共焦点微分干渉顕微鏡による生体計測

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650035
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 伊藤 雅英 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (30150874)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 彰子 (財)国際科学振興財団, 専任研究員 (30241813) ; 谷田貝 豊彦 筑波大学, 物理工学系, 教授 (90087445)
• Keywords: スペクトル解析 / 生体計測 / 光散乱 / 共焦点光学系 / 位相差法

Research Abstract

ノマルスキープリズムを用いた微分干渉顕微鏡は,光波の干渉性を利用しているため,表面形状の定性的な観測法で最も感度の高い方法として,生物医学,工業計測など極めて広範な分野で利用されている.われわれは本研究において,微分干渉顕微鏡の位相遅れの異なる複数の画像から試料の定量的な形状データを求める技術を開発している.これは,微分干渉に位相変調技術を組み合わせることにより,被検物体の位相分布を定量的に検出する方法である.ここでは位相の異なる複数枚の画像から位相分布を計算する技術,微分干渉顕微鏡の伝達関数(OTF)を用い位相物体の高コントラスト画像への変換技術などの技術開発を行った.更にこの手法を用いると,被測定物体近傍の散乱媒質の影響も低減できる.この性質を利用して,生体内部の画像を直接得る方法を開発した.また,これまでの干渉顕微鏡では,四分の一波長以上の段差がある場合,そのデータに不確定性が残ることが明らかになった.本研究では複数波長の光源を用いると位相飛びの段差がそれぞれ異なることを利用し,合致法を用いて測定段差の拡大を試みた.また,共焦点顕微鏡との統合も行っている.共焦点顕微鏡はレーザー操作型の顕微鏡で,一般の光学顕微鏡と比べて,面内で2倍程度解像度が上がり,また光軸方向のセクショニングも可能である.微分干渉ユニットを共焦点光学系に組み込むにあたり,基本的な光学設計をシミュレーションソフトウェアを用いて行った.その結果,共焦点系の瞳の位置に位相板をおく場合が最適であることがわかった.

Research Products

• [Publications] Y.YASONO et al.: "Aberration measurement from confocal axial intensity response using neural network"Optics Express. 10・25. 1451 (2002)
• [Publications] M.A.El-Morsy et al.: "A subfringe integration method for multiple-beam Fizeau fringe analysis"Opt & Laser Tech.. 35. 223 (2003)
• [Publications] K.Haradu et al.: "Spatial light manipulation devices using polymeric materials"Otp. and Quant Electr.. 34・12. 1183 (2002)
• [Publications] Y.YASUNO et al.: "Brrefringe imaging of human skin by polarization-sensitive spectral interferometric optical coherence tomography"Opt. Lett.. 27・20. 1803 (2002)