Development of a real-time recording and reconstruction system for moving 3-D images using electronic holography

• Project/Area Number: 21300044
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Media informatics/Database
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: SATO Kunihiro 兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40167432)
• Project Period (FY): 2009 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2012: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2011: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2010: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2009: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
• Keywords: ヒューマンインターフェイス / バーチャルリアリティ / 3次元画像表示 / 電子ホログラフィ / ３次元動画像 / 実時間撮像 / 実時間表示 / 精密形状計測 / 超高速計測 / レンズレス / 大深度 / 3次元動画像 / ホログラフィ / 3次元像 / 複素振幅ホログラム / ワンショット記録 / 空間ヘテロダイン変調 / 高分解能 / インライン / 開口数

Research Abstract

We have developed a holographic video camera using a high-power pulsed laser for real-time recording of complex-amplitude holograms. We have also developed a real-time 3-D display system by connecting the holographic video camera to our holographic display system. We have demonstrated real-time recording and reconstruction of moving 3-D images under room lighting. It is possible to record holograms under daylight using a high-power pulsed laser. Calculation time by a usual personal computer is shorter than 30 msec to generate one hologram from a recorded off-axis hologram. Frame rate of this display system is limited by the performance of camera-link image sensor.

Research Products

• [Journal Article] Instantaneous shape measurement of moving surface with high accuracy by one-shot digital holography (2012)
  • Author(s): K. Sato, Y. Iwayama
  • Journal Title: Proc. of SPIE Volume: 8281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-time recording and reconstruction of moving 3D images using electronic holography (2012)
  • Author(s): K. Furuichi, K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 8281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lensless holographic microscopy with high-resolving power for 4D measurement of micro-organism swimming in water (2012)
  • Author(s): M. Otani, K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE Volume: 8227 Pages: 2901-2906
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Reconstruction of Hi-Resolution Microscopic Images for Lens-Less Holographic Microscopy (2012)
  • Author(s): K. Sato
  • Journal Title: International Journal of Intelligent Computing in Medical Sciences and Image Processing Volume: 4 Pages: 77-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical reconstruction of high-resolution microscopic images for lens-less holographic microscopy (2012)
  • Author(s): Kunihiro Sato
  • Journal Title: International Journal of Intelligent Computing in Medical Sciences and Image Processing Volume: Vol. 4 Pages: 77-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Instantaneous shape measurement of moving surface with high accuracy by one-shot digital holography (2012)
  • Author(s): K.Sato, Y.Iwayama
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: Vol.8281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Real-time recording and reconstruction of moving 3D images using electronic holography (2012)
  • Author(s): K.Furuichi, K.Sato
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: Vol.8281
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lensless holographic microscopy with high-resolving power for 4D measurement of micro-organism swimming in water (2012)
  • Author(s): M.Otani, K.Sato
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: Vol.8227 Pages: 2901-2906
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Numerical Reconstruction of Hi-Resolution Microscopic Images for Lens-Less Holographic Microscopy (2012)
  • Author(s): K.Sato
  • Journal Title: International Journal of IC-MED Volume: Vol.4 Pages: 77-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lens-less holographic microscope with high resolving power and no-distortion (2011)
