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相関影像法による3次元内部イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 18K04971
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

渡邉 恵理子  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (20424765)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードホログラフィ / 相関ホログラフィ / 位相シフトデジタルホログラフィ / 平面導波路 / 相関イメージング / 平面光導波路 / 計算機ゴーストイメージング / 光相関
研究成果の概要

本研究は、生体を想定した物体内部の3次元イメージング法の構築を目指し、下記の3つの項目を実施した。はじめに、強く薄い散乱媒体背後の顕微3次元イメージングシステムを位相シフトデジタルホログラフィと結像光学系を融合して提案し、実現した。つぎに、共通光路デジタルホログラフィによる、厚みのある弱い位相揺らぎ層の抑制方法を提案し、上記の方法を融合することで強く薄い散乱層と弱く厚い揺らぎ層を持つ物体内部の3次元イメージングの基本指針を示した。さらに、高速光相関システムを用いた光相関計算機イメージングを提案・実証し、シミュレーションにより3次元イメージングの原理確認を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内部を生きたまま、細胞レベルで可視化することは、医学や生物学などにおいて重要である。しかし、生体内部の計測における課題の一つに、複雑な散乱の影響がある。本研究では、相関法や位相シフトデジタルホログラフィを用い、新しい物体内部の3次元イメージング手法の開発を目指した。はじめに、位相シフトデジタルホログラフィを用い強く薄い散乱媒体背後の顕微3次元イメージングシステムを実現した。つぎに、強く薄い散乱層と弱く厚い揺らぎ層を持つ物体内部の3次元イメージングを提案しシミュレーションにより原理確認を行った。さらに、光相関計算機イメージングによる新たな3次元イメージングの可能性を示した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional microscopic imaging through scattering media based on in-line phase-shift digital holography2019

    • 著者名/発表者名
      Kodama Shutaro, Ohta Manami, Ikeda Kanami, Kano Yutaka, Miyamoto Yoko, Osten Wolfgang, Takeda Mitsuo, Watanabe Eriko
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 58 号: 34 ページ: G345-G345

    • DOI

      10.1364/ao.58.00g345

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical correlator-based computational ghost imaging towards high-speed computational ghost imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ayano、Usami Ren、Saito Keisuke、Honda Yasunobu、Ikeda Kanami、Watanabe Eriko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SK ページ: SKKA02-SKKA02

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab2f6b

    • NAID

      210000156786

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] インライン位相シフトデジタルホログラフィによる生体組織背後イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      大田愛美、児玉周太朗、狩野豊、宮本洋子、武田光夫、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第26回画像センシングシンポジウム(SSII2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を利用した光相関計算機イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      和田佑太、斎藤圭佑、永田門、本多康伸、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第26回画像センシングシンポジウム(SSII2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を利用した光相関計算機イメージングの実験評価2020

    • 著者名/発表者名
      本多康伸, 永田門, 和田佑太, 渡邉恵理子
    • 学会等名
      第81回応用物理学会 秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary experimental evaluation of microscopic imaging through thick biological tissues based on in-line phase-shift digital holography using near-infrared light2020

    • 著者名/発表者名
      Manami.Ohta, Shutaro Kodama, Kanami Ikeda, Yutaka Kano, Yoko Miyamoto, Wolfgang Osten, Mitsuo Takeda, and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      BISC2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インライン位相シフトデジタルホログラフィによる生体組織背後の顕微イメージングの基礎評価2020

    • 著者名/発表者名
      大田 愛美, 児玉周太朗、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第14回関東学生研究論文講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Coaxial single-pixel digital holography2019

    • 著者名/発表者名
      Ayano Inoue, Taku Hoshizawa, Keisuke Saito, Yasunobu Honda and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      DHIP2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microscopic 3D imaging through scattering media based on in-line phase-shift digital holography2019

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Kodam,Kanami Ikeda, Yoko Miyamoto, Wolfgang Osten, Mitsuo Takeda and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      Digital Holography and 3-D Imaging 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of reconstructed image quality by optimization of binary random pattern in optical correlator-based computational ghost imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunobu Honda, Ren Usami, Ayano Inoue, Keisuke Saito and Eriko WatanabeImprovement of reconstructed image quality by optimization of binary random pattern in optical correlator-based computational ghost imaging
    • 学会等名
      Information Phontonics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相関計算機ゴーストイメージングにおける多値画像の再構成2019

    • 著者名/発表者名
      本多康伸、斎藤圭佑、猪上綾乃、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第13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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 位相シフトデジタルホログラフィによる生体皮膚背後の顕微イメージングの基礎評価2019

    • 著者名/発表者名
      児玉周太朗、大田愛美、狩野豊、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第20回情報フォトニクス研究グループ研究会(IPG秋合宿)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 相関計算機ゴーストイメージングにおける複素情報の回復法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      本多康伸、斎藤圭佑、猪上綾乃、宇佐美廉、渡邉恵理子
    • 学会等名
      20回情報フォトニクス研究グループ研究会(IPG秋合宿)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] インライン位相シフトデジタルホログラフィによる生体組織背後の顕微イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      児玉周太朗、大田愛美、池田佳奈美、狩野豊、宮本洋子、武田光夫、渡邉恵理子
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] インライン位相シフトデジタルホログラフィを用いた生体組織背後の顕微イメージングにおける散乱媒体の影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      大田愛美、児玉周太朗、池田佳奈美、狩野豊、宮本洋子、武田光夫、渡邉恵理子
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 単一画素検出器を用いた光相関イメージングにおける位相情報の回復2019

    • 著者名/発表者名
      猪上 綾乃,星沢 拓,斎藤 圭佑,本多 康伸,渡邉 恵理子
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Microscopic 3D imaging through scattering media based on in-line phase-shift digital holography2019

    • 著者名/発表者名
      Shutaro Kodam,Kanami Ikeda, Yoko Miyamoto, Wolfgang Osten, Mitsuo Takeda and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      Digital Holography and Three-Dimensional Imaging 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 位相シフトデジタルホログラフィによる拡散板背後の顕微3 次元イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      児玉周太朗, 宇佐美廉、井元克駿、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第13回関東学生研究論文講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光相関器による計算機ゴーストイメージングの基礎評価2019

    • 著者名/発表者名
      本多康伸、宇佐美廉、斎藤圭佑、猪上綾乃、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第13回関東学生研究論文講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Reference Patterns for Optical Correlator-based Computational Ghost Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Ren Usami, Ayano Inoue, Keisuke Saito, Yasunobu Honda, Kanami Ikeda, and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      23rd MICROOPTICS CONFERENCE 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards high-speed computational ghost imaging using holographic optical correlator2018

    • 著者名/発表者名
      Ayano Inoue, Ren Usami, Keisuke Saito, Yasunobu Honda, Kanami Ikeda and Eriko Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Imaging, Sensing, and Optical Memory 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞測定のための定量位相・偏光イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      児玉周太朗、佐竹宏基、高和宏行、干場隆志、渡邉恵理子
    • 学会等名
      第46回画像電子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速計算機ゴーストイメージングに向けた光相関器の実験評価2018

    • 著者名/発表者名
      本多康伸、宇佐美廉、斎藤圭佑、猪上綾乃、池田佳奈美、渡邉恵理子
    • 学会等名
      Optical & Photonics Japan 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 撮像装置およびその撮像方法2020

    • 発明者名
      渡邉恵理子、斎藤圭佑、本多康伸、永田門
    • 権利者名
      電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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