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書籍 | 光センシング

光センシング技術資料集
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商品コード: 9784902312188

光センシング技術資料集

販売価格(税込) 15,120 円
ポイント: 151 Pt
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A4変形 約370頁
2006/9/30
バイオフォトニクスを中心に
オプトロニクス社

概要

刊行趣旨

月刊オプトロニクスに掲載された記事の中から光センシング技術に関するものをバイオフォトニクスを中心に構成し直したもので、注目を集めている光センシング技術の応用研究開発事例を数多く収録している。

読者対象

光センシング分野における研究開発、製品開発、営業戦略に関わる方、学生・教育関係者、光センシング技術を活用する全ての方がた。

著者紹介

光センシングに関わる97名の専門家による分担執筆

目次

【ナノバイオフォトニクス】

 ■序論
 ■非線形光学効果を用いた細胞機能の観察と制御
  ◇第2高調波顕微鏡
  ◇生きた細胞の観察
  ◇多光子吸収を利用した細胞の加工と刺激
 ■2光子顕微鏡の生体への応用
  ◇2光子顕微鏡の原理と生物用システム
   ・2光子励起の原理
   ・2光子顕微鏡のシステム構成
  ◇生物系における2光子顕微鏡の利点
  ◇2光子顕微鏡の生体への応用例
   ・観察
   ・生体内タンパク質の不活発化
 ■CARS顕微鏡と生体への応用
  ◇CARSとは?
  ◇高速測定
  ◇高感度極微環境検出
 ■近接場光学顕微鏡と生体の高分解能観察
  ◇近接場光学顕微鏡
  ◇近接場露光技術を用いた高分解能顕微鏡
  ◇生きている生体試料の観察
 ■生体可視化用センサー分子の開発
  ◇亜鉛イオン(Zn)蛍光センサー分子の開発と応用
  ◇合成センサー分子を用いたイノシトール3リン酸のレーザー分子不活化
  ◇蛍光共鳴エネルギー移動を用いたチロシンフォスファターゼ可視化健康センサー分子の開発


【バイオメトリック認証を支える光センシング技術】

 ■総論-バイオメトリック認証技術の最新動向-
  ◇バイオメトリクスとは
   ・バイオメトリック技術の概要と歴史
   ・バイオメトリクスのニーズと市場の動向
  ◇バイオメトリック技術の最近の動き
  ◇ユビキタス時代のバイオメトリックセキュリテイ
  ◇國内外における国際標準化などの動向
  ◇市場動向から想定されるバイオメトリック認証技術のポイント
  ◇今回の特集のポイント
 ■バイオメトリック認証の市場動向
  ◇バイオメトリクス市場の流れ
  ◇各バイオメトリック技術における市場規模の推移
  ◇応用分野(アプリケーション)における市場規模推移
  ◇アンケート調査
 ■指紋センサ 指内散乱光直接読取方式
  ◇読取密度
  ◇指紋センサの読取方式
   ・優れた読取性能の指内散乱光直接読取方式センサ
   ・方式による指紋読取画像例
  ◇一次元的指紋センサ
   ・センサ構造例 
   ・センサの課題
 ■指紋認証におけるセンシング技術
  ◇センシング原理
   ・従来の指紋センサ
   ・指内部特性検出型指紋センサ
  ◇指透過認証装置
   ・センサの構成
   光源の構成/光学系の構成
   ・指紋パターン撮影のための処理
   最適露光制御/指の静止判定/画像の幾何学変換/人工指の検出
   ・特徴点抽出処理・照合処理
 ■虹彩認証センサ/エンジン
  ◇従来の虹彩認証プロセス
   ・眼画像の採取
   ・虹彩部抽出
   ・正規化処理
   ・特徴抽出処理
   ・比較・照合(マッチング)処理
  ◇何故、高コストなのか
  ◇新方式の概要
   ・極座標センサの適用
   ・画像の中心の検出
   ・結像位置制御
   ・光軸可変光学系
   ・特徴抽出
   ・二値コード化
   ・対タンパ性
   ・比較・照合(マッチング)の改良
   ・認証アルゴリズム改良
   ・One-chip化による低コスト化
  ◇次のステップ:識別部品化
  ◇現状と他方式の比較
 ■非接触型手のひら静脈認証技術
  ◇静脈認証
   ・原理 
   ・照明 
   ・認証部位
   ・手のひら静脈認証技術の非接触型化
   ・認証精度
  ◇非接触型手のひら静脈認証技術の適用例
   ・金融ソリューションへの適用例 
   ・入退室管理システムへの適用例
   ・電子情報管理システムへの適用例
  ◇世界への発信
   ・国際標準化 
   ・グローバル展開
 ■バイオメトリック認証の脆弱性と生体検知機能
  ◇本格化しはじめたバイオメトリック認証の利用
  ◇バイオメトリック認証システムとその脆弱性
   ・脆弱性の種類
   ・人工物による生体特徴情報の提示
    指紋/虹彩/静脈パターン
  ◇生体検知
   ・生体検知機能とは
   ・既存の生体検知手法
    皮膚(電機特性/光学特性)/目/血管
  ◇生体検知を巡る今後の課題

