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2022 Fiscal Year Research-status Report

Study on Drive Control Method for Rapid Attention Point Movement of Liquid Crystal Wide Angle Fovea Sensor

Research Project

Project/Area Number 21K03983
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

清水 創太  芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (20328107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 進  秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (50005401)
河村 希典  秋田大学, 理工学研究科, 教授 (90312694)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsロボティクス / 液晶広角中心窩センサ / メカトロニクス / 液晶レンズ / 注目点移動
Outline of Annual Research Achievements

2年目の取り組みでは,多電極を有する液晶レンズセルを対象として,所望の位置に所望の焦点距離のレンズ効果を発生させる駆動制御手法の考案及び駆動回路の実装を行った.ここでは,注目点に対応する電極を選択的に切り換えることで上記の動作を実現する.加えて,前年度に考案・設計を行った任意の位置にレンズ効果を発生させる無電極液晶レンズセルの駆動制御手法の考案及び駆動回路の実装を併せて行った.以下に,本年度の設計・モデル化フェーズと試作・評価検証フェーズの2つの結果を示す.
設計・モデル化フェーズ:多電極液晶レンズセルの駆動制御手法の考案及び駆動回路の設計を行った.併せて,無電極液晶レンズセルの駆動制御手法の考案及び駆動回路の設計も行った.上記の2方式の液晶レンズセルにおいて,両者ともに凹及び凸のレンズ効果を液晶レンズセル中の1ヶ所に限らず複数箇所同時に実現できるように,駆動制御手法と駆動回路を設計した.これらの手法及び回路の設計のために研究分担者の秋田大学佐藤進名誉教授の協力を得た.
試作・評価検証フェーズ:多電極構造の場合,円形電極数2のとき3つの実効電圧指令値が,円形電極数3のとき4つの実効電圧指令値が必要となる.そのために,本駆動制御を実行する組み込みマイコンをコントローラとした多電極同時駆動可能な駆動回路を試作した.PCから複数の実効電圧指令値をコントローラに与え,各電極に印加する実効電圧値を選択的な切り換えに基づいて,可変値として与えることが出来る.併せて,無電極液晶レンズセルの駆動回路の試作を行った.同時に,研究協力者である秋田大学佐藤進名誉教授と河村希典教授の協力の下,上記の2方式の液晶レンズの仕様を定め,製作に着手した.駆動回路及び液晶レンズセルを構成するための電子部品及び材料を購入するために消耗品費を使用した.また,国内の研究調査のために旅費を使用した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

多電極液晶レンズの駆動制御手法の考案及び駆動回路の試作は順調に進んでいる.また,無電極液晶レンズの駆動制御手法の考案及び駆動回路の試作も順調に進んでいる.ただし,液晶レンズセルの試作の中で技術的に難しい部分があり,そのために,全体として研究はやや遅れていると自己評価している.しかし,代わりに研究分担者らとの議論を通じて,その時間を液晶レンズセルの駆動制御手法の改良に費やし,液晶レンズセルの所望する任意の位置に凹及び凸のレンズ効果を発生させるための多電極構造の液晶レンズセル及び,無電極液晶レンズセルのためのより良い駆動回路の設計を実現出来た.再認識された液晶レンズセル方式の違いによるそれぞれの利点を以下に記す.多電極液晶レンズセルは,他方に比してより大きなエネルギーを与えることが出来るため,電界により大きなレンズパワー生み出すことが可能となる.一方,無電極液晶レンズセルは引き出し線を要しないため,レンズ効果発生時に異方性が生じにくく,光学性能の向上が見込まれる.さらに,多電極液晶レンズセルの選択的な切り換え方式による比較的単純な実効電圧印加時のように,電極位置にレンズ効果発生位置が固定されないため,レンズ効果発生位置をより自由に与えられるようになる.逆に,多電極液晶レンズセルも上記の選択的な切り換え方式を拡張して,複数円形電極に所望の実効電圧を組み合わせて印加することで,レンズ効果発生位置をより自由に与えられるようになる.

Strategy for Future Research Activity

それぞれの駆動回路の試作は既に完了している.上記の2種類の液晶レンズセルの試作を研究分担者の秋田大学河村希典教授の協力の元で実施しているが,試作の中で技術的に難しい部分,特に無電極液晶レンズセルは外部に製作を委託するなどして実現する.さらに,多電極液晶レンズセルの駆動制御手法を現在の切り換え方式から拡張して,レンズ効果発生位置をより自由に与えられるようにしたい.

Causes of Carryover

多電極及び無電極の2種類の液晶レンズセルの試作の中で手作りだと技術的に難しい部分があり,その試作費用が物品費費用として支出できなかったため,次年度使用額が発生した.多電極液晶レンズは引き続き研究分担者の秋田大学河村希典教授の協力の元で実施する.無電極液晶レンズセルは外部に製作を委託することを計画している.