  • Author(s): K. Sato and O. Murata
  • Journal Title: Proc. of SPIE Volume: 7904 Pages: 11-18
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Instantaneous measurement of surface shape with high accuracy by one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): Y. Iwayama and K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE Volume: 7904 Pages: 81-88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lens-less holographic microscope with high resolving power and no-distortion (2011)
  • Author(s): K, Sato, O.Murata
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: Vol.7904
• [Journal Article] Instantaneous measurement of surface shape with high accuracy by one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): Y.Iwayama, K.Sato
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: Vol.7957
• [Journal Article] Lens-less holographic microscope with high resolving power (2010)
  • Author(s): K. Sato, O. Murata
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 7619
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single-shot digital holography applying spatial heterodyne method (2010)
  • Author(s): Y. Iwayama, K. Maejima, K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 7619 Pages: 71-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lens-less holographic microscope with high resolving power (2010)
  • Author(s): K.Sato, O.Murata
  • Journal Title: Proc.of SPIE Vol.7619
• [Journal Article] Single-shot digital holography applying spatial heterodyne method (2010)
  • Author(s): Y.Iwayama, K.Maejima, K.Sato
  • Journal Title: Proc.of SPIE Vol.7619
• [Journal Article] Light-modulation characteristic of LCD panel and reconstruction of high-quality color 3-D images (2009)
  • Author(s): K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 7233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of one-shot color digital holography (2009)
  • Author(s): K. Maejima and K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 7233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lens-less holographic microscope with large visual depth (2009)
  • Author(s): O. Murata, H. Toge and K. Sato
  • Journal Title: Proc. of SPIE (reviewed) Volume: 7233
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 大深度運動物体のためのワンショットディジタルホログラフィによる精密表面形状計測 (2011)
  • Author(s): 岩山義秀、佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] 電子ホログラフィによる室内照明下における3次元動画像の実時間撮像と実時間表示 (2011)
  • Author(s): 古市和稔, 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] 水中微生物の高分解能4次元計測のためのレンズレス・ホログラフィック顕微鏡 (2011)
  • Author(s): 大谷真由, 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府)
  • Year and Date: 2011-11-29
• [Presentation] Lens-less 4-D microscopy for measurement of moving microorganism by the one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): K. Sato
  • Organizer: International Workshop on Holography and Related Technologies 2011
  • Place of Presentation: Utsunomiya Univ. (Tochigi), Japan (Invited)
  • Year and Date: 2011-11-16
• [Presentation] Lens-less 4-D microscopy for measurement of moving microorganism by the one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): K.Sato
  • Organizer: International Workshop on Holography and Related Technologies 2011
  • Place of Presentation: Utsunomiya Univ.(Tochigi), Japan(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-16
• [Presentation] 電子ホログラフィによる3次元動画像の実時間撮像と表示 (2011)
  • Author(s): 古市和稔, 佐藤邦弘
  • Organizer: 電気関係学会関西支部連合大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2011-10-30
• [Presentation] 水中微生物の4次元観察を可能にするレンズレス・ホログラフィック顕微鏡 (2011)
  • Author(s): 大谷真由, 佐藤邦弘
  • Organizer: 電気関係学会関西支部連合大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2011-10-30
• [Presentation] ディジタル・ホログラフィを用いた運動物体の大深度精密形状計測 (2011)
  • Author(s): 岩山義秀、佐藤邦弘
  • Organizer: 電気関係学会関西支部連合大会
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2011-10-29
• [Presentation] Color 3-D Display and Color 3-D Video Camera by Electronic Holography (2011)
  • Author(s): K. Sato
