講義では、PCのディスプレイやスマートフォンなど,現代の生活において液晶ディスプレイは必要不可欠なものになっています.本講義では,まず偏光板やカラーフィルター,ガラス基盤等から構成される液晶フラットパネルディスプレイ(FHD)の構造について簡単に説明していただいた後,大面積のディスプレイを一括露光するための,マイクロレンズアレイを用いたパターン投影方法について解説していただきました.続いて,10 μm程度の微小なミラー(Micro-mirror)が多数集まって構成される,Digital Micro-mirror Device (DMD)を紹介していただきました.DMDの各ミラーの角度を切り替えることで投影パターンを高速に切り替えることができ,プロジェクターの構成要素としても使用されています.DMDと共焦点顕微鏡を組み合わせた計測器と画像処理を組み合わせることで,FHDの製造工程における3次元欠陥を高速で計測する手法を解説していただきました.最後に,相関係数を利用した相似性判定を利用して計測データと欠陥情報を比較することで,欠陥の有無を検出する手法を解説していただきました.
実習では,講義で紹介していただいたDMDを利用した画像,動画投影実験を行いました.カラーフィルターの回転速度に合わせてDMDによる投影パターンを変化させることで,赤・緑・青の画像を連続的に投影しました.さらに,パターンの変化速度を高速にすることで,赤・緑・青以外の中間色の生成を体験しました.また,パラパラ漫画と同じ様に少しずつ変化する画像を投影することで,色付きの動画を投影可能であることも体験しました.
続いて,カメラのオートフォーカス機能に関する説明のあと.コントラスト法を利用したオートフォーカスを再現する実験を実施しました.オートフォーカスを実現するために必要なカメラの移動特性を,複数のパラメータを調整することで改善し,オートフォーカスにかかる時間を短縮しました.最後に,表面にパターンのない透明なガラスにコントラスト法を適用する事例を実践していただきました.DMDを使ってガラス表面上にチェック模様を投影し,その模様にオートフォーカスすることで,ガラス表面上にオートフォーカスすることができました.
本実習では、「先端光量子アライアンス」ならびに「東京大学工学系研究科附属光量子科学研究センター」にご支援いただき,修士課程学生の小林俊輝さん(東京大学大学院工学系研究科)にティーチングアシスタントとしてお手伝いいただきました。