出願番号：2006-219881 ／ 特開番号：2008-45922 ／ 登録番号：4843789

【課題】簡単な光学系及び装置により、測定精度が高く処理も容易なレーザスペックルによるナノメートル変位測定方法と装置を提供する。

【解決手段】半導体レーザ１２と、半導体レーザ１２からの光を１点に収束させるレンズ１４と、半導体レーザ１２からのレーザ光を分岐するビームスプリッタ１６と、ビームスプリッタ１６から分岐した一方のレーザ光が照射される参照粗面１８と、半導体レーザ１２からのレーザ光の他方が照射される測定粗面２０を有する。参照粗面１８と測定粗面２０とから反射した各レーザ光がビームスプリッタ１６を介して重なり、スペックル干渉した光を受光する光センサ２２を備える。スペックル干渉光の入射による光センサ２２の出力の最大値と最小値の間で、ほぼ直線的に出力値が変化する電圧範囲を測定範囲として、光センサ２２の出力電圧の変化により測定粗面２０の変位を求めるコンピュータ２６を備える。

出願番号：2006-167873 ／ 特開番号：2007-333647 ／ 登録番号：4815597

【課題】画像相関法による変位、変形、歪みを測定する画像処理方法、画像処理装置および画像処理プログラムの提供。

【解決手段】対象物Ｔの変化前後の画像データ取得過程と微小領域４の大きさと解析点３の移動量解析範囲５回転角解析範囲６および歪み解析範囲７の数値データのパラメータ取得過程と微小領域４をアフィン変換によりマスク８を生成する回転処理過程と各マスク８を走査しながら変化後画像データ２との相関値を計算する第一相関値算出過程と、最大相関値となる位置および角度を検出する位置角度検出過程と、最大相関値を示すマスク８をアフィン変換により伸縮させた二次マスク９を生成する伸縮処理過程と各二次マスク９と変化後画像データ２との第二相関値算出過程と最大相関値となる伸縮率を検出する伸縮率検出過程と最大相関値を与える位置、角度および伸縮率から解析点の移動量、回転角および歪みを決定する状態決定過程からなる画像処理方法。

(1)２ステップ・フーリエ変換法による縞画像解析法の提案

精密工学会誌 ( 精密工学会 ) 81 ( 5 ) 459 - 465 2015年05月共著

(2)非線形超音波計測が可能な高機能剥離映像装置の開発

鉄と鋼 98 ( 11 ) 9 - 16 2012年11月共著

(3)Investigation of the Sound of Phased Array Using the Photoelastic Visuallization Technique and the Accurate FEM

Materials Transactions 53 ( 4 ) 631 - 635 2012年04月共著

(4)High-order Spline Filter and Ideal Low-pass Filter at the Limit of its Order

Precision Engineering 31 ( 2 ) 235 - 242 2007年04月共著

(5)エンド効果を解消する自然スプラインフィルタ

精密工学会誌 72 ( 4 ) 1281 - 1285 2006年10月共著

(1)津波消波ブロックの水理実験における時間的に変化する波の高さの３次元測定

東日本大震災以降、津波に関する研究が様々な方向から行われている。津波の破壊力を低減する消波ブロックとしてテトラポットや傾斜堤消波ブロックがあるが、津波によりそれらを飛散する結果となっている。津波の破壊力を打ち消す消波ブロックの検討が必要である。
本研究は消波ブロック設計のための水理実験において、時間的に変化する水面の高さを３次元で測定する手法の検討とその測定精度の向上を目的としている。測定の基本原理はステレオ写真法であり、一般的には２台のカメラで撮影し、同一点の位置のずれから計算により座標を求める方法である。特に本研究では予め基準となる格子線を測定対象の前後で移動させて撮影し、空間座標を記憶しておくことで、カメラレンズの歪を無くすことができる。さらに複数のカメラを用いることで、測定精度を高める同時に死角を減らすことができる。また、高速度カメラを用いることで、時間的な変化をとらえることができる。
２６年度において（１）２台の高速度カメラを用いた測定装置の製作を行い、（２）基本的プログラムを作成し、簡単な実験を行った。その時に、測定対象である水面に浮かべた粒子が繋がるために、測定ミスや測定誤差があった。
２７年度には、それらの問題を解決するために（３）基本的なプログラムを修正した。（４）装置として複数のカメラを取付けたが、それらを使ったプログラムが遅れ、測定精度向上には至らなかった。（５）高速度カメラを使った時間的変化を解析する応用プログラムによる実験はできた。２８年度の予定として、遅れている（４）のプログラムおよび（６）津波の条件を変えた水理実験を行う。

(2)臨界角近傍の光分布を用いたナノラジアンの感度を持つ極微小角度の変位測定

光がプリズム内から空中に斜めに射出するとき、その角度によって透過光と反射光の強度がわずかに変化する。本研究ではこれらの光強度およびその光強度分布を使って微小な角度変化を測定することを目的としている。
研究過程で、透過光の代わりに全体光と反射光の差を用いることや、レーザ光により生じる干渉縞のような不要な雑音を避けるために、普通の光を用いるという改善を加えた。また、光強度分布を使わずに光強度による同様の原理に基づく測定装置を作った。その結果、50ナノラジアンという極めて小さな角度変位を測定することができた。