月刊OPTRONICS

バイオメディカルフォトニクスの現状と将来

防衛医科大学校 菊地 眞

医療技術・機器は過去半世紀に亘って目覚しい進歩・発展を遂げている。図1はAmerican Institute for Medicaland Biological Engineering(AIMBE)が選出した過去半世紀における医学・医療に多大に貢献した医用技術・機器を示すものだが,1980年代にレーザ手術が挙げられている。それ以降のバイオメディカルフォトニクスの貢献も多く,図2に示すような光学計測・診断技術が実用化されている。特に今世紀に入ると,医学分野では分子生物学が,また工学分野ではナノテクノロジーが著しく発展したことから,図3 に示すように数nm 〜 10 μm程度が医工学の注目対象領域になっており,光の波長が重なることから,今後のバイオメディカルフォトニクスへの期待の大きさが理解できよう。・・・(続きは本誌で)

二次元カメラを用いたタイムドメイン光コヒーレンストモグラフィーの展開

山形大学 佐藤 学,渡部 裕輝

生体分子を直接視るレーザー顕微鏡

大阪大学 藤田 克昌

17 世紀初期ロバート・フックが自作の顕微鏡を用いて細胞を発見して以来,光学顕微鏡はミクロ/ナノスケールでの生体活動を観察するツールとして活躍してきた。生体分子の機能解明が重要視される昨今においても,一分子蛍光イメージング技術や近接場光顕微鏡の発展により,光を用いた新しい分子観察法が発展している。生きたまま細胞内の生体分子を観察できるのは光学顕微鏡のみであり,今後も光学顕微鏡は生命機能の解明において不可欠な要素である。・・・(続きは本誌で)

近赤外ラマン分光法を用いたがん診断

浜松ホトニクス(株) 岡崎 茂俊

厚生労働省の統計によると,日本人の死因は悪性新生物,いわゆる「がん」がトップであり,さらに国立がんセンターの最新がん統計によると,年間約32 万人が「がん」で死亡している(2004 年)ことがわかる。医療が発達し,早期発見・早期治療の効果で昔は「不治の病」とされた「がん」も,5 年生存率は高くなってきたが,まだまだ多くの方がこの病で死亡しているのが現状である。発見が早ければそれだけ5 年生存率が高くなり予後も良好のようであるが,そのためには早くがんを見つけることが重要となる。一般的には,定期的な健康診断の一環として大腸がん(便潜血検査),肺がん(胸部X線検査)や胃がん(いわゆるバリウム検査)が行われ,なにか異常があれば即精密検査となる。また,近年はX線CT やMRI,FDG-PET などのイメージング技術を組み合わせたがん検診が行われており,これまで発見できなかった早期のがんが見つかるようになってきた。しかし,これらの検診で「がん」が確定診断されるわけではない。というのは,がんの確定診断は現在,主に病理組織診断により行われるからである。実際にはこれらの検診等で異常があった人の異常部位から組織を採取して診断するのである。例えば,胃や大腸などの管空組織において異常があった場合は,内視鏡を用いて肉眼的診断を行い,がんの疑いがあると思われる患部組織を内視鏡を通した鉗子により生検を行う。この組織を病理医が病理組織診断を行い,その診断結果次第でがんが確定されることになる。しかしこの方法は,多くの操作を経るため時間がかかり,また,判定の難しい症例では臨床医の経験と判断にゆだねられている。そこで,このような医師の経験に基づく診断方法に加えて,該当組織,細胞の情報を客観的な手法,例えば分光学的手法により取得できると,非侵襲的かつ高精度の診断が達成でき,早期診断,早期手術による患者のQOL の向上につなげる事ができると考えられる。がんは,突然変異や感染など生化学的な過程により発病,進行することから,病変細胞には特異的な分子組成の変化が付随すると考えられる。この病変細胞に特異的な分子成分を,ラマン分光法という手法を用いて検出し,診断に役立てようという試みが数多く成されている。・・・(続きは本誌で)

