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超高分解能観察の実現に向けた近接場光位相共役によるサブ波長ピッチ空間変調照明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0403
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
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) 2019 – 2023
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワード近接場光学 / 位相共役 / 散乱レンズ / 構造化照明 / 顕微鏡 / レーザー干渉計 / 空間位相変調器 / 波面整形 / 空間光変調器 / 波面制御 / Profilometry / 近接場 / デジタル光位相共役 / FDTD法 / エバネッセント波 / 光位相共役 / デジタル位相共役鏡 / 位相シフト干渉法 / SLM / 波面計測 / 光イメージング / 超解像
研究成果の概要

研究期間全体を通じて、本研究課題である近接場光位相共役による集光パターン生成技術についてFDTDシミュレーションによる理論検討を実施した。シミュレーションにおいては実機に即したパラメータセッティングを用いた。更に、デジタル光位相共役鏡のプロトタイプの開発、散乱レンズによる高分解能光パターニング手法の提案、波面最適化に基づいた微弱光用位相共役技術の開発、を行った。最終年度後半は、清華大学精密機器工程系の訪問教員として、空間光変調器による波面制御とレーザー干渉計を組み合わせることによって、微細構造を有する表面の高分解能計測に関する研究開発を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題における主要な研究成果である近接場光位相共役散乱レンズによる集光パターン生成技術とその集光パターンを顕微鏡観察のための構造化照明に応用する技術は、生命科学における細胞や分子の高分解能観察に利用可能であると共に、光遺伝学における細胞操作技術として有用である。また、本研究課題の研究成果は、半導体や精密部品の製造分野においても、マイクロ光造形による加工技術、光学顕微鏡や光干渉計による検査・計測技術、光ピンセット法によるマニピュレーション技術、として有用である。これらの事柄は学術的にも社会的にも意義深い。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 清華大学(中国)2023

    • 年月日
      2023-08-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Super-resolution and Optical Phase Retrieval Using Ptychographic Structured Illumination Microscopy2024

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

      International Journal of Precision Engineering and Manufacturing

      巻: 24

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rational Generalized Trigonometric Curve: Rationalization of Generalized Trigonometric Curve2023

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro T. Miura, R.U. Gobithaasan, Md Yushalify Misro, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 20 ページ: 225-233

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 三次元顕微計測に基づいたマイクロ形状モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      臼杵深
    • 雑誌名

      光学

      巻: 51 ページ: 512-516

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defective judgment for automotive wire harness using convolutional neural network2021

    • 著者名/発表者名
      Tadatoshi Sekine, Hiromi Itaya, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 12 ページ: 924-929

    • DOI

      10.1587/comex.2021COL0038

    • NAID

      130008123952

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 一般化三角関数曲線とそのスプライン化2021

    • 著者名/発表者名
      MIURA Kenjiro T.、GOBITHAASAN Rudrusamy U.、SEKINE Tadatoshi、USUKI Shin
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 87 号: 904 ページ: 21-00154-21-00154

    • DOI

      10.1299/transjsme.21-00154

    • NAID

      130008134741

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Uniqueness Theorem on the Shape of Free-form Curves Defined by Three Control Points2021

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro T. Miura, Dan Wang, R.U. Gobithaasan, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 19 ページ: 293-305

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ek-curves: Controlled Local Curvature Extrema2021

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro T. Miura, R.U. Gobithaasan, Peter Salvi, Dan Wang, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki, Jun-ichi Inoguchi, Kenji Kajiwara
    • 雑誌名

      The Visual Computer

      巻: - 号: 8 ページ: 2723-2738

    • DOI

      10.1007/s00371-021-02149-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interpolation of Point Sequences with Extremum of Curvature by Log-aesthetic Curves with G2 continuity2020

    • 著者名/発表者名
      Dan Wang, R.U. Gobithaasan, Tadatoshi Sekine, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design and Applications

      巻: 18 ページ: 399-410

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] τ-curve -Introduction of Cusps to Aesthetic Curves2020

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

      Journal of Computational Design and Engineering

      巻: 7 ページ: 155-164

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 近接場光散乱レンズの開発-波面制御による光散乱抑制-2024

    • 著者名/発表者名
      吉武春陽, 疋田雅裕, 臼杵深, 三浦憲二郎, 關根惟敏
    • 学会等名
      2024年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Super-resolution and Optical Phase Retrieval using Ptychographic Structured Illumination Microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Keichi Kuwae, Shin Usuki, Tadatoshi Sekine and Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      THE 15th INTERNATIONAL SYMPOSIUM OF MEASUREMENT TECHNOLOGY AND INTELLIGENT INSTRUMENTS
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A new light-field microscope system for high-resolution 3D bio-imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Reiji Yagi, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura, Tadatoshi Sekine, Takuma Sugi
    • 学会等名
      The 9th International Conference of Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] tochastic Modeling and Analysis of Automotive Wire Harness Based on Machine Learning and Polynomial Chaos Method2022

    • 著者名/発表者名
      Tadatoshi Sekine, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      EMC Europe 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Judgment of Automotive Wire Harness Based on Convolutional Neural Network2022

    • 著者名/発表者名
      Tadatoshi Sekine, Hiromi Itaya, Shin Usuki, Kenjiro T. Miura
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on EMC+SIPI 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] タイコグラフィーに基づいた定量位相顕微鏡の研究開発と計測応用2022

    • 著者名/発表者名
      桑江慶地, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2022年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Poisson Disk Samplingによる点群生成とそれらを用いたメッシュ生成2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺龍之介, 北澤弘幸, 關根惟敏, 臼杵深, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2022年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 微細構造を利用した光位相共役レンズの開発2022

    • 著者名/発表者名
      吉武春陽, 小野田寛太, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2022年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ライトフィールド顕微鏡による三次元計測2021

    • 著者名/発表者名
      臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎, 執行航希, 杉拓磨
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第42回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物試料の三次元計測のためのライトフィールド顕微鏡の開発-画素ずらしによる高分解能化と蛍光観察-2021

    • 著者名/発表者名
      臼杵深,關根惟敏,三浦憲二郎,前岡遥花,執行航希,杉拓磨
    • 学会等名
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分解能光パターニングのための散乱波面計測2021

    • 著者名/発表者名
      小野田寛大, 佐瀬優志, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      2021年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 近接場位相共役レンズによるパターニング2020

    • 著者名/発表者名
      小野田寛大, 佐瀬優志, 臼杵深, 關根惟敏, 三浦憲二郎
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光位相共役を用いたサブ波長集光についての研究:デジタル位相共役鏡の構築2019

    • 著者名/発表者名
      佐瀬優志, 奈田 晃, 關根惟敏,臼杵深,三浦憲二郎
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-02-06   更新日: 2025-01-30  

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