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高速位相シフト自己相関ディジタルホログラフィによる実時間高精細イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 16K04970
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関埼玉大学

研究代表者

吉川 宣一  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00282335)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードインコヒーレントディジタルホログラフィ / 位相シフト法 / 一般化位相シフト法 / 連続フリンジスキャン / 正規化 / 光計測 / ディジタルホログラフィ / インコヒーレントホログラフィ / 自己干渉 / インコヒーレント / 位相シフト / 高分解能 / ホログラフィ / 応用光学 / 計測システム / 画像処理
研究成果の概要

インコヒーレント光の自己干渉原理でつくられた干渉縞に対して,連続フリンジスキャンと一般化位相シフト法に基づいて実装された高速位相シフトを導入し,高速かつ高分解能のインコヒーレントディジタルホログラフィ計測システムを開発した.干渉縞の正規化を用いる正規化一般化位相シフト法を考案した.高速位相シフトを実行するための条件を明らかにし,分解能と処理速度の性能評価およびnmオーダーの微小物体の計測を行い提案法の有効性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

提案手法は光学的手法による高速高分解能イメージングを実現している.インコヒーレント光源の使用や位相シフタとカメラの同期が不要で高速処理が可能であるという特徴は簡単かつ安価なシステム構築を可能とし,DHシステムの実用化に大きく貢献する.正規化一般化位相シフト法は一般的なディジタルホログラフィや干渉計測に適用可能であり精密計測や変位計側へ応用することができる.提案システムは生きた細胞を対象とする生体イメージングや医療創薬材料の評価などに応用することができる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Generalized phase-shifting digital holography using normalized phase-shifted holograms2019

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshikawa, S. Namiki, and A. Uoya
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 430 ページ: 391-399

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2018.08.070

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Object wave retrieval using normalized holograms in three-step generalized phase-shifting digital holography2019

    • 著者名/発表者名
      N. Yoshikawa, S. Namiki, and A. Uoya
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 号: 5 ページ: A161-A161

    • DOI

      10.1364/ao.58.00a161

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Color-image reconstruction for two-wavelength digital holography using a generalized phase-shifting approach2017

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Shiratori, Keisuke Kasai, and Nobukazu Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56 号: 23 ページ: 6554-6563

    • DOI

      10.1364/ao.56.006554

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Omnidirectional 3D shape measurement using digital holographic shape from silhouette2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Mizumura and Nobukazu Yoshikawa
    • 雑誌名

      International Symposium on Optical Memory (ISOM’16) Techinical digest

      巻: - ページ: 106-107

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of a quasi-continuous fringe-scanning on generalized phase-shifting digital holography2016

    • 著者名/発表者名
      Nobukazu Yoshikawa, Syouma Namiki, and Keisuke Kasai
    • 雑誌名

      International Workshop on Holography and Related Technologies (IWH2016)

      巻: - ページ: 142-143

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 二値正弦波パターンを用いた縞投影三次元計測2019

    • 著者名/発表者名
      吉川宣一,根本陽司,李 連辰
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 誤差拡散法による正弦波パターンを用いた縞投影三次元計測2019

    • 著者名/発表者名
      根本 陽司,吉川宣一
    • 学会等名
      日本光学会第13回情報フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Normalization method for generalized phase-shifting digital holography2018

    • 著者名/発表者名
      Nobukazu Yoshikawa, Syouma Namiki, Atsushi Uoya
    • 学会等名
      Imaging and Applied Optics Congress, Digital Holography & 3-D Imaging
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wavelength estimation using multi-wavelength generalized phase-shifting digital holography2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi and N. Yoshikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generalized Phase-shifting Digital Holography using Normalized Phase-shifted Holograms2018

    • 著者名/発表者名
      Nobukazu Yoshikawa
    • 学会等名
      The 8th Japan-Korea Workshop on Digital Holography and Information Photonics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ディザ法による正弦波パターンを用いた縞投影三次元計測2018

    • 著者名/発表者名
      李連辰,吉川宣一
    • 学会等名
      日本光学会第12回新画像システム・情報フォトニクス研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 正規化位相シフト法を用いた縞投影三次元計測2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤孝則,吉川宣一
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位相シフト法による多波長位相シフトディジタルホログラフィとその応用2018

    • 著者名/発表者名
      吉川宣一
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディジタルホログラフィを用いた波長推定における対象物体の影響2018

    • 著者名/発表者名
      小林 聖人,吉川宣一
    • 学会等名
      日本光学会情報フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化位相シフト法を用いたフレネルインコヒーレント相関ホログラフィ2018

    • 著者名/発表者名
      魚谷 篤、吉川 宣一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 正規化干渉縞を用いたインコヒーレントディジタルホログラフィによる物体光抽出2018

    • 著者名/発表者名
      並木 翔馬、吉川 宣一
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多波長位相シフトディジタルホログラフィのための波長分離法2017

    • 著者名/発表者名
      葛西 敬介、吉川 宣一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県,横浜市
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 正規化干渉縞を用いた一般化位相シフトディジタルホログラフィによる物体光の復元2017

    • 著者名/発表者名
      吉川 宣一、葛西 敬介、並木 翔馬
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,神奈川県,横浜市
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 連続フリンジスキャンを用いた多波長ディジタルホログラフィシステムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      並木翔馬,吉川宣一
    • 学会等名
      日本光学会情報フォトニクス研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学,栃木県,宇都宮市
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fast three-dimensional shape measurement system using a generalized phase shifting method with a continuous fringe-scanning scheme2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai and N. Yoshikawa
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2017, Information Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Color distortion suppression in color digital holography2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai and N. Yoshikawa
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2017, Information Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three dimensional shape retrieval using object contour estimated by Gabor-type digital holography2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Someya, T. Mizumura and N. Yoshikawa
    • 学会等名
      The 24th Congress of the International Commission for Optics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three Dimensional Measurement by a Phase shifting Fringe Projection Profilometry with a Normalization Method2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sato and N. Yoshikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Object wave reconstruction by generalized phase-shifting digital holography using normalized interference fringe2017

    • 著者名/発表者名
      N.Yoshikawa, Syouma Namiki and Atsushi Uoya
    • 学会等名
      International Workshop on Holography and related technologies
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of a quasi-continuous fringe-scanning on generalized phase-shifting digital holography2016

    • 著者名/発表者名
      Nobukazu Yoshikawa, Syouma Namiki, and Keisuke Kasai
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory
    • 発表場所
      Jiaoxi, Yilan, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Omnidirectional 3D Shape Measurement Using Digital Holographic Shape from Silhouette2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Mizumura and Nobukazu Yoshikawa
    • 学会等名
      International Symposium on Optical Memory
    • 発表場所
      Kyoto Research Park, Kyoto, Kyoto City
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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