レーザーのドラッグデリバリーシステム(DDS)への応用:遺伝子導入を中心に

防衛医科大学校 佐藤 俊一,佐藤 泰司,齋藤 大蔵

光ファイバ先端発振型中赤外固体レーザーの治療応用

テルモ(株) 大森 繁

半導体レーザー励起固体レーザー(DPSS : DiodePumped Solid-State Laser)の1 種であるマイクロチップレーザー1, 2)は,KTP を用いたグリーンレーザーや近赤外のパルス光源として広く応用されているが,医療用途としては,低出力レーザー治療(LLLT : Low LevelLaser Therapy)や分析用のプローブ光等への応用可能性はあるものの,外科手術へ適用した報告は見られない。外科手術には,一般的にWオーダーの光出力が必要であることと,光ファイバ導光が前提となることが多く,レーザー発振部の小型化が必ずしも必須条件とはならないからである。・・・(続きは本誌で)

どうなる!? 32nm以降の露光プロセス技術

微細化が加速の一途を辿る半導体デバイス。その牽引役はこれまでDRAMやMPUだったが,現在ではNAND型フラッシュメモリが引っ張っている。最先端のデバイスは現在,回路線幅65nm までのものが量産化に至っている。今年からは線幅45nmプロセス品の量産がいよいよ始まる。2009年には線幅43-40nmプロセス品の量産も控えていて,さらに2010年後半から2011年には線幅32nmプロセス品の量産も始まるとされている。現在,この線幅32nm以降に向けてのプロセス技術の開発が,半導体デバイスメーカ,半導体関連装置・材料メーカによって本格化している・・・(続きは本誌で)

FTTHの躍進を陰で支える光ファイバ融着接続機

総務省の発表によれば,2007年12月末のブロードバンド契約者数のうちFTTHの契約者数は1,132万件となり,341万件だった2005年6月末からわずか2年半のうちに約3.3倍となる急成長を見せている。今や日本は名実ともにFTTH大国としての基礎を築きつつあると言えよう。FTTHの普及には,光源や伝送損失の少ない光ファイバといった各種デバイスの開発が注目を集めるとともに,その実用化に際しても大きな役割を果たしてきた。その一方で,光ファイバ敷設の現場では,最小限の伝送損失で光ファイバ同士を接続する技術の開発が進められてきた。・・・(続きは本誌で)

入出力デバイスとして注目を集めるタッチ機能付きLCD

いまや表示デバイスの主流は,フラットパネルディスプレイ(FPD)だ。中でも液晶ディスプレイ(LCD)はテレビ用途を始め,多くの機器の表示性能を支えるデバイスとしてその重要な役割を担うようになった。LCDはまた,それ自体に様々な機能を付加することで,機器のユーザインタフェースを実現するデバイスとしての機能も果たすようになってきた。その一つが,タッチ機能を持ったLCDだ。タッチ機能を持ったLCDの代表が,タッチパネル付LCDだ。これは入力や画面のスクロールなど制御するデバイス(タッチパネル)をLCD の表面に張り合わせたもの。・・・(続きは本誌で)

応用は進むのか?「見えない」デジタルコード

肉眼では「見えない」または「見ることが困難」なデジタルコードの開発・応用が進められている。子供の頃,みかんの果汁を使った「あぶりだし」をして遊んだ経験のある方もいると思うが,これはそのデジタル版とも言える技術だ。現代の「あぶりだし」はデジタル・ステガノグラフィと呼ばれており,主に印刷物上に隠匿されたデータを,スキャナやデジタルカメラ等で読み出し,専用ソフトで内容を解析する。データを隠匿する方式は様々だが,印刷物の出所を記すことで流出データの追跡を行なうセキュリティ用途,印刷物からWebにリンクする手助けをするメディア変換ツール等が研究・開発されている。・・・(続きは本誌で)

