| 研究課題/領域番号 |
19H02056
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
小山 大介 同志社大学, 理工学部, 教授 (50401518)
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| 研究分担者 |
松川 真美 同志社大学, 理工学部, 教授 (60288602)
江本 顕雄 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任講師 (80509662)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 超音波 / 液晶 / レンズ / 光計測 / 手振れ補正 / 光デバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スキャナの様な一般的な光走査型光学機器では，アクチュエータによってミラーを回転・移動させて光を走査するが，走査速度および走査範囲の限界はこの機械的性能によって決定される．本研究では，超音波によって液晶分子の配向を変化させることにより，光を空間的・時間的に高速制御する技術，およびそれを用いた高機能光音響デバイスについて検討する．第一に，超音波が液晶配向に与える影響について，その物理メカニズムを明らかにする．第二に，本技術を応用した光デバイスを開発する．第三に，本デバイスを利用して高速光計測技術へ展開する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，超音波による液晶配向技術および，本技術の光計測への応用について検討した．研究結果として，超音波振動と液晶分子配向の関係性について定量的に評価した．具体的な光学デバイスとして，超音波によって焦点距離を制御可能な液晶可変焦点レンズを開発した．レンズへの入力信号によって，レンズ径の拡大・縮小，レンズ径方向も含めた３次元内の焦点位置制御を実現した．さらに液晶レンズのみならず，ゲル材料を用いることにより，人間の眼の機構を模倣した，自身の形状を変化することにより焦点距離を制御可能なゲルレンズの開発を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カメラやスキャナの様な光学デバイスではレンズやミラーの様な光を屈折，集光，反射する光学素子を移動，回転させることによって光を時間的，空間的に制御している．今後スマートフォンなどの電子デバイスの小型・薄型化や車載用モニタリングデバイスへの応用を考えた場合，これらの機械的可動部の存在はデメリットと言える．本研究では光学素子の位置を動かすことなく，その屈折率分布を超音波と液晶を用いて高速に変化することにより，同じ光学的機能をより小型・薄型な構造で実現する手法について検討した．
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