学力が不足している新入生に対して基礎数理科目を開港している。この「基礎数理」は金沢工業大学の基礎教育の基本である数理工統合教育を受講するために必要な数学、物理の知識を補うための科目であることから、学習意欲の向上と円滑な知識の習得のため、その教育内容にはさまざまな工夫がなされている。本報告はこれらの工夫の中で、教員として行ったいくつかの工夫について報告している。

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機械力学におけるCAIシステムの構築

神谷和秀, 野村俊, 菅原康弘, 田代発造

セッションID: O05
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1135.0

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近年,機械力学を学ぶ学生の学習意欲の低下が問題となっている.本研究では,学習意欲を高めるために,学生が自学自習できるインタラクティブな教材の制作を目的とする.本報告では,機械力学に関するインタラクチィブな教材を開発したことを述べる.また,実際に学生が使用したアンケートの結果を述べる.

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生産原論(2)

企業研究所の研究

河田耕一

セッションID: O07
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1137.0

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企業の研究所は時代とともに変化する.ここでは1960年に設立され、2003年に閉鎖したM研究所をケーススタディとして、その歴史と各時代での研究思想、およびいくつかの研究についての成功·失敗要因を分析し、次の時代での研究所のあり方を考える.

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電解砥粒研磨技術の発展経緯

清宮紘一

セッションID: O08
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1139.0

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電解砥粒研磨は当初、バフ研磨、電解研磨の代替技術として研究開発された。手動式に始まり、XYテーブル式の自動機、ライン型連続鏡面研磨装置が続いた。近年、オスカー式研磨機を利用した高精度·高品位·高能率研磨への新展開があり、現在では、各種金属表面をSiウェハ並みの平面度と表面粗さで能率よく鏡面仕上げすることが可能である。

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環境調和型ELID研削用砥石の開発

伊藤伸英, 長谷川勇治, 大森俊明, 加藤照子, 大森整, 根本昭彦, 水谷正義, 河西敏雄

セッションID: O09
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1141.0

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環境に優しいELID研削加工技術の構築を目的として研削液の検討、電極の検討などを進めている。本研究の一環として、水草を用いたカーボン材料をベースとしたELID研削用砥石の開発を行なった。本報告では、開発した材料のELID研削における特性を調査した結果を報告する。

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研磨技術改善のための技術分析(2)

AREC(Activate Reactive Chemical)ラッピング·ポリシングの提案

河西敏雄, 儀同雅祥, 西村一郎, 米山友之, 池野順一, 堀尾健一郎, 土肥俊郎, 伊藤伸英, 大森整, 林偉民

セッションID: O10
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1143.0

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これまでのラッピングやポリシングに関する発展の流れや材料除去メカニズムのについて分析し、それをもとに新たなこれらの技術の展開について討論した。そのひとつとして、化学研磨にさらに活性化を付加するARECラッピング·ポリシングを提案した。

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画像応用と知能化システム(1)

画像応用と知能化システム（キーノートスピーチ）

楜澤信

セッションID: O14
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1145.0

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画像応用技術を認識という機能に用いた知能化システムは広い領域で実用化され始めている．製造工程においても，画像応用の検査機は製品の良否判定という機能から，工程状況を認識することにより工程全体を知能化するセンサへと役割を変えつつある．同時に画像応用技術自体も，人の情報処理能力を代替できるような，より知能化されたものが求められてきている．本稿においては，検査機に関する知能化の取り組みについて述べる．

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画像処理を利用したボールエンドミル加工面性状の評価

カッターマークパターンの抽出と分類

井上和彦, 森重功一

セッションID: O15
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1147.0

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現在,ボールエンドミルによって切削された加工面を評価する方法としては,最大高さRzに代表される表面粗さが一般的に用いられている.しかしながら,この評価法が加工面の良否を的確に示しているとは言いがたい.本研究では,ボールエンドミル加工面性状を簡便かつ客観的に評価するために提案した画像処理を用いた手法により,適切な評価が可能であるかについて実験的に検討し,その有効性を確認した.