  • Organizer: The 11th International Meeting on Information Display
  • Place of Presentation: Seoul, Korea (Invited)
  • Year and Date: 2011-10-10
• [Presentation] Color 3-D Display and Color 3-D Video Camera by Electronic Holography (2011)
  • Author(s): K.Sato
  • Organizer: The 11^<th> International Meeting on Information Display
  • Place of Presentation: Seoul, Korea(招待講演)
  • Year and Date: 2011-10-10
• [Presentation] 媒質中高分解能3次元観察のためのレンズレス・ホログラフィック顕微鏡 (2011)
  • Author(s): 大谷真由, 佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス2011
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大(京都府)
  • Year and Date: 2011-07-15
• [Presentation] 室内照明下における運動物体3次元像の実時間撮像と実時間表示 (2011)
  • Author(s): 古市和稔, 佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス2011
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大(京都府)
  • Year and Date: 2011-07-14
• [Presentation] Holographic microscope by one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): M.Otani, K.Sato
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress
  • Place of Presentation: Univ.of Tokyo (Tokyo), Japan
  • Year and Date: 2011-05-10
• [Presentation] Holographic microscope by one-shot digital holography (2011)
  • Author(s): M. Otani and K. Sato
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress (reviewed)
  • Place of Presentation: ISBN978-1-55752-912-1, DTuC23
• [Presentation] 室内照明下における運動物体3次元像の実時間撮像と実時間表示 (2011)
  • Author(s): 古市和稔,佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2011 講演論文集
• [Presentation] 媒質中高分解能3次元観察のためのレンズレスホログラフィック顕微鏡 (2011)
  • Author(s): 大谷真由,佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2011 講演論文集
• [Presentation] ンズレス無歪高分解能ホログラフィック3次元顕微鏡 (2010)
  • Author(s): 佐藤弘, 大谷真由, 村田修
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 中央大学駿河台記念館(東京都)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] ワンショットホログラフィによる広視野3次元像の記録 (2010)
  • Author(s): 岩山義秀, 前島康平, 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 中央大学駿河台記念館(東京都)
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] 広視野3次元動画像記録のためのワンショットディジタルホログラフィ (2010)
  • Author(s): 岩山義秀、前島康平、佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス
  • Place of Presentation: 東大武田ホール(東京都)
  • Year and Date: 2010-07-08
• [Presentation] 無歪高分解能ホログラフィック3次元顕微鏡の開発 (2010)
  • Author(s): 佐藤邦弘、村田修
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス
  • Place of Presentation: 東大武田ホール(東京都)
  • Year and Date: 2010-07-08
• [Presentation] One-shot digital holography using spatial heterodyne modulation (2010)
  • Author(s): K.Sato, K.Maejima
  • Organizer: ODF' 10
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama Conference Center, Japan
  • Year and Date: 2010-04-21
• [Presentation] One-shot digital holography for recording wideband complex-amplitude hologram (2010)
  • Author(s): K.Sato, K.Maejima
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress
  • Place of Presentation: Miami, Florida, USA
  • Year and Date: 2010-04-12
• [Presentation] One-Shot Digital Holography for Real-Time Recording of Moving Color 3-D Images (2010)
  • Author(s): K. Sato, K. Maejima
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress (reviewed)
  • Place of Presentation: ISBN978-1-55752-887-2, DMA3
• [Presentation] 広視野 3 次元動画像記録のためのワンショットディジタルホログラフィ (2010)
  • Author(s): 岩山義秀,前島康平,佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2010 講演論文集
• [Presentation] 無歪高分解能ホログラフィック3次元顕微鏡の開発 (2010)
  • Author(s): 佐藤邦弘,村田修
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2010 講演論文集
• [Presentation] 一般化ワンショットディジタルホログラフィと制限帯域幅 (2009)
  • Author(s): 前島康平, 佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス
  • Place of Presentation: 東大武田ホール(東京都)
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] 大深度高分解能3次元画像の記録と再生 (2009)
  • Author(s): 村田修, 峠裕之, 佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス
  • Place of Presentation: 東大武田ホール(東京都)
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] 空間ヘテロダイン干渉を利用したワンショットディジタルホログラフィ (2009)
  • Author(s): 前島康平, 竹中孝介, 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] ディジタルホログラフィによる高分解能3次元像の記録と再生 (2009)
