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2014 Fiscal Year Annual Research Report

蛍光3次元動画像ホログラフィック記録法とその顕微鏡応用システム開発に関する研究

Research Project

Project/Area Number 25886014
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

田原 樹  関西大学, システム理工学部, 助教 (50709095)

Project Period (FY) 2013-08-30 – 2015-03-31
Keywordsディジタルホログラフィ / ホログラフィ / ディジタルホログラフィック顕微鏡 / 蛍光イメージング
Outline of Annual Research Achievements

高速の蛍光3次元画像情報取得のためには,インコヒーレントホログラフィでは,光量及び,ホログラムのうち像再生に使える光利用効率に課題があることが判明した。市販の撮像素子,2個の空間光変調器による構成では高速化が望めない。また,複数の異なる波長の蛍光を,高光利用効率で同時記録する方法の提案はイメージング技術として極めて重要である。
そのため,本年度は次のアプローチをとった。(1)インコヒーレント光による広範囲3次元画像情報をホログラフィックに瞬間記録する技術における,光利用効率を向上させる光学システムの提案,(2)当該研究テーマの技術に対し,色情報を高い光利用効率で多重記録する機能を付加するための方法の提案,(3)ホログラフィック顕微鏡自体が有する分解能,視野の実験的評価を行なった。(1)では,初年度では2個の空間光変調器を要していたのに対し,1個の変調器で実施可能な方法を見出した。(2)においては研究の結果,(1)のシステムに,カラーイメージセンサを必要とせずに色情報同時記録の機能付加が可能であるという知見を得た。(3)においては,コヒーレント光による評価であるが,ホログラフィック顕微鏡自体が100nmオーダの開口を可視化可能である実験的知見を得ることができた。当該結果より,理論上,インコヒーレント光を用いても同程度の性能を発揮できるものと見通しを得た。以上の研究成果により,蛍光イメージングのための撮像素子を導入し,1個の空間光変調器と共に用いることで高速・高効率に蛍光3次元画像情報を取得可能である見通しを得た。今後,改良された光学システム構成を実際に構築し,その効果を実験的に示す必要がある。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Single-shot multiwavelength phase unwrapping using a single reference beam and a monochromatic image sensor2015

    • Author(s)
      T. Tahara, T. Kaku, Y. Arai
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: 22 Pages: 7pages

    • DOI

      10.1007/s10043-015-0072-y

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Image-quality improvement in space-bandwidth capacity-enhanced digital holography2014

    • Author(s)
      T. Tahara, Y. Takahashi, and Y. Arai
    • Journal Title

      Optical Engineering

      Volume: 53 Pages: 112313-1-6

    • DOI

      10.1117/1.OE.53.11.112313.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Digital holography based on multiwavelength spatial-bandwidth-extended capturing-technique using a reference arm2014

    • Author(s)
      T. Tahara, T. Kaku, Y. Arai
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 29594-29610

    • DOI

      10.1364/OE.22.029594

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 可視・近赤外光の同時 3 次元動画像記録可能なディジタルホログラフィック顕微鏡システム2015

    • Author(s)
      加来徹,田原 樹, 新井泰彦
    • Organizer
      第13回関西学生研究論文講演会
    • Place of Presentation
      大阪市 大阪市立大学
    • Year and Date
      2015-03-09 – 2015-03-09
  • [Presentation] Single-shot multiwavelength digital holography using a monochromatic image sensor and a single reference beam2014

    • Author(s)
      T. Tahara and Y. Arai
    • Organizer
      Optics and Photonics Taiwan, International Conference (OPTIC)
    • Place of Presentation
      中華民国台中市 National Chung Hsing University
    • Year and Date
      2014-12-04 – 2014-12-04
    • Invited
  • [Presentation] 光の位相を利用した単一露光複数波長ディジタルホログラフィ2014

    • Author(s)
      田原 樹, 加来 徹, 新井 泰彦, 高木 康博
    • Organizer
      平成26年度第4回ホログラフィック・ディスプレイ研究会
    • Place of Presentation
      吹田市 関西大学
    • Year and Date
      2014-11-19 – 2014-11-19
  • [Presentation] 波長情報を選択的抽出可能な位相シフト干渉法におけるホログラム記録枚数低減2014

    • Author(s)
      田原 樹, 森 亮太, 菊永 修平, 新井 泰彦, 高木 康博
    • Organizer
      Optics and Photonics Japan 2014
    • Place of Presentation
      東京都文京区 筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • Year and Date
      2014-11-06 – 2014-11-06
  • [Presentation] 50°超の入射角をなす単一参照光路を用いる単一露光複数波長ディジタルホログラフィ2014

    • Author(s)
      田原 樹, 加来 徹, 新井 泰彦
    • Organizer
      Optics and Photonics Japan 2014
    • Place of Presentation
      東京都文京区 筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • Year and Date
      2014-11-06 – 2014-11-06
  • [Presentation] 位相を利用し多波長情報を取得するディジタルホログラフィ2014

    • Author(s)
      田原 樹, 加来 徹, 高橋 祐樹, 新井 泰彦, 高木 康博
    • Organizer
      Optics and Photonics Japan 2014
    • Place of Presentation
      東京都文京区 筑波大学東京キャンパス文京校舎
    • Year and Date
      2014-11-05 – 2014-11-05
  • [Presentation] Digital holography for simultaneously sensing multiple wavelength information2014

    • Author(s)
      T. Tahara, T. Kaku, Y. Arai, and Y. Takaki
    • Organizer
      第5回ディジタルオプティクス研究会CIS-Japan Collaboration Symposium
    • Place of Presentation
      東京都調布市 電気通信大学
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-04
  • [Presentation] "Multiwavelength digital holography utilizing the space-bandwidth capacity-enhance2014

    • Author(s)
      T. Tahara, T. Kaku, and Y. Arai
    • Organizer
      SPIE/COS Photonics Asia
    • Place of Presentation
      中華人民共和国北京市 Beijing International Convention Center
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [Presentation] Single-shot color digital holography based on spatial frequency-division multiplexing and space-bandwidth capacity-enhance2014

    • Author(s)
      T. Tahara, T. Kaku, and Y. Arai
    • Organizer
      JSAP-OSA Joing Symposia 2014
    • Place of Presentation
      札幌市 北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-20 – 2014-09-20
  • [Presentation] 単色撮像素子と単一参照ビームを用いるシングルショットカラーディジタルホログラフィ2014

    • Author(s)
      田原 樹, 加来 徹,新井 泰彦
    • Organizer
      精密工学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      鳥取市 鳥取大学
    • Year and Date
      2014-09-15 – 2014-09-15
  • [Presentation] 多次元画像情報を同時記録するホログラフィ2014

    • Author(s)
      田原 樹
    • Organizer
      第23回 日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      吹田市 大阪大学
    • Year and Date
      2014-09-06 – 2014-09-06
    • Invited
  • [Presentation] Phase-shifting interferometry capable of selectively extracting multiple wavelength information and its applications to sequential and parallel phase-shifting digital holography2014

    • Author(s)
      T. Tahara, S. Kikunaga, Y. Arai, and Y. Takaki
    • Organizer
      Digital Holography and Three-Dimensional Imaging 2014 (DH)
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国シアトル州 Sheraton Seattle Hotel
    • Year and Date
      2014-07-14 – 2014-07-14
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 国際出願(PCT出願)2014

    • Inventor(s)
      田原樹,菊永修平,新井泰彦
    • Industrial Property Rights Holder
      田原樹,菊永修平,新井泰彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2014/ 67556
    • Filing Date
      2014-07-01
    • Overseas

URL: 

Published: 2016-06-01  

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