Calibration along the depth direction in tomographic digital holography
Calibration along the depth direction in tomographic digital holography

Shunsuke TANI, Yohsuke TANAKA and Shigeru MURATA
Proc. SPIE 10328
Selected Papers from the 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics, 103280J (February 20, 2017); doi:10.1117/12.2268705



研究成果

この本論文では,2台のカメラの奥行き方向に校正を行うドットパターンの奥行き位置検出方法を提案しました.各カメラの奥行き位置は、ドットアレイプレートと提案したドット検出方法を用いて決定します.検出は再生で得られるドットの実部と虚部の分散が最小となる位置として計算します. 数値実験では,得られた距離と正解の距離間の誤差を比較することで,ドットアレイプレートにおけるドット間隔の影響を調べました.さらに,実験によっても検証をおこないました.今後,本手法はトモグラフィックホログラフィ観測におけるカメラ校正法に役立つことが期待されます.

複素振幅の分散

$z$軸方向の再生粒子像中心の複素振幅はEq.(7)のように表すことができます. \begin{equation} U_z(x,y)= 1 - \Biggl( \mathcal{F}^{-1}\Bigl\{ T(u,v)\exp\biggl[ -\mathrm{j}\frac{\lambda(z-z_0)}{4\pi}(u^2+v^2) \biggr]\Bigr\}+\mathcal{F}^{-1}\Bigl\{ T(u,v)\exp\biggl[ -\mathrm{j}\frac{\lambda(z+z_0)}{4\pi}(u^2+v^2) \biggr]\Bigr\} \Biggr) \tag{7} \end{equation} この式から,実部と虚部に対して下記のように分散を求めると,従来の光強度よりも結像位置付近で急峻なピークを得ることができます. \begin{equation} \sigma^2(z)= \sigma^2\biggl(\mathrm{Re}(U_z(x,y))\biggr)+\sigma^2\biggl(\mathrm{Im}(U_z(x,y))\biggr). \tag{9} \end{equation} このことを利用して,カメラ奥行き位置をドットアレイプレートで精度良く検出することができます.

関連業績
  1. Reduction of Ghost Particles by Using Iterative Volumetric Filtering in Tomographic Digital Holography
    Shunsuke TANI, Yohsuke TANAKA and Shigeru MURATA
    Advanced Experimental Mechanics, Vol.1, 155-160, 2016. [説明]

  2. Calibration along the depth direction in tomographic digital holography
    Shunsuke TANI, Yohsuke TANAKA and Shigeru MURATA
    ICHSIP 31, Paper Number:1B-P06, Suita, Osaka, Japan, November 7-10, 2016.

  3. Reduction of Ghost Particles on Tomographic Digital Holography by Using Iterative Volumetric Filtering
    Shunsuke TANI, Yohsuke TANAKA and Shigeru MURATA 10th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics, Paper Number:58, Matsue, Shimane, Japan, November 1-4, 2015.

  4. Measurement of Three-dimensional Particle Distribution by Tomographic Digital Holography
    Shunsuke Tani, Yohsuke Tanaka and Shigeru Murata ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015, Seoul, Korea, July 26-31, 2015.

BACK
© Measurement System Laboratory, Kyoto Institute of Technology.