  • Research Products

    (58 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 6 results) Presentation (42 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Genoa/University of Padova(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      University of Genoa/University of Padova
  • [Int'l Joint Research] University of Coimbra(ポルトガル)

    • Country Name
      PORTUGAL
    • Counterpart Institution
      University of Coimbra
  • [Int'l Joint Research] Manchester Metropolitan University(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Manchester Metropolitan University
  • [Int'l Joint Research] California Institute of Technology(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      California Institute of Technology
  • [Journal Article] ReAT: Long Text Encoder Representations with Attention Tokens2023

    • Author(s)
      Kawano Harunori、Shimizu Sota
    • Journal Title

      Proceedings of SII

      Volume: 1 Pages: -

    • DOI

      10.1109/SII55687.2023.10039230

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Audio and Visual Speech Recognition System based on Multi-modal Deep Learning for Multiple Unknown Speakers2023

    • Author(s)
      Hiroki Yamaga, Sota Shimizu
    • Journal Title

      Proceedings of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control

      Volume: 1 Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Brain Waves based on Switching Music Genres using EEG2023

    • Author(s)
      Ryo Hamano, Sota Shimizu, Shin’ichi Ito
    • Journal Title

      Proceedings of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control

      Volume: 1 Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Proposal of Ultrasonic Liquid Crystal Lens which can Change Position of Optical Axis and Focal Length without Any Mechanical Part2023

    • Author(s)
      Sota Shimizu, Keigo Muryobayashi, Ryoya Takewaki, Yumeto Miyauchi, Jose Maias-Lopes, Susumu Sato
    • Journal Title

      Proceedings of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control

      Volume: 1 Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effect of Auditory Stimulation to Task and Presence in Selective Blurred Immersive Environment for VR Sickness Reduction2023

    • Author(s)
      Satoshi Okuno, Sota Shimizu, Alessandro Giuseppe Privitera, Roberto Oboe, Michele Geronazzo
    • Journal Title

      Proceedings of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control

      Volume: 1 Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extension of Undistorted Region of Wide Angle Fovea Image using Projective Transformation2023

    • Author(s)
      Tomoki Takamura, Sota Shimizu, Rikuto Nakamoto, Alessandro Carfi, Fulvio Mastrogiovanni
    • Journal Title

      Proceedings of IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, and Motion Control

      Volume: 1 Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 局所正方格子テストパターンの反復利用による広角中心窩画像の拡張的歪み除去手法2023

    • Author(s)
      高村朋希,清水創太
    • Journal Title

      電気学会論文誌

      Volume: Sec. D, Vol. 143, No. 7 Pages: 採択済

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 2-DOF Haptic Feedback Control Stick for Remote Rover Navigation2022

    • Author(s)
      Yamazaki Tomonori、Shimizu Sota、Mazaki Rikuta、Kurihara Hokuto、Motoi Naoki、Oboe Roberto、Hasebe Nobuyuki、Miyashita Tomoyuki
    • Journal Title

      Proceedings of IECON

      Volume: 1 Pages: -

    • DOI

      10.1109/IECON49645.2022.9968486

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gaze Preference Decision Making Predictor Using RNN Classifier2022

    • Author(s)
      Sato Shumpei、Shimizu Sota、Hamada Koh
    • Journal Title

      Proceedings of IECON

      Volume: 1 Pages: -

    • DOI

      10.1109/IECON49645.2022.9968869

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sidewinder: Snake Robot’s Stereo Vision System for Rescue in Collapsed Debris at Disaster Sites2022

    • Author(s)
      Nakamoto Rikuto、Shimizu Sota、Takamura Tomoki、Carfi Alessandro、Mastrogiovanni Fulvio
    • Journal Title

      Proceedings of IECON

      Volume: 1 Pages: -

    • DOI

      10.1109/IECON49645.2022.9969091

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tornado: Power Assist Suit to Assist Twisting Motion of Lower Back2022

    • Author(s)
      Hirose Motoki、Shimizu Sota、Mazaki Rikuta
    • Journal Title

      Proceedings of IECON

      Volume: 1 Pages: -

    • DOI

      10.1109/IECON49645.2022.9968664

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 脳波を用いた聴取する音楽ジャンル切り替え時の脳波変化の評価2022

    • Author(s)
      浜野凌,清水創太,伊藤伸一
    • Organizer
      2022年電気学会電子・情報・システム部門大会
  • [Presentation] 汎用ドローンを用いた人間の立ち入ることが困難な環境における遠隔計測に基づくカラーポイントクラウドの作成2022

