Study on a development of a three-dimensional microscope imaging system by using a liquid crystal lens

• Project/Area Number: 23760301
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Electron device/Electronic equipment
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: KAWAMURA Marenori 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90312694)
• Research Collaborator: OTOMO Kazuo ; SAYAMA Ichiro
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2013: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2011: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 液晶レンズ / 焦点距離 / ３次元顕微鏡 / 局所統計量フィルタ / 合焦位置分布画像 / 合焦点画像 / 焦点可変 / 低電圧駆動 / 3次元顕微鏡システム / 奥行きカメラシステム / 近赤外線 / 統計量フィルタ / 液晶 / レンズ / ３次元顕微鏡システム / 統計量フィルタ処理 / 顕微鏡 / 回転照明

Outline of Final Research Achievements

We propose a three-dimensional microscope imaging system for tuning a focal plane in a depth direction by using a composite objective lens with a liquid crystal (LC) lens without any mechanical movements. The focal length of the microscope imaging system is controlled by applying the voltage to electrodes of the LC lens with circularly hole-patterned electrode and external flat transparent electrode. The captured image of each focal length in the depth direction can be taken by using CMOS camera and ring a light emitting diode (LED) illuminator. The sharp and clear distributions can be derived by automatically selecting the images without highly reflective brightness. The all-focused images and depth mapping properties of the microscopic objects are obtained by processing our proposed image digital filter from contentious focal images.

Research Products

• [Journal Article] ディスプレイ用途を超える液晶の利用の可能性 (2015)
  • Author(s): 河村希典
  • Journal Title: 応用物理 Volume: 84 Pages: 131-136
  • NAID: 130007718685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 3D Microscope System by Using a Liquid Crystal Lens (2013)
  • Author(s): Marenori Kawamura, Eiji Yumoto, Shunsuke Ishikuro
  • Journal Title: International Journal of Optomechatronics Volume: Vol.7 Issue: 3 Pages: 149-159
  • DOI: 10.1080/15599612.2013.807526
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 液晶レンズの最近の研究動向 (2015)
  • Author(s): 河村希典
  • Organizer: 京都光技術研究会
  • Place of Presentation: 京都府中小企業センター
  • Year and Date: 2015-02-20
  • Invited
• [Presentation] 近赤外線波長領域における液晶レンズを用いた特徴抽出 (2014)
  • Author(s): 河村希典，石黒駿介
  • Organizer: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学 札幌キャンパス
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [Presentation] 液晶レンズを用いた奥行情報の特徴抽出 (2014)
  • Author(s): 河村希典，石黒駿介
  • Organizer: 2014年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 島根くにびきメッセ
  • Year and Date: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [Presentation] Feature extraction from multiply focal images by using a liquid crystal lens (2014)
  • Author(s): M. Kawamura and S. Ishikuro
  • Organizer: 25th International Liquid Crystal Conference
  • Place of Presentation: Dublin, Ireland
  • Year and Date: 2014-06-30 – 2014-07-04
• [Presentation] 液晶レンズの研究開発 (2014)
  • Author(s): 河村希典
  • Organizer: 医工連携研究開発セミナー
  • Place of Presentation: 秋田大学
  • Year and Date: 2014-06-18
  • Invited
• [Presentation] 低電圧駆動液晶レンズを用いた撮影画像の特徴抽出 (2014)
  • Author(s): 石黒駿介，西島寿明，河村希典
  • Organizer: 平成２６年東北地区若手研究者研究発表会
  • Place of Presentation: 東北工業大学
• [Presentation] 液晶レンズを用いた多焦点画像からの特徴抽出 (2014)
  • Author(s): 河村希典，石黒駿介
  • Organizer: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 青山学院大学
• [Presentation] 液晶レンズを用いた光測定装置への応用 (2013)
  • Author(s): 河村希典
  • Organizer: 京都光技術研究会
  • Place of Presentation: 京都府中小企業センター
  • Invited
• [Presentation] 3D Microscope System by Using a Liquid Crystal Lens and an LED Ring Illumination (2013)
  • Author(s): M. Kawamura and S. Ishikuro
  • Organizer: The international society for optics and photonics, Liquid crystals XVII
  • Place of Presentation: San Diego, USA
• [Presentation] 低電圧駆動型液晶レンズ及びLEDリング型照明を用いた３次元顕微鏡システム (2013)
  • Author(s): 石黒駿介，河村希典
  • Organizer: 2013年日本液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学 豊中キャンパス
• [Presentation] 可変二重焦点型液晶レンズのレンズ特性 (2013)
  • Author(s): 糸田大輝，河村希典，佐藤進
  • Organizer: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 同志社大学京田辺キャンパス
• [Presentation] 液晶レンズを用いた3次元顕微鏡 (2013)
  • Author(s): 石黒駿介,湯本英治,及川郷志,河村希典
  • Organizer: 固体光源分科会- 発光型／非発光型ディスプレイ合同研究会
  • Place of Presentation: 静岡大学
• [Presentation] 液晶レンズ及びLEDリング型方位照明を用いた顕微鏡システムによる3次元形状測定 (2013)
  • Author(s): 石黒駿介，佐藤翔吾，河村希典
  • Organizer: 2013年 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学
• [Presentation] 液晶素子を用いた顕微鏡合焦画像 (2012)
  • Author(s): 河村希典，湯本英治，石黒駿介
  • Organizer: 2012年秋季 第73回 応用物理学関係連合講演会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
• [Presentation] Three-dimensional imaging system by using a liquid crystal lens (2012)
  • Author(s): M. Kawamura, E. Yumoto and S. Ishikuro
  • Organizer: ISOT 2012 International Symposium on Optomechatronic Technologies
  • Place of Presentation: パリ
• [Presentation] 液晶レンズを用いた顕微鏡システムによる形状測定 (2012)
  • Author(s): 石黒駿介，河村希典
  • Organizer: 第67回応用物理学会東北支部学術講演会
  • Place of Presentation: 東北大学金属材料研究所
• [Presentation] 焦点可変機能を有する液晶素子を用いた3次元画像システム (2012)
  • Author(s): 湯本英治，及川郷志，後藤久志，河村希典
  • Organizer: 照明学会 固体 光源分科会 発光型／非発光型ディスプレイ合同研究会
  • Place of Presentation: 秋田
• [Presentation] 液晶光学デバイスを用いた実体顕微鏡システム (2011)
  • Author(s): 湯本 英治, 及川 郷志，河村 希典
  • Organizer: 2011年液晶学会討論会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Microscope system by using a liquid crystal lens with a variable focal length function (2011)
  • Author(s): M. Kawamura, E. Yumoto and H.Goto
  • Organizer: ISOT 2011 International Symposium on Optomechatronic Technologies
  • Place of Presentation: Hong Kong
• [Presentation] 液晶レンズを用いた顕微鏡システムの収差特性 (2011)
  • Author(s): 及川郷志, 湯本英治, 河村希典
  • Organizer: 第66回東北支部学術講演会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Remarks] 秋田大学工学資源電気電子工学科 光デバイス研究室
  • URL: http://www.ee.akita-u.ac.jp/~liquid-crystal/kawamura/index.html