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超音波による液晶配向制御と高速マイクロ光デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 16K14204
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関同志社大学

研究代表者

小山 大介  同志社大学, 理工学部, 教授 (50401518)

研究分担者 中村 健太郎  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20242315)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード超音波 / 液晶 / レンズ / 光デバイス / 分子配向 / レンズアレイ / たわみ振動 / 音響放射力 / 応用光学
研究成果の概要

本研究では超音波による液晶配向制御技術について検討した.液晶と超音波振動子を組み合わせたデバイスを作製し,超音波が液晶配向に与える影響を実験的に評価した.デバイスへの入力電気信号によって液晶配向変化を時間的・空間的に制御することに成功した.また本手法を利用した可変焦点レンズを開発した.レンズ内の液晶分子配向は入力電気信号によって制御可能であり,機械的可動部を持たない薄型の可変焦点レンズの開発に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって,超音波が液晶分子配向に与える影響の一部が明らかとなった.この技術を利用した可変焦点レンズでは,アクチュエータなどの機械的可動部が不要であり,大幅な薄型化が可能であるため.今後携帯電話等への搭載を考えた場合,デバイス全体の小型・薄型化に貢献できる.また,その高速応答性を利用することによって,今後体内診断技術などに利用可能な高速マイクロ光デバイスへの発展が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 極薄液晶レンズの作製とその車載カメラへの応用の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      小山大介
    • 雑誌名

      Material Stage

      巻: 19 ページ: 19-23

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Ultrasound liquid crystal lens2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yuki、Koyama Daisuke、Fukui Marina、Emoto Akira、Nakamura Kentaro、Matsukawa Mami
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 16 ページ: 161104-161104

    • DOI

      10.1063/1.5027131

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic pattern of liquid crystal molecular orientation induced by ultrasound vibrations2017

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yuki、Koyama Daisuke、Taniguchi Satoki、Emoto Akira、Nakamura Kentaro、Matsukawa Mami
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 111 号: 23 ページ: 231101-231101

    • DOI

      10.1063/1.5010213

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 液晶種類が超音波型光学レンズに及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      福井鞠奈, 原田裕生, 小山大介, 江本顕雄, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      2019年1月電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波制御型液晶デバイスの光学特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      原田裕生, 福井鞠奈, 安井寛和, 小山大介, 松川真美, 中村健太郎
    • 学会等名
      2019年1月電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variable-Focus Lens Using Ultrasound Vibration2018

    • 著者名/発表者名
      D. Koyama
    • 学会等名
      The 7th Asia-Pacific Optical Sensors Conference
    • 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] Control and Evaluation of Liquid Crystal Molecules using Ultrasound Vibration2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, D. Koyama, H. Yasui, M. Fukui, Y. Shimizu, Y. Shibagaki, M. Matsukawa
    • 学会等名
      176th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波振動を用いたネマチック液晶分子の配向制御と評価2018

    • 著者名/発表者名
      原田裕生, 小山大介, 松川真美
    • 学会等名
      第61回光波センシング技術研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波型液晶レンズの光学特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      福井鞠奈, 小山大介, 中村健太郎, 江本顕雄, 松川真美
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波による液晶レンズの焦点制御2018

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 小山大介, 福井鞠奈, 江本顕雄, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      電子情報通信学会 超音波研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Focus control of a liquid crystal lens using ultrasound vibration2017

    • 著者名/発表者名
      D. Koyama, Y. Shimizu, Y. Harada, M. Fukui, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      2017 International Congress on Ultrasonics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Focus control in the radial direction using an ultrasound liquid crystal lens2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, D. Koyama, Y. Harada, A. Emoto, M. Matsukawa
    • 学会等名
      174th Meeting of the Acoustical Society of America
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid crystal variable-focus lens using acoustic radiation force2017

    • 著者名/発表者名
      D. Koyama, Y. Shimizu, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variable-focus liquid crystal lens using ultrasound vibration2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, D. Koyama, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      2017 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波による液晶可変焦点レンズ2017

    • 著者名/発表者名
      福井鞠奈, 清水裕貴, 小山大介, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      第20回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波の放射力を利用した可変焦点光学レンズ2017

    • 著者名/発表者名
      小山大介
    • 学会等名
      第163回電子セラミック・プロセス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超音波振動を利用した可変焦点液晶レンズ2017

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 小山大介, 江本顕雄, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波による液晶中の屈折率パターン制御2016

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 小山大介, 江本顕雄, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      第58回光波センシング技術研究会
    • 発表場所
      東京理科大学 神楽坂校舎 森戸記念館,東京
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Focus control of a nematic liquid crystal cell using ultrasound vibration2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, D. Koyama, S. Taniguchi, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of liquid crystal molecular orientation by acoustic radiation force2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, D. Koyama, S. Taniguchi, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      2016 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 発表場所
      Vinci International Convention Center, Tours, France
    • 年月日
      2016-09-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] たわみ定在波を用いたnematic液晶分子の2次元配向制御2016

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 谷口聡紀, 江本顕雄, 小山大介, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      日本音響学会2016年秋季研究発表会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス,富山市,富山
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波振動を用いたネマチック液晶の配向制御2016

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 小山大介, 谷口聡紀, 江本顕雄, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      2016年日本液晶学会討論会
    • 発表場所
      大阪工業大学大宮キャンパス,大阪市,大阪
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical variable-focus lens using acoustic radiation force2016

    • 著者名/発表者名
      D. Koyama, Y. Shimizu, S. Taniguchi, A. Emoto, K. Nakamura, M. Matsukawa
    • 学会等名
      International workshop on piezoelectric materials and applications in actuators & Energy conversion materials and devices 2016
    • 発表場所
      Seogwipo KAL Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2次元たわみ振動モードを用いたネマティック液晶セルの透過光制御2016

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 谷口聡紀, 江本顕雄, 小山大介, 中村健太郎, 松川真美
    • 学会等名
      2016年度非線形音響研究会
    • 発表場所
      軽井沢研修所,北佐久郡,長野
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 同志社大学理工学部超音波エレクトロニクス・応用計測研究室

    • URL

      https://use.doshisha.ac.jp/Welcome2.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 液晶可変焦点レンズおよび焦点距離制御方法2016

    • 発明者名
      小山 大介 ,清水 裕貴
    • 権利者名
      学校法人同志社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016
    • 取得年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 液晶分子配向制御方法および液晶デバイス2016

    • 発明者名
      小山大介, 清水裕貴, 谷口聡紀
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-162033
    • 出願年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 液晶分子配向制御方法および液晶デバイス2016

    • 発明者名
      小山大介, 清水裕貴,
    • 権利者名
      同志社大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-236802
    • 出願年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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