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生産・加工現場での高分解能観察を可能にする低コヒーレンス干渉型変調照明顕微鏡

研究課題

研究課題/領域番号 16H06063
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生産工学・加工学
研究機関静岡大学

研究代表者

臼杵 深  静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60508191)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード構造化照明 / 超解像 / 表面微細パターン / 空間位相変調器 / フーリエタイコグラフィー / ライトフィールド / デコンボリューション / 低コヒーレンス干渉 / 非蛍光観察 / 空間光位相変調器 / 光学顕微鏡 / コンピューテーショナルイメージング / モアレ / スパース性 / 空間サンプリング / 位相計測 / optics / microscopy / measurement / inspection / structured illumination
研究成果の概要

低コヒーレンス干渉型構造化照明顕微鏡を開発した.振動や温度ドリフトが存在する状況においても回折限界を超える高分解能を達成した.表面微細パターンの非蛍光観察においても高分解能化することが出来た一方で,アーチファクトの発生やパターンのピッチ誤差といった計測手法としての実用化における問題が確認された.フーリエタイコグラフィーに基づいた空間周波数の逐次的更新アルゴリズムの導入,空間光位相変調器による構造化照明の制御により問題を解決した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

振動ノイズに強く,工業利用も可能な構造化照明顕微鏡を開発した.従来の光学顕微鏡の2倍の高分解能観察が可能な構造化照明顕微鏡は,格子状照明を動かしながら取得した画像と照明の位置情報をコンピューター処理して対象物の画像を再現する.生物蛍光観察用として実用化されているが,製造現場では振動や温度変化などの影響で利用が困難であった.そこで,スーパールミネッセントダイオードという特殊な光源を用いて構造化照明を制御することで,振動や温度変化など外部環境の影響を受けない高分解能観察を可能にした.小型,高精度化が進む光学素子の検査,蛍光色素を使えない生物試料など幅広い観察対象に利用できる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] High-resolution nonfluorescent imaging with structured illumination for patterned surface measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Usuki Shin、Shibata Gaku、Miura Kenjiro Takai
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology

      巻: - 号: 8 ページ: 084003-084003

    • DOI

      10.1088/1361-6501/ab85d7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] G1 Hermite Interpolating with Discrete Log-aesthetic Curves and Surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yagi, Sho Suzuki, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 17 ページ: 607-620

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Log-aesthetic Space Curve Based on Similarity Geometry2019

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro T. Miura, Sho Suzuki, R.U. Gobithaasan, Shin Usuki
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 16 ページ: 79-88

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 人工関節表層メッシュ構造の生成 -幾何形状の回転対称性を利用したABF法の改良-2018

    • 著者名/発表者名
      中村優人, 鈴木晶, 臼杵深, 北澤弘幸, 三浦憲二郎
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 84 ページ: 731-737

    • NAID

      130006434295

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acquisition of Disaster Emergency Information Using a Terrain Database by Flying Robots2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuki Miyazaki, Takafumi Hirano, Takaaki Kobayashi, Yoshihiro Imai, Shin Usuki, Yuichi Kobayashi, Kenji Terabayashi, Kenjiro T. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 30 ページ: 443-452

    • NAID

      130007405722

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrasound modulated laser confocal feedback imaging inside turbid media2018

    • 著者名/発表者名
      Kaiyi Zhu, Yueyue Lu, Shulian Zhang, Haowen Ruan, Shin Usuki, Yidong Tan
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 ページ: 1207-1210

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Reconstruction by Time-Domain Optical Coherence Tomography Microscope with Improved Measurement Range2017

    • 著者名/発表者名
      S. Usuki, K. Tamaki, K. T. Miura
    • 雑誌名

      International Journal of Automation Technology

      巻: 11 ページ: 787-794

    • NAID

      130007505954

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Log-aesthetic flow governed by heat conduction equations, Computer-Aided Design and Appications2017

    • 著者名/発表者名
      K. T. Miura, S. Suzuki, R.U. Gobithaasan, P. Salvi, and S. Usuki
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Appications

      巻: 14 ページ: 227-233

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 構造化照明によるライトフィールド再構成-超解像と位相回復を実現するアルゴリズム-2020

    • 著者名/発表者名
      小澤英明, 小野田寛大, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] High-resolution non-fluorescent imaging with structured illumination for patterned surface measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Gaku Shibata, Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      ISMTII2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of patterned surfaces with non-fluorescent structured illumination microscope2019

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki, Gaku Shibata and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light-field acquisition and super-resolution with structured illumination2019

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      BISC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microscope image matching in scope of multi-resolution observation system2019

    • 著者名/発表者名
      Evan H. E. Putranto, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      Electronic Imaging 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparse deconvolution of structured illumination microscope image2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Kondo, Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Nano Electronics Research and Education (ICNERE) Joint Svmposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sparse deconvolution non-fluorescent imaging with structured illumination microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Hirohito Kondo, Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      ICPE2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution non-fluorescent imaging with low-coherence interference structured illumination microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki, Gaku Shibata and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      ASPE2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational microscopy toward light-field acquisition and super-resolution2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      ISOM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造化照明顕微法における試料回転とその効果の検証2018

    • 著者名/発表者名
      柴田岳, 臼杵深, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2018年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 測定範囲を拡張したOCT顕微鏡による反射面の立体形状計測2017

    • 著者名/発表者名
      臼杵深, 玉木克明, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ライトフィールド顕微鏡 -超解像技術との組み合わせと応用-2017

    • 著者名/発表者名
      臼杵深
    • 学会等名
      第11回NIBBバイオイメージングフォーラム
    • 発表場所
      自然科学研究機構基礎生物学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2017-02-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Super-resolution light field microscope and its application2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki
    • 学会等名
      MSCEIS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-coherence Interference Wide-field Optical Microscopy with Improved Axial Measurement Range2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki, Katsuaki Tamaki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      ISMTII 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light Field Microscopy Combined with Super-resolution Techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Usuki, Yoshitake Tani, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      JSAP-OSA Joint Symposia in the 78th JSAP Autumn Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Improving spatial resolution of the light field microscope with Fourier ptychography2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Tani, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Forming spatial resolution of intermediate level microscopy images for continuous zooming transition on multi-resolution processing system2017

    • 著者名/発表者名
      Evan H. E. Putranto, Tomohiro Suzuki, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-coherence interference structured illuminationmicroscopy with a fringe measurement system2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Terao, Tomohiro Takada, Shin Usuki and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      16th International Conference on Precision Engineering
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 静岡大学教員データベース - 教員個別情報 : 臼杵 深 (USUKI SHIN)

    • URL

      https://tdb.shizuoka.ac.jp/RDB/public/Default2.aspx?id=10728&l=0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [産業財産権] 観察システム2016

    • 発明者名
      臼杵深, 高田智裕
    • 権利者名
      臼杵深, 高田智裕
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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