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非干渉型位相・蛍光同時3次元イメージング技術とそのバイオ応用

研究課題

研究課題/領域番号 17F17369
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 計測工学
研究機関神戸大学

研究代表者

的場 修  神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (20282593)

研究分担者 RAJPUT SUDHEESH  神戸大学, システム情報学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード強度輸送方程式 / 蛍光 / 位相 / 3次元イメージング / マルチモーダルセンシング / 蛍光イメージング / 位相イメージング
研究実績の概要

本年度は,強度輸送方程式に基づく蛍光及び位相の3次元計測を行なうシステムを構築し,蛍光ビーズを用いた原理検証実験と,神経細胞を用いたバイオ応用に適用した。強度輸送方程式に基づく蛍光イメージングでは,通常の落射型フルフィールド蛍光顕微鏡の構成を元に,可変焦点レンズによる焦点距離を変更させて3カ所で蛍光像を取得し,位相分布を求める。バイオ応用では,蛍光タンパク質が導入された細胞や細胞核の大きさが数マイクロメートルから10数マイクロメートルであるため,擬似点光源として考えることができ,伝搬後に広がった光波は空間コヒーレンスを有すると考えられる。強度画像と位相分布から複素振幅分布を再構成し,光波伝搬計算によりフォーカスの合った蛍光再生像を得ることに成功した。位相計測では,He-Neレーザー光及びLED光を用いて透過型配置により透過像を異なる奥行き位置で3枚取得した。強度輸送方程式を用いて位相分布を計測した。蛍光ビーズ及びマイクロレンズアレイを計測物体として用いて測定した。空間的な分布に不均一性が残るものの位相分布を計測することができている。得られた研究成果をまとめ学術論文を投稿する準備を整えている。また4月に国際会議で発表し,研究成果の情報発信に努める。位相計測の応用分野を開拓するために,ディジタルホログラフィによる位相計測を実施した。高速記録可能なイメージセンサを用いて,可聴域を超える周波数の音波分布の記録と再生を行なった。スピーカーを用いた実験により周波数が正しく計測可能であることと,超音波の音声データを再構成することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Holographic multi-parameter imaging of dynamic phenomena with visual and audio features2019

    • 著者名/発表者名
      S.K. Rajput, O. Matoba, Y. Awatsuji
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 44 号: 4 ページ: 995-998

    • DOI

      10.1364/ol.44.000995

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of vibration frequency measurement based on sound field imaging by digital holography2018

    • 著者名/発表者名
      S.K. Rajput, O. Matoba, Y. Awatsuji
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 1 号: 1 ページ: 200-212

    • DOI

      10.1364/osac.1.000200

    • 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] Optical voice encryption based on digital holography2017

    • 著者名/発表者名
      Rajput Sudheesh K.、Matoba Osamu
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 42 号: 22 ページ: 4619-4619

    • DOI

      10.1364/ol.42.004619

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Digital holographic sound imaging for frequency estimation of piezoelectric vibrator2018

    • 著者名/発表者名
      S.K. Rajput and O. Matoba
    • 学会等名
      SPIE, Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency estimation of vibrator using digital holography with heterodyne detection2018

    • 著者名/発表者名
      S.K Rajput and O. Matoba
    • 学会等名
      The International Conference on 3D Systems & Applications 2018 (3DSA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic sound propagation imaging2018

    • 著者名/発表者名
      S.K. Rajput and O. Matoba
    • 学会等名
      Holography, Diffractive Optics, and Applications VIII, Photonics Asia 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] Demonstration of Simultaneous Imaging of Structural and Sound Features from Amplitude and Phase Information2018

    • 著者名/発表者名
      S.K. Rajput and O. Matoba
    • 学会等名
      PHOTONICS-2018: International Conference on Fiber Optics and Photonics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applications of Digital Holography to Biology and Sound Field Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      O. Matoba, X. Quan, S.K. Rajput, M. Kumar, Y. Awatsuji
    • 学会等名
      PHOTONICS-2018: International Conference on Fiber Optics and Photonics
    • 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] Object and sound Field visualization using digital holography2018

    • 著者名/発表者名
      Sudheesh Rajput and Osamu Matoba
    • 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 実績報告書

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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