【高齢社会と光技術】

 ■光技術と高齢化社会情報からのアプローチ
  ◇高齢社会問題
  ◇光分野からのアプローチ
  ◇光ヒューマンラッピング技術
  ◇薄型画像入力モジュールの携帯情報端末への応用
 ■高齢者の視覚特性
  ◇加齢による視力低下
  ◇加齢による屈折変化
  ◇高齢者の調節、老視の影響
  ◇その他の視機能
 ■埋込型人工視覚デバイス
  ◇パルス周波数変調方式イメージセンサ
   ・基本特性
   ・PFMイメージセンサ
  ◇網膜下埋込型に向けたPFM方式の改良
   ・パルス周波数の外部制御
   ・Biphasicパルス
   ・パルス周波数帯域制限
   最大周波数制限/最小周波数制限/試作回路特性
   ・電流注入回路
  ◇課題
 ■新しい情報通信路を実現する爪への光記録
  ◇爪を用いた情報所持の特徴
  ◇光記録システム
  ◇実験結果
 ■高齢社会へ向けた医用画像処理
  ◇定量的な画像データの取得
  ◇確率密度分布に基づくデータ解析手法
  ◇病理組織標本の顕微鏡画像の解析
  ◇胸部X線画像の解析
  ◇時系列健康診断データの解析
 ■肌の分光反射率画像計測とその応用
  ◇メディカルビジョン:医用画像計測のための光計測・コンピュータビジョン・コンピュータグラフィックス技術の統合
   ・RGB画像からの分光反射率画像の推定
   ・照度差ステレオ法による肌の絶対的な分光反射率の測定
  ◇逆光散乱解析による肌の色素分布推定
   ・肌の分光反射率のモンテカルロシミュレーション(順問題)
   ・逆光散乱解析の結果(逆問題)


