無添加蓄光現象の高速撮像による動的蓄光マーカーの創生とその応用

无添加剂磷光现象高速成像动态磷光标记的创建及其应用

• 批准号: 20H04204
• 负责人: 早川 智彦
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Tokyo University of Science (2023)The University of Tokyo (2020-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04204/
• 关键词: 動的蓄光マーカー; 無添加蓄光現象; トラッキング; バイオイメージング; 光軸制御; 高速ビジョン; 蓄光現象; ガルバノミラー; サーモカメラ; 紫外光レーザー; 可視光レーザー; 燐光

無添加素材に生じる燐光について，化学分野での状況について調査を行ったところ，現象としては散発的に報告されている現象だということが明らかになった．一方で，本研究が目指すトラッキング応用については工学的に実装された事例が見当たらないことから，新規性が担保されていることも確認することができた．その上で，トラッキング応用の応用範囲を広げるため，観察に利用する高速ビジョンに燐光のスペクトル分布に最適化したフィルタを装着し，精度向上を目指し，各素材に紫外線照射を行った後の燐光のスペクトルを計測することで，ピーク波長を明らかにした.ただし，シャープなピークではないことがわかり，光量不足に陥る懸念があるため，イメージインテンシファイアによる高感度化や長時間露光も同時に検討する方が良いことを明らかにした．また，動的蓄光マーカーをバイオイメージングへ応用できるか検証するため，動物の剥製をリニアアクチュエータで動かしている状況で，対象のトラッキングを行った．通常移動速度が速く，貼り付け・埋め込みマーカーが困難な生体である鳥類の剥製（すずめ）を入手し，実験を行い，トラッキング可能であることを確かめた．さらに，前年度までの成果を発展させ，画角拡張に関する光軸制御技術や光軸制御を利用したインフラ点検手法の研究に取り組み，2件とも国際論文誌に採択されただけでなく，関連技術の外部発表を積極的に行った結果，解説論文に1件採択された．その他，マーカーを使用したトラッキングと比較するため，トンネル壁面環境を模した構造物にバーコード状のパターンを含むマーカーを貼り付け，トラッキングを行ったところ，画像処理が必要になるものの良好なトラッキング精度が得られる見込みだとわかった．

当我们研究化学领域中无添加剂材料中发生磷光的状况时，我们发现这种现象只是零星报道。另一方面，我们能够确认本研究中针对的跟踪应用程序的新颖性得到保证，因为没有以工程方式实现的示例。此外，为了扩大跟踪应用范围，我们在用于观察的高速视觉系统上安装了针对磷光光谱分布进行优化的滤光片，旨在提高用紫外线照射每种材料后磷光的准确性通过测量光谱，我们找到了峰值波长。但是，发现峰值并不尖锐，并且担心光强度不足，因此我们也会考虑使用图像增强器来提高灵敏度，并且。很明显，同时长时间曝光效果更好。此外，为了验证动态发光标记是否可以应用于生物成像，我们在使用线性致动器移动毛绒动物的同时跟踪它。我们获得了一只毛绒鸟（麻雀），通常移动速度很快，很难在其上附着或嵌入标记，并进行了实验以确认跟踪是可能的。此外，我们在去年取得的成果的基础上进行了扩展，致力于研究扩大视角的光轴控制技术和利用光轴控制的基础设施检查方法，我们的两个项目不仅被国际期刊接收，以及相关技术 由于外部积极的展示，一篇论文被选为解释性论文。此外，为了与使用标记的跟踪进行比较，我们将包含类似条形码图案的标记粘贴在模拟隧道壁环境的结构上并进行跟踪，结果表明，尽管需要图像处理，但获得了良好的跟踪精度。我们可以期望得到 .

项目成果

【大臣賞】時速100km走行での覆工コンクリート高解像度変状検出手法

[部长奖] 100km/h行驶时混凝土衬砌高分辨率变形检测方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 早川智彦; 望戸雄史; 石川正俊; 大西偉允; 亀岡弘之
• 通讯作者: 亀岡弘之

Motion-blur Compensation System Using a Rotated Acrylic Cube with Visual Feedback

使用带有视觉反馈的旋转亚克力立方体的运动模糊补偿系统

• 发表时间: 2020
• 作者: Tomohiko Hayakawa; Haruka Nakane;Masatoshi Ishikawa
• 通讯作者: Masatoshi Ishikawa

Hybrid surface measuring system for motion-blur compensation and focus adjustment using a deformable mirror

使用可变形镜进行运动模糊补偿和焦点调整的混合表面测量系统

• DOI: 10.1364/ao.442987
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 1.9
• 作者: Kenichi Murakami; Tomohiko Hayakawa; Masatoshi Ishikawa
• 通讯作者: Masatoshi Ishikawa

処理システム、マーキング方法、当該方法において検出されるマーカー、及びマーキングプログラム

处理系统、标记方法、该方法检测到的标记以及标记程序

• 发表时间: 2020

Hybrid surface measuring system for motion-blur compensation and focus adjustment using a deformable mirror

使用可变形镜进行运动模糊补偿和焦点调整的混合表面测量系统

• DOI: 10.1364/ao.442987
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 1.9
• 作者: Kenichi Murakami; Tomohiko Hayakawa; Masatoshi Ishikawa
• 通讯作者: Masatoshi Ishikawa