    • Author(s)
      駒形尚也,清水創太,木村建太,七夕高也
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 超高解像度センサの多機能的利用に基づく前方視と全周視を行う蛇型レスキューロボットの開発2022

    • Author(s)
      中本陸人,清水創太,高村朋希
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 腰のひねりサポートを考慮した2自由度パワーアシストスーツの開発2022

    • Author(s)
      廣瀬元輝,清水創太,眞崎陸太
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 探査ローバーの遠隔操縦支援のための2自由度力覚フィードバック操縦桿の開発2022

    • Author(s)
      山崎倫義,清水創太,眞崎陸太,栗原北斗,元井直樹,ロベルト・オボエ,長谷部信行,宮下朋之
    • Organizer
      第40回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 未知の複数話者を対象とした音声と画像によるマルチモーダル音声認識システムの開発2022

    • Author(s)
      山賀大樹,清水創太
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [Presentation] 読書時の視線計測と機械学習に基づく読解速度の推定2022

    • Author(s)
      高瀬美和,清水創太
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [Presentation] 日常英語とビジネス英語の口語的言い換え文の作成2022

    • Author(s)
      滝沢耀介,日高杏子,清水創太
    • Organizer
      2022年電子情報通信学会ソサエティ大会
  • [Presentation] 暗視モード付単眼カメラによる昼間及び夜間に適した特徴抽出に基づくカメラの姿勢推定2022

    • Author(s)
      木村建太,清水創太,七夕高也
    • Organizer
      第80回農業食料工学会年次大会
  • [Presentation] NN内挿補間を用いた低サンプリングレート関節点の高サンプリングレート化2022

    • Author(s)
      飯田航平,清水創太,奥野哲史
    • Organizer
      第27回日本バーチャルリアリティ学会大会
  • [Presentation] 実効電圧制御に基づく液晶ズームレンズの高速応答制御2022

    • Author(s)
      福井つぐみ,清水創太,宮内悠明人,無量林圭吾,竹脇僚哉,佐藤進,河村希典
    • Organizer
      2022年自動車技術会秋季大会
  • [Presentation] 実効電圧フィードバック制御に基づく液晶レンズセルの時間応答性能の評価2022

    • Author(s)
      宮内悠明人,清水創太,福井つぐみ,無量林圭吾,竹脇僚哉,佐藤進,河村希典
    • Organizer
      2022年自動車技術会秋季大会
  • [Presentation] メカニカルな可動部なしに光軸位置及び焦点距離が可変な超音波液晶レンズの開発2022

    • Author(s)
      無量林圭吾,清水創太,福井つぐみ,竹脇僚哉,宮内悠明人,佐藤進,河村希典
    • Organizer
      2022年自動車技術会秋季大会
  • [Presentation] メカニカルな可動部をもたない超音波液晶中心窩センサの開発2022

    • Author(s)
      竹脇僚哉,清水創太,無量林圭吾,福井つぐみ,宮内悠明人,佐藤進,河村希典
    • Organizer
      2022年自動車技術会秋季大会
  • [Presentation] 2-DOF Haptic Feedback Control Stick using Semi-Bilateral Control2022

    • Author(s)
      Tomonori Yamazaki, Sota Shimizu, Rikuta Mazaki, Hokuto Kurihara, Naoki Motoi, Roberto Oboe, Nobuyuki Hasebe, Tomoyuki Miyashita
    • Organizer
      IROS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ultra-Wide-Angle Stereo Vision System for Snake Robot: Sidewinder for Forward and Panoramic Vision Tasks2022

    • Author(s)
      Rikuto Nakamoto, Sota Shimizu, Tomoki Takamura, Alessandro Carfi, Fulvio Mastrogiovanni
    • Organizer
      IROS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2-DOF Power Assist Suit for Lower Back Twisting Motion: Tornade2022

    • Author(s)
      Motoki Hirose, Sota Shimizu, Rikuta Mazaki
    • Organizer
      IROS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Posture Estimation from Crop Lines for Night Planting Robot using A Single Camera with Night Vision Mode2022

    • Author(s)
      Kenta Kimura, Sota Shimizu, Takanari Tanabata
    • Organizer
      IROS2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3相励磁に基づく2自由度ソフトアクチュエータの制御2022

    • Author(s)
      竹脇僚哉,清水創太,栗原北斗
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] ローバーの遠隔バイラテラル制御時の復元力を活かす操縦桿の開発2022

    • Author(s)
      眞﨑陸太,清水創太,山崎倫義,廣瀬元輝,Roberto Oboe,Razvan Andrei Budau Petrea,元井直樹,長谷部信行,宮下朋之
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] バイラテラル制御時の復元力を活かしたローバーの遠隔操縦手法2022

