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本研究の第1の目的は、過去の科研費の交付による「能動型画像処理方式による結像光学系収差除去・補正」に関わる研究をベースにして、光学顕微鏡、電子顕微鏡に適用可能できる実用的な無収差焦点深度拡大暗視野顕微鏡技術を開発する所にある。また第2の目的は非線形結像画像の解釈(試料自体の本質的な情報である複素透過率と観察画像との対応)を目的とした非線形結像現象解析である。
これらの目的に添って平成13年度においてはまず過去の研究で行った3次元結像解析をベースとして、非線形結像現象を組み入れた一般化3次元結像理論の構築とシミュレーションプログラムの作成を行った。上記と並行して、デフォーカス制御機構を装備した無収差焦点深度拡大暗視野顕微鏡の設計・試作を行うとともに、制御・処理ハードウエアー・ソフトウエアーの製作・開発を行った。平成14年度では主として焦点移動平均法に基づく焦点拡大無収差顕微鏡法の実用性の評価が実施された。前年度の非線形結像現象3次元解析とシミュレーションの結果によれば、動的ホローコーン照明を利用して無収差焦点深度拡大処理を適用することで、暗視野像においても、振幅像・位相像の分離検出が可能になると結論されている。今年度の実用性評価では、回転不変型波面収差である球面収差については良好な除去結果を得た。しかし、振幅像・位相像の分離検出に関しては、わずかのデフォーカス外れが悪影響を及ぼすなど、実用上極めて薄い試料に限られることが判明した。目下、収集画像に対する処理アルゴリズムの改善によってより良い分離検出が可能かどうか、シミュレーション、実験の両面から検討を行っている段階である。暗視野顕微鏡に類似した結像特性をもつ蛍光顕微鏡やエミッション(自己発光)顕微鏡に対しても今回の無収差焦点深度拡大顕微鏡手法が適用可能である。今後、これらへの適用に関する実用性検討が重要課題であると考えている。
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