フォトニクス国際会議 OFC/NFOEC2008参加報告

(有)グローバル・ファイバオプティックス 梶岡 博

IT市場ウォッチング 第86回 組込みソフト市場の動向

(株)野村総合研究所 藤浪 啓

本稿では光通信技術の高速化,画像処理技術の高度化など光技術の技術革新を牽引している組込みソフトの市場動向に関して概観する。今まで組込みソフトの開発規模拡大を牽引したのは携帯電話端末であった。新機種が出るたびに新しい機能の搭載やスペックの向上が進み,端末開発のソフトウェア開発規模はここ5 年の間に5 倍に増大した。端末の開発コストの半分以上をソフトウェアが占めるようになり,ピーク時には1 機種あたりの開発コストは100 億円を超えると言われた。・・・(続きは本誌で)

発明・特許のこぼれ話 第5回 パテント・トロール

SMK(株) 鴫原 正義

パテント･トロールという言葉を時々耳にすることがあります。例えば,現在世界で唯一「先発明主義」を踏襲している米国が「先願主義」へ移行するか…,という話題が取り沙汰されていますが,パテント･トロール絡みでの紆余曲折があって揉めているとの話も聞きます。米国では,下院の知的所有権委員会が取りまとめた“Patent Act of 2005"と言われる特許法改正法案が2005年に提出されましたが改正までには至っていません。・・・(続きは本誌で)

光の研究コミュニティ -技術進展を支える光関連研究会/グループ- 第57回

(社)日本分光学会 テラヘルツ分光部会
日本電信電話(株) 味戸克裕
福井大学 谷 正彦

テラヘルツ(THz)分光部会は(社)日本分光学会の専門部会の一つで,日本における唯一のTHz分光に関する学術団体として2005年度に設立されました。テラヘルツ分光はその光源,検出技術が急速な進歩をとげ,吸収・分散スペクトルを利用した生体分子の同定・イメージングや電子材料の物性評価,THz電磁波の高い透過性を利用した非破壊計測など各種応用が展開されつつあります。本専門部会は自由な議論と情報交換の場を提供することで,テラヘルツ分光に関する学術と技術の発展および若手の育成に寄与することを目的としており,これまでにTHz分光に関する講習会やシンポジウムなどを実施しています。・・・(続きは本誌で)

事例に学ぶ光・電子分野の知的財産 第5回 知的財産高等裁判所特別部の取扱事件

職業能力開発総合大学校 西澤 紘一
(独)雇用・能力開発機構 千葉センター 櫻井 博行

20世紀末のわが国は,いわゆる「バブル崩壊」に象徴される未曾有の経済不況に見舞われた。結果的に約10年間は,不況を克服できず,政治・経済改革も停滞した。この間に見るべく発展がなく大切な10年を空費してしまったとの揶揄的表現が「失われた10年」ということになろう。かかる経済不況を示す資料(事案)は極めて多く,これの列挙は困難であるが,最も簡便な理解を提供するものとして筆者はIMDの国際競争力ランキングに依拠することが多い。以下,これとわが国の知的財産政策の関連について略述する。・・・(続きは本誌で)

21世紀を切り開く機能性単結晶の基礎と応用 第13回 SiC単結晶の溶液成長

住友金属工業(株) 亀井 一人, 楠 一彦, 矢代 将斉, 岡田 信宏, 田中 努

省エネでコンパクトなパワーデバイスやGaNなどの窒化物系半導体にかかわる発光デバイス,高周波デバイス基板としてSiC単結晶ウエハの開発が進んでいる。用途により必要とされる結晶多形や電気特性は様々であるが,大面積かつ高品質な単結晶基板が要求されることは言うまでもない。現在では,昇華法を中心に開発が進展しているが品質など解決すべき課題は多い。一方でSiC単結晶の育成法には融液からの結晶育成技術の一つである溶液成長があり注目を集め始めている。・・・(続きは本誌で)

USA Today 第5回 今年のOFC はサンディエゴ(Part2)