【生体機能と光技術】

 ■総論
 ■PETプローブの新合成法と活用
  ◇炭素-炭素結合反応による芳香環上への高速[C]メチル化反応の開発とその応用
  ◇中枢型IP受容体特異的リガンド15R-TICの創製とサルおよびヒト脳内のIPのPET画像化
  ◇アルケニル炭素上への高速[C]メチル化反応の開発
  ◇高速[C-C]メチル化反応の魅力
  ◇PETトレーサー合成に関する今後の展望
 ■非線形光学効果による生体分子イメージング
  ◇はじめに:新しい光学顕微鏡
  ◇第2高調波顕微鏡
  ◇CARS顕微鏡
  ◇近接場CARS顕微鏡
 ■光コヒーレンストモグラフィーによる生体組織の3次元微細イメージング
  ◇臨床応用に向けたOCT計測の高速化
   ・時間領域計測法の限界・より高速、より高感度に
  ◇Full-fieldOCTによる断層撮像
   ・光ビーム走査方式からの離脱・細胞レベルの微細観察
 ■音響
   ・光複合計測
  ◇光音響法を利用した生体計測・診断
  ◇超音波パルスの速度変化を利用した光断層画像
  ◇レーザー打診法を利用した生体組織の各種モニタリング
  ◇レーザー誘起音の治療などへの応用
 ■スポーツ医学・健康増進と光技術
  ◇スポーツ、健康増進が必要とされる社会的背景と当該領域
  で求められる光技術
◇スポーツ医学領域における近赤外分光法を用いた研究の経過
  ◇NIRCWSの測定原理
  ◇NIRSにおける骨格筋測定上の問題点
   ・Mbシグナルの関与 
   ・シグナルと皮下脂肪厚 
   ・運動中の光路長変化
  ◇医療、スポーツ医学、
  健康増進分野で今後必要とされる光による筋代謝測定応用技術
 ■パルスオキシメトリ:その誕生と理論
  ◇オキシメトリ
  ◇パルスオキシメトリ
  ◇パルスオキシメトリの理論の基礎
  ◇基礎実験
  ◇3波長方式
  ◇5波長方式
 ■近赤外分光法による血糖値モニタリング
  ◇近赤外光による血糖計測
   ・近赤外分光法による血糖モニタリング
   ・検量式(検量モデル)の重要性 
   ・血糖値変動にともなう信号の大きさ
  ◇近赤外分光法による血糖値モニターの事例紹介
   ・ICUで用いた血糖モニター
   ・臨床実験


【生体光トモグラフィ・光トポグラフィ -実用化と新たな技術展開-】

 ■総論
  ◇光計測の生体応用
  ◇医療現場のニーズに応える光技術開発
   -生体医用光学(医光学と光医学)-
  ◇二つのトピックス
 ■臨床応用へ向けた光コヒーレンストモグラフィによる顕微診断
  ◇OCTの臨床応用
   ・低コヒーレンス干渉と光断層化像 
   ・OCTによる眼組織の観察
   ・内視鏡配合OCT 
   ・機能イメージング
  ◇3次元顕微観察
  ◇臨床現場での普及
 ■実サイズ光トモグラフィ
  ◇実サイズ光トモグラフィの原理
  ◇測定光学系
  ◇モデル的な多層構造サンプルの実サイズ光トモグラフィ
  ◇生体組織の実サイズ光トモグラフィ
  ◇今後の展望
 ■生体干渉分光トモグラフィ
  ◇低コヒーレンス光源-分光同時計測に向けて-
  ◇内部情報と分光情報の同時計測ー分光トモグラフィー
  ◇干渉分光トモグラフィ
  ◇分散型干渉分光トモグラフィ
  ◇甲殻類の測定結果
 ■光-超音波相互作用を利用した断層イメージング
  ◇透過超音波の光照射による位相変化を摘出する方式
  ◇反射超音波パルスの光照射による到達時間の変化を検出する方式
 ■光トポグラフィの実用化
  ◇各種高次脳機能画像計測法の特長
  ◇光トポグラフィの概要
   ・脳活動の画像計測法
   ・光トポグラフィの安全性
   ・光トポグラフィ装置
  ◇光トポグラフィを用いた脳機能計測と応用分野
 ■マルチチャンネル近赤外分光装置
  ◇近赤外生体酸素モニタ
  ◇マルチチャンネル近赤外生体酸素モニタ
  ◇マルチチャンネル酸素モニタの応用
 ■脳機能計測のための頭部光伝播解析
  ◇脳機能計測と光伝播シミュレーション
   ・光による脳機能計測
   ・モンテカルロ
   ・シミユレーション
  ◇頭部の光伝播シミュレーション
   ・頭部組織の非均質性と光伝播
   ・MRI画像に基づく頭部モデル
 ■拡散光トポグラフィ法による血管造影
  ◇原理
   ・光伝播と拡散反射光
   ・空間積分強度と光路長密度関数との関係
   ・光路長分布関数
  ◇1次元走査による形状計測
   ・実験系 
   ・最大光路長と物体深度との関係αの最適化
   ・スラブ状平板吸収体
  ◇2次元走査による表面形状計測
   ・実験系
   ・3次元吸収物体の表面形状計測
  ◇血管造影への応用
   ・実験系
   ・血管分布の造影
  ◇結論


