High-speed lensless multispectral three-dimensional motion-picture imaging method with natural light
| Project/Area Number |
18H01456
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology (2019-2021)
National Institute of Informatics (2018) |
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Principal Investigator |
田原 樹 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波先進研究センター, 主任研究員 (50709095)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 あゆみ 帝京科学大学, 生命環境学部, 准教授 (70406833)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥14,820,000 (Direct Cost: ¥11,400,000、Indirect Cost: ¥3,420,000)
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| Keywords | 自然光デジタルホログラフィ / インコヒーレントデジタルホログラフィ / ホロセンサ / 太陽光フルカラーホログラフィ / LEDホログラフィック定量位相動画顕微鏡 / ホログラフィック蛍光顕微鏡 / インコヒーレントカラーホログラフィ / 時空間インコヒーレント光 / 自然光ホログラフィ / インコヒーレントデジタルホログラフィック顕微鏡法 / 分光ホログラフィ / 計算機内コヒーレント多重 / インコヒーレントディジタルホログラフィック顕微鏡 / カラーデジタルホログラフィ / 計算コヒーレント多重 / デジタルホログラフィック顕微鏡 / デジタルホログラフィ / インコヒーレントディジタル動画ホログラフィ / インコヒーレントホログラフィ / 波長選択抽出位相シフト法 / 波長多重ホログラフィ / ディジタルホログラフィ / ディジタルホログラフィック顕微鏡法 / 自己干渉ホログラフィ / ホログラフィック動画顕微鏡 / 多波長自然光ホログラフィック顕微鏡システム / 白色光FINCH顕微鏡 / 多波長ディジタルホログラフィ / ホログラフィック波長多重 / レンズレスイメージング / マルチカラーホログラフィ / 単一露光インコヒーレントカラーホログラフィ / 結像レンズレスカラー3次元顕微鏡 / ディジタルホログラフィック顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、定盤外、暗室外で使用でき、屋外のホログラムを安定して取得するために、インコヒーレントデジタルホログラフィに基づくコンパクトなホログラム検知器の試作に取り組んだ。偏光を利用することでコンパクト化を達成し、1辺が25mmの大きさで、振動に強く、LED光源を適用でき、単一露光でホログラムを記録できるホログラフィック3次元センサの試作に成功した。また、多波長化に向けて手のひらサイズの波長多重ホログラム検知器を試作し、車輪付き木製の机の上に実験光学系を構築した上で、物体の3次元画像情報に加えて波長や波長幅の差をセンシング可能である事を実証した。そして、ホログラム検知器の改良とカメラレンズの導入により、自然な光のフルカラーホログラムを単一露光で取得できることを示した。その後、自然光への適用可能性を示すために、家屋や木々など日中の屋外の風景を被写体として、太陽光のフルカラーホログラムの単一露光取得を実証した。これらの実験を遂行する中で、屈折光学系ではピント合わせが難しい様な近接した物体に対しても、デジタルホログラムへの像再生計算を通してピント合わせが可能である事を実験的に示せた。一方で、太陽光のフルカラーホログラムを取得するにあたり、現状では光量が原因で露光時間が0.01秒程度必要である。明るい光学システムの開発を目指し、偏光子に頼らないインコヒーレントデジタルホログラフィシステムの設計を行ない、光学系の構築に取り組んだ。実験検証が今後の課題である。並行して、LED等の自然な光を用いたデジタルホログラフィシステムを試作し、自己干渉型のデジタルホログラフィシステムに比べて深さ分解能が向上した3次元測定が可能である事を実験的に検証した。加えて、細胞など透明物体の単一露光定量位相測定が可能であることを示した。今後、定盤外で適用するための光学系設計や、測定対象の選定が課題である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(40 results)
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[Journal Article] Roadmap on Recent Progress in FINCH Technology2021
Author(s)
Rosen Joseph、Alford Simon、Anand Vijayakumar、Art Jonathan、Bouchal Petr、Bouchal Zden?k、Erdenebat Munkh-Uchral、Huang Lingling、Ishii Ayumi、Juodkazis Saulius、Kim Nam、Kner Peter、Koujin Takako、Kozawa Yuichi、Liang Dong、Liu Jun、Mann Christopher、Marar Abhijit、Matsuda Atsushi、他七名
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Journal Title
Journal of Imaging
Volume: 7
Pages: 197-197
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Multiwavelength holographic image sensing of various light2019
Author(s)
Tatsuki Tahara, Yutaka Endo, Koki Wakunami, Boaz Jessie Jackin, Yasuyuki Ichihashi, and Ryutaro Oi
Organizer
The 9th Korea-Japan Workshop on Digital Holography and Information Photonics (DHIP2019)，Korea Photonics Technology Institute, 大韓民国 光州，2019年12月17-20日
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
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