自然光デジタルホログラフィー

  • #3次元顕微鏡
  • #3次元測距
  • #監視カメラ
  • #表面検査装置

特徴・優位性

  • 自然光を用いた単眼3次元測距、フルカラー3次元動画計測が可能
  • 位相情報による透明3次元物体の定量的可視化・計測が可能
  • 既存の測定機器に光学ユニットを接続してホログラフィー測定の機能を付加
  • 偏光を加えた多次元画像同時計測

用途・応用分野

  • 顕微鏡、カメラ、波面センサー、測距等の各種画像測定システムに適用
  • サブミクロン分解能の蛍光・定量位相顕微鏡
  • 多次元(3次元、位相、波長、偏光)動画測定と分析
実証実験中

概要

物理空間のあらゆる事象・視覚情報を多次元的に、精密に計測する自然光デジタルホログラフィー技術、システム、光学ユニットを研究開発しています。

自然光デジタルホログラフィーを用いて、単眼3次元測距、フルカラー3次元動画計測、位相情報による透明3次元物体の定量的可視化・計測、波長や偏光を加えた多次元画像同時計測を行えます。カメラのフレームレートで動画測定できるため、多数の物体に対する高速3次元動画測定(1,000fps以上)に展開できます。

太陽光や一般照明光でホログラフィー測定を行えるため、デジタル画像測定を行うあらゆる場面で活用できます。例えば、3次元写真画像測定、測距等の各種カメラシステム、高分解能波面センサー、3次元的にサブミクロン分解能の蛍光・定量位相顕微鏡、望遠鏡、多次元センサー等の応用展開が見込まれます。(2025年6月19日更新)

左から、変更フィルタ、複屈折レンズまたは液晶SLM等の2光波生成素子、複屈折位相変調素子、フルカラー偏光イメージセンサ、信号処理ユニット、再生像出力ユニットで構成
自然照明光を適用できるデジタルホログラフィーシステムの構成
実際の写真3点
試作カメラ(左)と、集積化による手のひらサイズの光学システム(中央)、指先サイズの光学システム(右)
実際の画像。左は奥の建物、右は手前の柵がくっきりと見える
太陽光フルカラーホログラフィー測定を通じて、各奥行の合焦像を計算機で復元した結果。左は奥、右は手前の物体の合焦像を再生
実際の撮影画像。ユニットは全長300mm、50mm径程度のレンズ等で構成。測定結果画像は細胞群がクリアに撮影されている
LEDホログラフィー光学ユニット(上)とHeLa細胞群の定量位相3次元測定結果の例(下)

関連情報

担当部門

電磁波研究所 電磁波先進研究センター デジタル光学基盤研究室

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