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高精度X線CTを用いたMEMSデバイスのリバースエンジニアリング

メタルアーチファクト低減を目的とした画像再構成アルゴリズムの提案

小関道彦, 佐藤慎平, 木村仁, 伊能教夫

セッションID: O16
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1149.0

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3次元構造を有するMEMSデバイスの組み立て精度を検証するためには、マイクロX線CTの利用が不可欠である。しかし、現状のCT画像にはメタルアーチファクトの問題があるため、様々な材料で構成されたMEMSデバイスについて適切な画像を得ることは困難である。そこで本研究では、新しいCT撮影技術およびCT画像の再構成アルゴリズムを考案し、広い撮影視野に対してメタルアーチファクトを低減した高精度なCT画像を得ることを目的とする。

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画像認識によるメータの自動読み取り

藤田悠介, 浜本義彦

セッションID: O17
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1151.0

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近年,工場などの省力化や低コスト化のために,システムの点検の自動化が望まれている.本研究では,点検機器のうちアナログメータに着目し,デジタル画像を用いた自動点検を目的とする.様々なメータを自動で読み取るためには,読み取りに必要なメータの構造を画像から学習することが必要となる.本論文では,画像中の丸型のアナログメータから,指針の角度と指示値の関係を自動的に学習し,指示値を算出する手法を提案する.

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小型薄肉部品の射出成形現象の可視化解析

南雄飛, 森田昇, 山田茂, 高野登, 大山達雄, 高田英夫, 児堂貞成, 岩崎渉, 高田匠

セッションID: O18
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1153.0

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　本研究は,キャビティ板厚の薄肉化による樹脂流動の変化が小型·薄肉部品品質(外観,寸法,残留歪み等)に及ぼす影響について観察を行っている.一般的な射出成形用金型に,内部を直接観察するためにガラスを挿入し,さらにキャビティ板厚の薄肉化機能と型内温度·圧力測定センサーを取り付けた可視化金型を作成した.樹脂流量およびフローパターンの変化による型内温度·圧力上昇が成形品形状に及ぼす影響について検討した.

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画像応用と知能化システム(2)

画像認識による患者の危険行動理解

村山卓也, 岡田奈美, 浜本義彦

セッションID: O20
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1155.0

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患者の安全を確保し,医療従事者の負担を軽減するために,ベッド周辺で起こる事故,あるいは事故につながりかねない患者の危険な行動を自動検出するシステムが医療の現場から切望されている.本論分では,1台の固定カメラから得られる動画像を用いて,医療現場において危険とみなされる,ベッドからの転落という危険行動を自動検出するシステムを提案し,シミュレーションにより提案システムの有効性を検討する.

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手順解答型実技試験のスコアリング自動化

永嶋晃一, 小方博之

セッションID: O21
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1157.0

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試験の実施や採点の計算機による自動化が求められているが、実技試験ではまだ実現されていない。本研究では手順の認識により評価可能な実技試験におけるスコアリングの自動化法を検討する。本手法では、単に正解との相違度でスコアリングを行うのではなく、作業手順におけるミスの重大性を考慮しながらスコアリングを行う方法を提案する。

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産業用ロボットによる研磨作業の自動化

画像処理による研磨面の評価

今津太介, 森重功一

セッションID: O22
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1159.0

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本研究室では,CAD/CAMシステムを用いることによりティーチングレスを実現するなど,産業用ロボットによる研磨作業の自動化に取り組んできた.しかし,研磨した面を評価し,次の工程に移るかどうかの判断ができなければ,完全な自動化は難しい.本研究では, 産業用ロボットのエンドエフェクタに撮像装置を取り付け,研磨面の画像を取り込んで処理するにより,研磨面の状態を評価することができたので報告する.

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不安定要素を含むバイラテラルシステムの画像情報に基づいた安定化制御

太田智明, 塩崎智行, 村上俊之

セッションID: O23
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1161.0

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マスタ·スレーブ型システムにおいて,伝送遅延が存在する遠隔操作を行う場合には追従性や安定性を補償する必要がある.そこで本論文は,追従性と安定性を保ったまま不安定化を軽減し操作者がむだ時間や不安定性を認識することができる手法を提案する.また,その手法を用いてスレーブマニピュレータ先端に設置された倒立振子を,画像情報を基にマスタにより安定化することができることをシミュレーションで示す.

