フーリエタイコグラフィー

フーリエタイコグラフィーは、光学顕微鏡に基づいた計算画像化技術であり、さまざまなコヒーレント照明角度で取得された一連の全視野画像からより広い開口数を合成し、^[1]従来の顕微鏡 と比較して解像度が向上します。

各画像は、さまざまな入射角のコヒーレント光源（通常は LED アレイから）の照明下で取得されます。取得された画像セットは、反復位相回復アルゴリズムを使用して結合され、回折限界解像度で最大 10 億ピクセル（ギガピクセル）を含む最終的な高解像度画像が生成され、高い空間帯域幅積が得られます。

フーリエ・タイコグラフィーは、物体の複雑な画像（定量的な位相情報を含む）を再構成しますが、ホログラフィーとは異なり、非干渉画像化技術であるため、実装が容易な場合が多くあります。

「プチコグラフィー」という名前は、古代ギリシャ語の πτυχή (「折りたたむ」という意味で、triptych という言葉にも使われている) に由来しており、この技法はオブジェクトの複数の「ビュー」に基づいていることから付けられました。

画像再構成アルゴリズムは反復位相回復法^[2]に基づいており、これはGerchberg–Saxton アルゴリズムに関連しているか、凸緩和法^{[3]に基づいています。}実空間タイコグラフィーと同様に、位相問題の解決は同じ数学的なシフト不変性制約に依存しますが、フーリエタイコグラフィーでは、後焦点面の回折パターンが後焦点面の開口部に対して移動します。(従来のタイコグラフィーでは、照明が標本に対して移動します。)実空間タイコグラフィーで使用される多くの再構成アルゴリズムは、したがってフーリエタイコグラフィーでも使用され、最も一般的なのは PIE ^{[4] [5]で、ePIE [6]}や 3PIEなどのバリエーションがあります。^[7]これらのアルゴリズムのバリエーションにより、光学系の瞳孔関数の同時再構成が可能になり、 ^[8]顕微鏡対物レンズの収差補正が可能になり、CTスキャンに必要な角度サンプルスキャンを必要とせずに薄いサンプルオブジェクトの3D再構成を可能にする回折トモグラフィー^[9]が可能になります。

フーリエ・タイコグラフィーは、照明源を LED アレイに置き換えることで従来の光学顕微鏡に簡単に実装でき、光学解像度を 2 倍 (明視野照明のみの場合) 以上 (再構成に暗視野画像を含める場合) 向上させることができます。

フーリエタイコグラフィーの主な利点は、解像度を犠牲にすることなく、より低い開口数の顕微鏡対物レンズを使用できることです。より低い開口数を使用すると、視野、焦点深度、作動距離が広くなります。さらに、油浸に頼ることなく、1を超える有効開口数が可能になります。^[10]

フーリエ・タイコグラフィーとは対照的に、（従来の）タイコグラフィーは、焦点要素の役割を対物レンズからコンデンサーに交換し、照明位置の多様性による回折図形の取得に依存しています。しかし、2つの技術はどちらも位相回復手順による物体の角度スペクトルの決定に基づいており、 ^{[11]本質的に同じ情報を再構築します。したがって、フーリエ・タイコグラフィーと従来のタイコグラフィーは、}コヒーレント回折イメージングとフルフィールド顕微鏡法の間の橋渡しを提供します。

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