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2020 年度 実績報告書

時間超解像ディジタルホログラフィック動画像計測システムの創成

研究課題

研究課題/領域番号 19K15461
研究機関千葉大学

研究代表者

角江 崇  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (40634580)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードホログラフィ / 高速度イメージング / 3次元計測
研究実績の概要

光波の強度情報だけでなく位相情報も計測可能なディジタルホログラフィは,顕微鏡下における動物体の3次元計測への応用が大きく期待される技術である。本研究課題ではイメージセンサの性能限界を超える撮影速度での計測を可能にする,時間超解像ディジタルホログラフィを提案,実証することを目的とした。提案手法はホログラムの周波数多重記録に基づく。ホログラム記録時の参照光の入射角度を高速に変調させるために,本研究課題では音響光学変調器を利用した。音響光学変調器のスイッチング機能により,異なる入射角度を有した二種類の参照光を,異なる時刻に生成した。各参照光により,それぞれ異なる干渉縞周波数を有したホログラムが形成される。参照光の変調速度をイメージセンサの記録速度の2倍に設定すると,イメージセンサで一回露光している間に,二種類のホログラムが積算されて撮像される。このホログラムをフーリエ変換により周波数解析すると,干渉縞周波数に応じて異なる位置に周波数スペクトルのピークが現れるため,フィルタ処理により分離できる。分離した角周波数スペクトル分布を逆フーリエ変換すれば,異なる干渉縞周波数を有した二種類のホログラムを再構成できる。つまり,一度の露光にもかかわらず,異なる時刻に形成された二種類のホログラムを取得できる。提案手法の原理検証として,毎秒10コマで撮影可能なイメージセンサを利用した。音響光学変調器により時間幅50マイクロ秒で切り出されたパルス状の参照光を,周波数20Hz,つまりイメージセンサの記録速度の2倍にてホログラムを記録した。等速で回転する円分度器を被写体とし,円分度器の目盛りの変化から提案手法の記録速度を見積もった。得られたホログラムに対する再構成計算により得られた動画像の再生速度が毎秒20コマに相当していたことから,提案手法の実証に成功し,ホログラムの時間超解像記録を実現できた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 その他

すべて 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [学会発表] 音響光学変調器を用いた時間超解像ディジタルホログラフィの実証2021

    • 著者名/発表者名
      安齋亘,角江崇,下馬場朋禄,伊藤智義
    • 学会等名
      情報フォトニクス研究会第15回関東学生研究論文講演会
  • [備考]

    • URL

      http://www.te.chiba-u.jp/lab/brains/t-kakue/

  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/t-kakue

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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