【テラフォトニクスとその応用】

 ■総論 -テラフォトニクスの歩みとこれから-
  ◇開発の歩み
  ◇モノクロマティックテラヘルツ光源と周辺技術
  ◇テラフォトニクスの展開
 ■リング共振型広帯域波長可変THz波パラメトリック光源
  ◇リング型THz波パラメトリック発振器
   ・THz波パラメトリック発生の原理
   ・高速
   ・ランダム周波数同調方法
   ・広帯域周波数可変リング型テラヘルツ波パラメトリック発振器
  ◇コヒーレントTHz波発振と分光応用6
 ■半導体によるテラヘルツ波の発生
  ◇テラヘルツ電磁波発生法の開発
   ・光からのアプローチ 
   ・電波からのアプローチ
  ◇GaP結晶を用いたテラヘルツ波発生
  ◇GaP周波数掃引光源による生体分子のテラヘルツスペクトル測定
  ◇テラヘルツイメージング技術
 ■有機DAST結晶を用いた広帯域波長可変テラヘルツ波光源
  ◇DASTを用いたDFG
  ◇今後の課題:THz波グレードDAST結晶の開発
 ■テラヘルツ時間領域分光法の基礎
  ◇超短パルス光を用いたテラヘルツ波発生と検出
  ◇時間領域分光
  ◇タンタル酸カリウムの複素誘電率測定
  ◇時間領域全反射減衰分光法
 ■生体関連分子のテラヘルツ時間領域分光
  ◇THz-TDS測定
  ◇実験結果と考察
   ・I-phenylananineとI-tyrosine
   ・ラセミ化合物(Racemiccompound)と
   純粋な鏡像異性体(Enantiomer)
   ・温度依存 
   ・同位体置換
 ■THz分光イメージング
  ◇実験方法
  ◇分光画像の主成分分析
  ◇異なるサンプルの成分パターン計測結果
  ◇成分パターンに含まれるノイズの除去
 ■米国におけるテラヘルツ波研究の動向
  ◇テラヘルツ波光源
  ◇時間領域テラヘルツ波分光
  ◇応用展開


【スペックル計測・ホログラフィ計測】

 ■序論:ホログラフィーとスペックルは兄弟
 ■ESPIを用いた材料評価
  ◇ESPIについて
  ◇適用例
   ・実験方法
   ・引張負荷を受ける再生紙
   ・引張負荷を受ける木材
   ・曲げ負荷を受ける木材
   ・せん断負荷を受ける木材
   ・圧縮負荷を受ける巻貝
 ■デジタルホログラフィと計測への応用
  ◇ホログラフィの原理と歴史
  ◇ホログラフィの問題点とデジタル化
  ◇デジタルホログラフィの歴史と発展
  ◇位相シフトデジタルポログラフィの基本原理
  ◇干渉計測への応用
   ・表面形状の計測
   ・変形測定
   ・物体サイズの拡大
 ■スペックル計測による血流画像化
  ◇眼科用LSFG装置
  ◇最近のLSFGシステムの利用例
 ■スペックル統計干渉法による高精度ひずみ計測
  ◇統計的干渉法の原理
  ◇実験
 ■長い空間相関を持つスペックル
  ◇フラクタルスペックル
   ・相関長が定まらないスペックル
   ・生成光学系
   ・Dによる空間相関の制御
  ◇非回折スペックル
   ・非回折ビーム
   ・軸方向に極めて長いスペックル
   ・移動量計測