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メカノフォトニクス(1)

ナノテクノロジーを支える超微細計測·評価技術（キーノートスピーチ）

岡部憲嗣

セッションID: O32
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1163.0

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現在の微細計測·評価技術はナノテクノロジーを支援する立場にあり、微細三次元形状をナノメートルオーダの精度で測定可能な、ナノ三次元形状計測·評価技術が必要不可欠となる。このような動向と計測に対するニーズに基づき、超微細計測分野にターゲットにおいたナノ計測システムとトレーサビリティ体系について紹介する。

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ナノスケール変位測定センサの開発

神谷和秀, 野村俊, 橋本光介, 田代発造

セッションID: O34
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1165.0

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回折格子とレンズを組み合わせた鏡面物体の変位を計測するための干渉計が提案されている.この干渉計は,外乱の影響を受けにくいが,構成要素が多いため,小型化に適していない.本報告では,鏡面物体の変位を測定するためのシンプルな共通光路干渉計が提案されている.本干渉計は,レンズ,ビームスプリッタ,直角プリズム,そして,鏡面物体によって構成されている.光学素子を密着させることで,省スペース化に成功した.

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何気ない日常動作画像からの3次元体形計測技術

難波由行, 石丸伊知郎, 八十川利樹

セッションID: O35
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1167.0

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日常の何気ない動作の中から体型を3次元計測する体型計に関する研究について述べる。風呂場の脱衣所等の狭隘な空間で体全体を1台のカメラで撮像するため、魚眼レンズ等の広視野角光学系を用いて視野角を広げる必要がある。しかしながら、魚眼レンズを用いた場合、視野中央部と周辺部の空間的な歪みが問題となる。そこで、領域ごとに画質劣化の伝達関数を求めておき、視野領域ごとにデコンボリューションによる画質改善を行う。

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メカノフォトニクス(2)

光熱変換効果による不透明多層膜厚計測技術

中川友喜, 石丸伊知郎, 奥田貴啓

セッションID: O37
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1169.0

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我々は、光熱変換効果によって生じる弾性波の共振現象から不透明多層膜厚を非接触で計測する手法について研究を行なっている。これまで、単層の膜厚を光学的に非接触で計測する技術を確立してきた。本報告では、多層膜厚の計測手法について述べる。材質によって異なる相対的な音響インピーダンスの違いから、励起される共振モードは3種類存在する。これらの共振モードを膜ごとに解析することで、多層膜厚計測に応用した。

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Wavelet変換を用いたSEMによる三次元形状計測法の開発

倉持裕行, 吉田知弘, 新井泰彦, 横関俊介

セッションID: O38
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1171.0

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反射電子を用いたSEM内で測定対象に格子投影することによる計測方法の確立が目的である。SEM内の光学的関係から測定対象と格子影のみが撮影される条件を明確にした。これを用いて、周期的な格子像を物体表面に投影し、その画像の輝度をWavelet変換することで形状計測を行う手法を提案する。この手法によるシミュレーションの結果から、1.5%程度の標準偏差をもつ計測が可能であることが確認されている。

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マルチカメラを用いた空間的縞解析法による電子スペックル干渉計測法

平井宏行, 新井泰彦, 横関俊介, 島村遼一

セッションID: O39
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1173.0

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スペックル干渉法を用いた高精度かつ動的に変化する測定対象の変形過程計測法を提案する。それは、従来のマルチカメラ手法に基づく時間的縞解析技術としての光学系を作製するためハーフプリズムを用いたものである。その光学系を用いることにより、空間的に位相をシフトしたスペックルパターンを採取することにより測定対象が動的に変化する現象を解析することのできる計測技術である。

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複数位相シフト干渉縞の同時撮像時での光量変動の影響と対策

鈴木義将, 上島泰, 川崎和彦

セッションID: O40
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1175.0

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　本研究では干渉計測における光源の光量変動により発生する誤差の補正アルゴリズムを提案する.位相の異なる複数の干渉縞を複数のカメラで同時に撮像し,解析する場合,校正時と測定時の光量に変動があると解析結果に誤差が生じる.その光量変動が解析結果に与える影響を明らかにした.この影響の低減策として参照光との強度比を利用することにし,干渉縞強度のバイアス·振幅の補正を行った.

