京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　毎秒200コマ撮影できるハイスピードカメラ4台を同期させて、ヒトや動物などあらゆるものの動きを観察することができます。また、三次元DLT法を用いて空間内の座標を算出して、動きを定量的に評価することができます。

■研究の概要

　Needs to Design
　製品がユーザに提供できる質は、明白に意識され、認識されている問題の解決だけではありません。
　その製品がユーザの心の琴線に触れるためには、ユーザの生活環境、時間的文脈を理解すること、そして、意識下に隠れたニーズを発見し、製品の核としてデザインすることです。
　櫛研究室では、ニーズ発見とそれに引き続く初期段階でのアイデア共有のための手法を研究しています。そして、開発初期段階からの実践的プロセスをサポートします。

■研究の概要

我々の開発した高コントラストX線CTは、いろいろな物の3次元画像を手軽に撮影できます。思いつくまま、いろんなものを撮影しました。
■アプリケーションを探しています！
我々は普段ポリマーサイエンスの研究をしていますが、X線CTの利用分野が広がることが我々の希望です。
分野にとらわれず、なんでも被写体にチャレンジしています。

■研究の概要

生物試料の場合、乾燥の防止や内部組織の固定の目的で、低温環境での測定が欠かせません。我々が研究開発しているX線CT装置は、非常に小型です。500mm(W) x 400mm(D) x600mm(H)であり、小型の真空オーブン程度のサイズです。そのため、少し大きな冷蔵庫に収めることができます。そこで、X線CT装置を冷凍庫内に設置し、低温での観察実験を行いました。
■生体試料の観察に適しています！
デモンストレーションとして、食肉の観察を行い、脂肪の分散の三次元可視化を行いました。図は凍結X線CTによって得られた食肉（国産和牛・肩ロース）の断面像です。
明るい部位は筋肉で、暗い部位は脂肪です。筋肉の繊維に沿って「さし」が入っていることが一目瞭然です。拡大図では、筋肉の繊維や脂肪細胞が判別できます。

■研究の概要

　X線CTは被写体の内部を含む3次元画像を得る非破壊検査方法の一つです。近年、X線CTの空間分解能の向上は目覚ましく、顕微鏡の一種として使える程度になりました。従来、高分子試料はX線に対して透明で、X線CTには向かないと考えられていましたが、我々は高分子試料に最適な高コントラストX線CTの開発に成功しました。染色等の前処理を必要とせず、3ミクロンの空間分解能を達成しています。
　大変簡便な測定で、固体試料であれば、1時間以内に3次元画像が得られます。具体的には、観察に適するように試料を切り出し、測定ホルダにマウントするまで10分以内、撮影に30分、再構成処理に10分程度というスケジュールになります。

■研究の概要

　ナノ粒子は、媒体中に分散され、デバイス化・材料化には、微細間隙中への注入、薄層フィルム成形等の加工工程、さらには固定化工程を経ます。従って、ナノ粒子の媒体中における分散、配列・配向の計測・制御、及び、固定化が極めて重要です。そのような観点から、ナノ粒子複合系における高次構造形成過程のモニタリング手法を開発し、その手法を活用してナノ粒子複合系の高次構造の制御を検討しています。ナノ粒子として、酸化チタン、フラーレン、カーボンナノチューブ等を検討しています。また、有機材料から無機材料、金属材料まで広範囲にわたる検討が可能です。

■研究の概要

　ナノテク支援の電子顕微鏡技術は広く知られています。しかし実際の観察となると目的に応じた試料の作製、観察手法の選択など、クリアしなければならないハードルがたくさんあります。私たちは豊富な経験を生かし、試料の作製から観察・解析まで、対象物の断面ナノ構造を原子・分子のスケールで直視解析する技術を開発・提供し、研究を進めています。

■研究の概要

■目的
3次元情報の高速、実時間計測・獲得
■応用
静止物体、動物体の3次元形状計測、認識、生体、微生物、生細胞に対する3次元顕微鏡、粒子の3次元分布計測、流体の密度、速度の3次元分布計測へ応用できます。超高速3次元力メラへの発展が期待できます。遠隔地で3次元情報を獲得し、インターネットを通して遠隔地での3次元情報観察、測定が期待できます。生物学における新たな3次元観察、流体力学・計測における新3次元計測技術として応用できます。

■研究の概要

■目的
光の伝搬の動画記録・観察、超高速現象の動画記録・観察
■応用
光デバイスの特性評価、超高速現象の観察、科学教育など

■研究の概要

■背景
・3次元情報の実時間計測に対するニーズの高まり
・生細胞の3次元動画像計測に対するニーズの高まり
・3次元構造計測、屈折率分布計測、位相イメージング
・従来技術では奥行き方向の情報取得に走査過程が必要
・微視的領域では奥行き走査間隔が短く瞬時計測が困難
■目的
・面内方向サブμmの3次元情報の瞬時計測
・画像の連続取り込みによる4次元イメージング
・3次元構造と光学特性を同時に瞬時計測
・4次元イメージング装置の開発
・生細胞、微細構造への計測応用
■内容
・レーザを用いて試料の3次元情報を計測します(図1)
・レーザ光を2分し、片側の光を試料に照射します
・他方の光は直接カメラに照射します(参照光)
・試料からの回折光を顕微鏡対物レンズで集めます
・試料の拡大像と参照光が撮像素子面上で干渉します
・干渉縞画像を撮像素子で取込み、計算機へ送ります
・計算機で干渉縞を画像処理します
・所望の奥行き位置の試料の像を計算し、表示します
・図2は1回の撮影より得られた試料のある瞬間の像
・従来デジタルホログラフィック顕微鏡よりも高画質
・位相分布情報により屈折率分布等の光学特性計測可能
・図3は1回の撮影より得られた異なる奥行き位置の像
・瞬時の3次元空間の情報取得、計測、表示が可能
・面内方向サブμm、奥行方向10nmオーダの分解能
・画像連続取り込みにより、4次元イメージング可能
■応用
・生体、微生物、生細胞の3次元動的現象観察
・微細構造の高速検査、実時間検査
・透明物体の構造および欠陥観察
・流体の微視的領域における現象観察
・将来展望
・4次元イメージング顕微鏡装置の開発と生体計測応用
・細胞液の可視化と時間分解3次元解析
・ガラス等透明材料の密度分布計測応用
・製品の微細構造の高速検査応用

https://www.liaison.kit.ac.jp/liaison/db/c05/