    • Author(s)
      眞﨑陸太,清水創太,山崎倫義,廣瀬元輝,Roberto Oboe,Razvan Andrei Budau Petrea,元井直樹,長谷部信行,宮下朋之
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 海難救助用ドローンのための広角中心窩視覚システム2022

    • Author(s)
      小田哲也,清水創太,高村朋希,中本陸人,Alessandro Carfi,Fulvio Mastrogiovanni
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 干渉縞画像からのコントラストを考慮した液晶レンズの焦点距離推定2022

    • Author(s)
      宮内悠明人,清水創太,竹脇僚哉,長谷部信行,ジョゼ・マティアス・ロペス,河村希典,佐藤進
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 液晶レンズの干渉縞画像からのビジュアルフィードバック制御2022

    • Author(s)
      宮内悠明人,清水創太,竹脇僚哉,長谷部信行,ジョゼ・マティアス・ロペス,河村希典,佐藤進
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 低サンプリングレート関節点から予測されたLSTM外挿補間動作の不自然な自然さの検証2022

    • Author(s)
      飯田航平,清水創太,奥野哲史,Michele Geronazzo,Roberto Oboe
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 聴覚刺激がVR酔い軽減のための選択的ぼかし没入型仮想環境下のタスクとプレゼンスに与える効果2022

    • Author(s)
      奥野哲史,清水創太,飯田航平,Michele Geronazzo,Roberto Oboe, Alessandro Giuseppe Privitera
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] GMMによる近似視注率に基づく視界コントロール2022

    • Author(s)
      高瀬美和,清水創太,森本拓海,奥野哲史,Michele Geronazzo,Roberto Oboe
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] Tabular Dataのための乗算的特徴エンジニアリングTransformer2022

    • Author(s)
      遠藤巧人,清水創太
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 機械学習によるバスケットボールにおける反則行為の検出2022

    • Author(s)
      長谷川景飛,清水創太
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 外乱オブザーバを用いた根掛かりしにくいインテリジェントルアーの開発2022

    • Author(s)
      須永駿太,清水創太,眞崎陸太,元井直樹,Roberto Oboe
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] アテンション及び単文トークンを有する長文エンコード表現2022

    • Author(s)
      河野憲治,清水創太
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 映像からの特徴量を反映させた音声の合成2022

    • Author(s)
      松浦篤史,清水創太
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] ペッパーズゴーストを用いたリアリティのある3次元空間投影2022

    • Author(s)
      加藤真帆,清水創太,佐藤進,Jose Matias-Lopes,長谷部信行,宮下朋之
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] ARと機械学習を用いたリアルなジオラマ画像の生成2022

    • Author(s)
      齋藤和也,清水創太
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 取得時刻に基づく点群更新による環境変化に対応したARグラスの自己位置推定2022

    • Author(s)
      野口遥介,清水創太,高村朋希,Alessandro Carfi,Fulvio Mastrogiovanni
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 路面摩擦係数の推定に基づく制動距離を抑制するブレーキ制御手法2022

    • Author(s)
      藤田悠,清水創太,眞崎陸太,廣瀬元輝,元井直樹,Roberto Oboe,長谷部信行,宮下朋之
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 単眼カメラを用いた日本の田舎道における走行領域推定2022

    • Author(s)
      渡邉舞夕,清水創太,高村朋希,Alessandro Carfi,Fulvio Mastrogiovanni
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 射影変換を用いた広角中心窩画像の歪み除去済み領域の拡張2022

    • Author(s)
      高村朋希,清水創太,中本陸人
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 単眼広角中心窩センサからの複数の焦点距離画像を用いたORB SLAMの提案2022

    • Author(s)
      高村朋希,清水創太,中本陸人,髙瀬美和,小田哲也,Alessandro Carfi,Fulvio Mastrogiovanni
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 暗視モード付単眼カメラによる作物列からのカメラの姿勢推定2022

    • Author(s)
      木村建太,清水創太,高村朋希,中本陸人,駒形尚也,七夕高也
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 超音波液晶レンズによる光軸位置及び焦点距離制御手法2022

    • Author(s)
      無量林圭吾,清水創太,竹脇僚哉,宮内悠明人,Jose Matias-Lopes,長谷部信行,佐藤進
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Presentation] 液晶ズームレンズの高速応答制御のためのハーフブリッジ駆動回路2022

    • Author(s)
      竹脇僚哉,清水創太,宮内悠明人,Jose Matias-Lopes,河村希典,佐藤進
    • Organizer
      令和4年産業計測制御研究会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 液晶レンズ装置及び広角中心窩レンズ装置2022

    • Inventor(s)
      清水創太,無量林圭吾
    • Industrial Property Rights Holder
      清水創太,無量林圭吾
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-093039

URL: 

Published: 2023-12-25  

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