  • Author(s): 村田修, 峠裕之, 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] 3次元像の再生に及ぼす空間光変調特性の影響 (2009)
  • Author(s): 佐藤邦弘, 大垣内達望
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター
  • Year and Date: 2009-11-25
• [Presentation] Recording of wide hologram for microscopic images with large depth using one CCD (2009)
  • Author(s): 村田修, 峠裕之, 佐藤邦弘
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress
  • Place of Presentation: Vancouver, BC, Canada
  • Year and Date: 2009-04-29
• [Presentation] One-Shot Digital Holography for Real-Time Recording of Moving Color 3-D Images (2009)
  • Author(s): 前島康平, 佐藤邦弘
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress
  • Place of Presentation: Vancouver, BC, Canada
  • Year and Date: 2009-04-28
• [Presentation] 電子ホログラフィによるカラー3D撮像とカラー3Dディスプレイ (2009)
  • Author(s): 佐藤邦弘
  • Organizer: 超臨場感コミュニケーション産学官フォーラム「ホログラフィー(1)表示技術」
  • Place of Presentation: (財)テレコム先端技術研究支援センター)
  • Year and Date: 2009-04-09
• [Presentation] One-Shot Digital Holography for Real-Time Recording of Moving Color 3-D Images (2009)
  • Author(s): K. Maejima, K. Sato
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress (reviewed)
  • Place of Presentation: ISBN978-1-55752-871-1, DMa2
• [Presentation] Recording of wide hologram for microscopic images with large depth using one CCD (2009)
  • Author(s): O. Murata, H. Toge, K. Sato
  • Organizer: OSA Optics & Photonics Congress (reviewed)
  • Place of Presentation: ISBN978-1-55752-871-1, DTuA5
• [Presentation] 大深度高分解能3次元画像の記録と再生 (2009)
  • Author(s): 村田修, 峠裕之,佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2009 講演論文集
• [Presentation] 一般化ワンショットディジタルホログラフィと制限帯域幅 (2009)
  • Author(s): 前島康平,佐藤邦弘
  • Organizer: 3次元画像コンファレンス 2009 講演論文集
• [Presentation] 生体計測用の細胞レベル高分解能3次元断層顕微鏡の開発
  • Author(s): 古市和稔、 佐藤邦弘
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
• [Presentation] ワンショットディジタルホログラフィによる高速運動物体のための高精度形状計測
  • Author(s): 佐藤 邦弘、 岩山義秀
  • Organizer: 日本光学会年次学術講演会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
• [Patent(Industrial Property Rights)] GENERATION METHOD FOR COMPLEX AMPLITUDE IN-LINE HOLOGRAM AND IMAGE RECORDING DEVICE USING SAID SAID METHOD (2013)
  • Inventor(s): Kunihiro Sato
  • Industrial Property Rights Holder: Hyogo Prefectural Government
  • Acquisition Date: 2013-04-09
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] ホログラフィック断層顕微鏡、ホログラフィック断層画像生成方法、およびホログラフィック断層画像用のデータ取得方法 (2012)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Number: 2012-223690
  • Filing Date: 2012-10-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] ホログラフィック断層顕微鏡、ホログラフィック断層画像生成方法、およびホログラフィック断層画像用のデータ取得方法 (2012)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2012-10-05
• [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元形状計測および3次元形状計測装置 (2012)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Filing Date: 2012-01-19
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元形状計測方法および3次元形状計測装置 (2011)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Number: 2011-010842
  • Filing Date: 2011-01-21
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 微小被写体のホログラム画像記録方法、高分解能画像再生用ホログラム作成方法、画像再生方法、およびホログラフィック顕微鏡 (2011)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Filing Date: 2011-07-05
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 3次元形状計測および3次元形状計測装置 (2011)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Number: 2011-010842
  • Filing Date: 2011-01-21
• [Patent(Industrial Property Rights)] 複素振幅インラインホログラムの生成方法および該方法を用いた画像記録装置 (2010)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Number: 2010-012425
  • Filing Date: 2010-03-26
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 微小被写体のホログラム画像記録方法、高分解能画像再生用ホログラム作成方法、画像再生方法、およびホログラフィック顕微鏡 (2010)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Industrial Property Number: 2010-155024
  • Filing Date: 2010-07-07
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 複素振幅インラインホログラムの生成方法および該方法を用いた画像記録装置 (2010)
  • Inventor(s): 佐藤邦弘
  • Industrial Property Rights Holder: 兵庫県
  • Filing Date: 2010-12-22
  • Overseas