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メカノフォトニクス(3)

回転型位相変調器を用いた高速2次元複屈折計測法

辻洋祐, 海老澤瑞枝, 梅田倫弘, 大谷幸利

セッションID: O61
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1177.0

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本研究では2枚の二分の一波長板と1枚の四分の一波長板を用いた位相変調器を提案する.この位相変調器は位相子の回転角により任意のリターデーションおよび楕円率方位を独立に変調することができる.これを用いて位相変調より,16点または20点の光強度から,高速な2次元領域の複屈折を計測が可能となった.実際に実験した結果,精度は複屈折位相差0.03度,主軸方位0.2度となった.

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位相子と検光子の二重回転による分光ポラリメータ

安里直樹, 若山俊隆, 大谷幸利, 梅田倫弘

セッションID: O62
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1179.0

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近年,さまざまな偏光特性を制御するため光機能性高分子が注目されている.本研究では偏光特性を楕円率として計測する手法を提案する.これは検光子と位相子を3対1の回転比率で同期させ位相変調を行う.同時に位相子の複屈折位相差のキャリブレーション法も提案する.実際に波長633nmのHe–Neレーザを用いた実験と,光源にハロゲンランプを用いて測定試料の多波長域における楕円化率の計測を試みたので報告する.

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液晶旋光計の開発

有松大志, 若山俊隆, 大谷幸利, 梅田倫弘

セッションID: O63
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1181.0

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糖類やアミノ酸などの濃度計測には旋光計測が用いられている.本研究では高速·高精度化のために,液晶素子を二枚用いた新たな旋光計の開発を試みる.二つの液晶素子に印加する電圧をそれぞれ制御し,機械駆動を必要としない計測が可能である.本計測法ではフーリエ解析を用いることで,高精度に旋光角を求めた.本計測法の有効性を確認するために,水晶製の標準試料とショ糖水溶液の旋光角を測定した.それぞれ文献値とよく一致した.

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糖度の空間分布計測法の開発

神谷和秀, 野村俊, 松本良平, 田代発造

セッションID: O64
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1183.0

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検糖計とは糖類の旋光性を利用して果物などの甘味を測定する装置であり,糖分を摂取した部分の糖度を測定している.この方法で果物全体の糖度分布を測定するには時間がかかる.そこで,本研究では糖度と偏光の旋光性の関係を用いた2次元糖度計測に関する方法を提案する.

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メカノフォトニクス(4)

浮遊細胞のための光学的フーリエ変換による透明体3次元トラッキング技術

吉田真, 石丸伊知郎, 石崎勝己, 井上祐介, 八十川利樹, 近藤昌博

セッションID: O66
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1185.0

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透明な浮遊細胞の内部成分変化を長時間タイムラプス計測する為の空間的なトラッキング技術に関する研究を行っている。これまでに、多数の位相格子の集合とみなした細胞から光学的な手法により特定の空間周波数成分を抽出し顕在化する事で並進速度ベクトル計測が可能であることを実証した。本報告では、抽出した回折光の結像面における位置がデフォーカスによって幾何光学的に移動する事により深度方向位置検出を行う手法を述べる。

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可変位相差2次元分光方式による単一細胞分光トモグラフィ

近藤昌博, 石丸伊知郎, 井上祐介, 八十川利樹, 石崎勝己, 吉田真

セッションID: O67
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1187.0

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癌の超早期発見を目指して、生体単一細胞内の3次元成分分布を高空間解像度で取得する研究を行っている。本報告では、直径20μm程度の乳癌細胞の3次元位相差像を取得した結果について述べる。また、細胞内の成分毎に遺伝子工学的手法を用いて導入した蛍光の2次元分光分布を計測する可変位位相差2次元分光計測技術について述べる。