【ブロードバンド光シンセサイザ(光コムとその応用)】

 ■超高安定性フェムト秒ファイバーレザ
  ◇フェムト秒ファイバレーザの利点
  ◇イムラフェムト秒ファイバレーザ:フェムトライト
  ◇フェムト秒パルスの光ファイバ増幅技術
  ◇超高安定化技術
 ■光の周波数を測る
  ◇光周波数計測の基礎技術
   ・広帯域光コムの発生
・レーザの周波数を測る
  ◇光周波数計測技術の通信帯への応用
  ◇光周波数計測システムの開発
   ・光周波数計測システムの測定原理とシステム構成
   ・光通信帯光周波数基準の開発
   ・波長計を併用した光周波数測定方式(モード間隔数Nの検出)
   ・自動測定オペレーションの開発
 ■ブロードバンド光による固体屈折率計測
  ◇タンデム型低コヒーレンス干渉計を利用した群屈折率測定法
   ・原理
   ・実験
  ◇発展光学系
  ◇群屈折率分散測定
 ■超短パルスレーザーの開発とナノ構造物質への応用
  ◇超短パルスレーザー広帯域測定装置の開発
   ・超短パルスレーザーの開発 
   ・マルチチャンネル分光系の開発
  ◇超短パルス分光への応用
   ・ポリジアセチレン
   ・J会合体
   ・タロシアニン
   ・オリゴチオフェン
   ・アゾベンゼン
   ・ポルフィリン誘導体
 ■光コムによるヨウ素分子超微細構造の測定
  ◇ヨウ素分子の超微細構造
   ・532nm波長域のヨウ素分子吸収線
   ・ヨウ素分子吸収線の超微細構造
  ◇ヨウ素分子による光周波数標準及び光周波数計測
  ◇ヨウ素分子超微細定数の決定


【広ダイナミックレンジ・イメージセンサ】

 ■総論 ー広ダイナミックレンジ・イメージセンサの開発動向ー
 ■CMOSイメージセンサの高S/N、広ダイナミックレンジ技術
  ◇高S/N(Signal/Noise)デバイス技術
  ◇画素回路
  ◇センサアナログ回路
  ◇センサ機能
   ・画素加算
   ・広ダイナミックレンジモード
 ■一眼レフ用広ダイナミックレンジ撮像素子の開発
  ◇広ダイナミックレンジ撮像の原理とその課題
  ◇一眼レフ用撮像素子の光学特性に関する課題
  ◇スーパーCCDハニカムSR・の光学特性
  ◇スーパーCCDハニカムSR・のS/N
 ■LIN/LOG自動切替型広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサ
  ◇LIN/LOG自動切替型センサの光電変換特性
  ◇LIN/LOG自動切替の原理
  ◇LIN/LOG自動切替型の優位点
  ◇画素構成例と試作センサ諸特性
 ■複数露光時間信号の合成による広ダイナミックレンジイメージセンサ
  ◇ダイナミックレンジ拡大の原理
  ◇複数回露光によるダイナミックレンジCMOSイメージセンサ
   ・回路構成
   ・多段階分解能積分型A/D変換器
   ・ディジタル積分・ディジタルメモリ
  ◇プロトタイプセンサと測定結果
   ・プロトタイプ広ダイナミックレンジイメージセンサ
   ・広ダイナミックレンジ撮像
 ■適応型広ダイナミックレンジカメラの開発
  ◇広ダイナミックレンジ化への課題
   ・眼の特性
   ・イメージセンサの課題
  ◇適応型広ダイナミックレンジ化の提案
   ・構成 
   ・適応型広ダイナミックレンジ化への方式 
   ・回路構成
  ◇結果
   ・撮像実験 
   ・フィールドテストの結果
 ■光シンセサイザの出現
 ■高品位フェムト秒光コムと光周波数シンセサイザ
  ◇ファイバーレーザによる全ファイバ光コムシステムの開発
  ◇光コムを用いた光周波数シンセサイザの開発
 ■高品位非線形ファイバ技術
  ◇非線形特性
  ◇安定化
  ◇実用性向上

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