偏光解析に基づく透明物体の3次元形状・屈折率・吸収係数の計測技術の開発

基于偏振分析的透明物体三维形状、折射率、吸收系数测量技术开发

基本信息

批准号：
04J10863
负责人：
宮崎大輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では偏光解析を用いて透明な物体の3次元形状を計測する技術などを開発することを目的とした.最終年度である本年度では以下のことを行った.1 昨年度は,透明物体の3次元形状を計算するために,偏光レイトレーシング法を用いた反復計算アルゴリズムを開発した.本年度はその手法を用いて現実の様々な透明物体を計測して実験・評価・考察を行い,その成果を発表した.その成果は,和文論文誌1件,国際会議1件,国内会議1件に発表された.2 昨年度は,モータにより偏光板を回転することで,光の偏光状態を計測する装置を開発した.しかし,この装置ではリアルタイムで計測することができないという問題があった.そこで本年度は,新たな計測装置をフルウチ化学株式会社と共同で開発した.カメラの手前にPLZTという物質を取り付けて光を観測した.観測光の偏光状態は,ミュラー計算法でPLZTの偏光特性を解析して求めた.今回の計測装置は試作機であるためリアルタイムで計測することはできないが,PLZTは液晶よりも応答速度が速いので,将来的には液晶偏光板よりも高速に光の偏光状態を計測できるようになる.この成果は国際会議1件に招待講演として発表された.3 さらに,透明物体に対する偏光解析を不透明物体に応用した技術も開発した.不透明物体の表面では,物体色に関係する拡散反射と,ツヤや粗さに関係する鏡面反射の2種類の反射が起こる.偏光解析を用いて,物体表面で発生する反射をその2種類の反射に分離し,物体の色・ツヤ・粗さを解析することにより,物体の写実的な見えを再現することに成功した.この成果は,国際会議1件に発表済みであり,国内会議に1件発表することも決まっている.

这项研究旨在开发使用椭圆法测量透明物体的三维形状的技术。在今年的最后一年，今年我们进行了以下操作：1去年，我们使用极化射线示踪方法开发了一种迭代计算算法来计算透明物体的三维形状。今年，我们使用这种方法来测量现实生活中的各种透明对象，进行了实验，评估和考虑，并提出了结果。结果是在一份日本论文，一次国际会议和一次国内会议上提出的。2去年，我们开发了一种通过用电动机旋转偏振器来衡量光线的设备。但是，该设备的问题是无法实时测量它。因此，今年，我们与Fuluchi Chemical Co.，Ltd.合作开发了一种新的测量设备，将一种称为PLZT的材料附着在相机的前面，以观察光。通过使用Muller计算方法分析PLZT的极化特性来确定观察到的光的极化状态。由于该测量设备是一个原型，因此不能实时测量它，但是由于PLZT的响应速度比液晶的响应速度快，因此将来可以比液晶偏光剂更快地测量光的偏振状态。该结果是在一次国际会议上作为邀请演讲提出的。3此外，我们开发了一项技术，该技术将椭圆法应用于透明的对象到不透明的对象。在不透明物体的表面上，发生了两种反射类型：与对象颜色和镜面反射有关的漫射反射与光泽和粗糙度有关。使用椭圆测量法，我们将在对象表面上生成的反射分为两种类型，并分析了对象的颜色，光泽和粗糙度，并成功地重现了对象的逼真外观。这一结果已在一次国际会议上宣布，并在国内会议上进行了决定。