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細胞表層糖鎖3次元分布イメージング技術

山本量也, 石丸伊知郎, 藤井義樹, 井上祐介, 八十川利樹, 吉田真, 石崎勝己, 近藤昌博

セッションID: O68
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1189.0

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細胞が癌化する際,細胞表層の糖鎖分布が変化することが知られてきた。そこで、癌早期診断補助を目的とした単一細胞表層糖鎖3次元分布イメージング技術を提案する。本手法は細胞表層の糖たんぱく質だけに付着する蛍光標識で染色した細胞に対し、エバネッセント照明法を用いて表装の局所領域に発生させた蛍光を計測する。さらに、対象細胞を光圧により非接触で回転操作することにより、表層糖鎖分布の3次元イメージングを行う。

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陰影領域回折像を用いた3次元微細位置計測

山岸和仁, 三輪基敦, 金井徳兼

セッションID: O69
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1191.0

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一軸方向からの光入射による3次元平面上に存在するミクロンサイズの微粒子の作る陰影領域回折像を定量·定性的に考察し,微粒子の位置情報の解析手法を検討してきた.本報告では,従来の解析方法から,より精度の高い解析方法の検討について報告する.また,実際計測に対応した計測基準の測定法についても報告する.

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メカノフォトニクス(5)

光触媒励起を用いた金属微小構造創製に関する基礎的研究(第3報)

TiO2ナノ粒子による三次元構造創製

麻生匡, 奥野将樹, 高橋哲, 高増潔

セッションID: O73
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1193.0

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本研究では,サブマイクロメートル以下の加工分解能を持つ新しい三次元複雑構造創製法の実現を目指し,酸化チタンの励起による金属イオンの還元析出を用いた微細加工法を提案する.本報では,集光レーザの走査により酸化チタンナノ粒子と硝酸銀水溶液の懸濁液の内部を露光し,微細スポットを選択的に励起する三次元構造創製装置の開発を行い,基礎的な創製実験の結果について報告する.

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光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ仕上加工に関する研究(第2報)

局所マイクロ領域におけるナノ平滑化特性

檜田健史郎, 三好隆志, 高谷裕浩, 林照剛

セッションID: O74
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1195.0

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我々は、マイクロ部品に対するナノメートルオーダでの仕上技術として、光放射圧を利用した微粒子制御によるナノ仕上加工技術を提案し、ナノ加工特性の検討を進めてきた。本報では、粗さを持つシリコン表面に対する、局所マイクロ領域でのナノ平滑化加工特性について、詳細に検討したので報告する。

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加工曲面形状用広領域測定システムの開発(第2報)

貼り合わせ法の高精度化

星野友基, 吉川浩一, 水垣善夫

セッションID: O75
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1197.0

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非接触式の測定機で加工面を測定する際,測定面の傾斜により測定範囲に限界がある.本稿では,測定可能範囲内に測定物を移動させる為に,傾斜台を用いて姿勢を変更させた後,傾斜台に取り付けた3点以上の基準位置の位置合わせをバネ·ダンパー系の力学問題とみなし,弾性エネルギーの最小となる位置を算出することで姿勢別の測定データ群を同一座標系に一致させる手法を提案する.そしてその手法について精度検証を行った.

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ポリフッ化ビニリデンの光焦電効果を用いた光駆動アクチュエータの開発

水谷康弘, 西村真一, 大谷幸利, 梅田倫弘

セッションID: O76
発行日: 2006/03/05
公開日: 2007/01/31

DOIhttps://doi.org/10.11522/pscjspe.2006S.0.1199.0

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ポリフッ化ビニリデン(PVDF)は光焦電効果が生じる機能性高分子である.光焦電効果は光照射により分極が発生し,分極方向に分極力が生じることによりPVDFが変形する.この効果はアクチュエータの駆動源として有効である.本報告では,分極力をフォトサーマル効果で発生させることにより光駆動を行った.また,PVDFの時間応答性や発生力を測定しアクチュエータを試作したので報告する.

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