2014 Fiscal Year Research-status Report
微生物の三次元行動解析に適合する計測空間拡張デジタルホログラフィック顕微鏡
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25420400
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
吉川 宣一 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00282335)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 計測工学 / ホログラフィ / 顕微鏡 / 位相計測 / 画像処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
拡大光学系とマルチカメラを用いたデジタルホログラフィク顕微鏡システムにおいて，ホログラム記録特性と再生像の特性を調査した．光学システムの小型化のため凹レンズを用いて光波の拡大を行った．デジタルホログラフィの数値再生プロセスで適切に結像処理が行えるように，位相シフト法を用いて物体光成分と0次成分，共役光成分の分離を行った．発散ビームによって球面波状の位相歪みが生じたので，この収差特性を調べて球面位相成分を推定するソフトウェアを開発した．さらにこの球面位相成分を用いて正確な再生像を得るための位相補償アルゴリズムを開発した．再生像面における位相補正が有効であることが分かった．マルチカメラで適切にホログラフィ記録する参照光の形態やカメラ配置などを最適化して適切な像再生ができるようにした．
ホログラフィ再生における物体の三次元移動の自動追跡のために，ホログラムの連続記録法および連続記録に対応した位相シフト法を開発した．150fpsの高速デジタルカメラを用いてホログラム記録を行い，統計的一般化位相シフト法を用いることにより，移動物体に対してもホログラムの記録再生ができるようにした．統計的一般化位相シフト法は任意の位相シフト量で位相シフトを行う方式であり，デジタルカメラ記録との同期をとる必要がない利点があるため，フレームレートはデジタルカメラに依存する．これより高速デジタルカメラの使用により物体の移動観察が高精度にできることが期待できる．しかし，連続記録では不連続位相が発生してしまう問題があった．本研究では位相反転修正と累積位相シフト量を考慮した初期位相補正法を開発して，連続的な再生においても滑らかな位相再生像が得られるようにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
デジタルホログラフィ計測システムの構築及びホログラムの記録再生に関する方法について静止物体に対して良好な結果を得ている．再生処理に高速化のために並列処理で実装することを考えているが，実装はまだ不十分である．
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| Strategy for Future Research Activity |
対象物体を微小生物などの移動物体で行うようにする予定である．また並列処理による再生法の実装において，C言語による直接的なGPUプログラミングの他に市販の科学技術計算ソフトの並列計算機能も利用することを考える．
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