Optomarketing USA 中島 和宏

先月の当コラムにて開催前の会場と付近の様子をご紹介したOFC(Optical Fiber Communication Conference & EXPO)であるが,今回は稚拙ながら筆者の所感をご報告したい。独特の雰囲気を持つサンディエゴの港に会場を移したOFC,いかにもカリフォルニアらしい青い空の下で展示会三日間,学会五日間が開催された。主催はOSA(OpticalSociety of America),IEEE Communications とIEEE LEOS(Laserand Electro-Optics Society)の協賛である。・・・(続きは本誌で)

技術士PLAZA 第5回 「常識力」を高めよう

原技術士事務所 原 眞一

製品の主要部は目標がはっきりしていることが多い。仕様が完璧でない場合でも方向は明らかである。しかしながら「製品の欠点」は漠としている。上記の例から「スイッチを良く検討すること」と言ったところで一部にしか役に立たない。スイッチ以外にも「単純な故障」はある。これらの欠点を除くには,製品に関係する電気,機械,化学その他全ての技術的な課題を察知して製品化の前に解決する必要がある。一般的に技術者はそれぞれの専門を持ち,その方面では世界的に伍していくだけの実力を持った方が多い。しかし,その方々がひとつの製品に関係する全ての技術について世界的な実力があることはまずありえない。私自身も薄膜微細加工が主で電機や機械は素人である。しかし製品を作るためには自分の専門外に踏み込んで設計するか少なくとも方針を決定する必要に迫られる。このとき,いかにして欠陥を減らすかが課題となる。ここで役立つのがその人の「常識」である。この程度あれば大丈夫とか,この構造だと怪しいとかいう感覚である。・・・(続きは本誌で)

基礎からの量子光学 第29回 共振器量子電気力学入門

東京大学 岩本 敏

光技術の研究開発・特許動向?/技術別に見る最新情報 第125回 拡散反射技術

嶋本国際特許事務所 嶋本 久寿弥太

調査される材料の特性に応じて入射光が変調されるシステムの中で,散乱,すなわち拡散反射(国際特許分類: G01N21/47)は,1992年から2007年にかけての16年間に468社(日本企業347社,個人12名,外国企業109社)が参入し,そのうち産学協同又は単独で登場した大学は,浜松医科大学,九州大学,大阪産業大学,北海道大学,京都大学,広島大学が知られ,外国では,アメリカのエモリーユニバーシティ,英国のケンブリッジ大学テクニカルサービス,ザ・ユニバーシティコートグラスコー,ユニバーシティ・オブ・サザンプトン,香港のシティユニバーシティ・オブ・香港などが知られる。・・・(続きは本誌で)

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HEAD LINE NEWS

DATA ROOM

▼ガラス製光ファイバ・ケーブル輸出量,26ヶ月連続のプラス
▼CCDの生産実績,34ヶ月連続のプラス
▼民生用電子機器国内出荷金額,対前年同月比109.0%の2,248億円
▼FTTHの加入数,順調に推移

PHOTONICS SPECTRA

▼Zygo,Solvisionを買収
▼IPGがBTの特許100個を購入
▼Agilent,Till Photonicsを買収

CALENDAR

EVENTS

▼平成19年度 極端紫外線(EUV)露光技術 研究成果報告会
▼月刊オプトロニクス特別セミナー シリコンフォトニクスの最新動向と今後の展望
▼ナノフォトニクス総合的展開オープンセミナー
▼第41回光波センシング技術研究会講演会「セキュリティと光波センシング」
▼第33回光学シンポジウム「光学システム・光学素子の設計,製作,評価を中心として」
▼2008年レーザー学会東京支部セミナー第19回「若手技術者のためのレーザー応用セミナー」
▼PHOTOMECHANICS 2008
▼ポジショニングEXPO 2008,VISION Japan 2008,光源 2008,顕微鏡EXPO 2008

PRODUCTS INFORMATION

　少子化に歯止めがかかっていないようです。出生率は相変わらず1.3％台のままで，我が国の高齢化は確実に進んでいます。内閣府の平成19年度版・高齢社会白書によると2006年の65歳以上の高齢者人口は前年の2,567万人から過去最高の2,660万人になり，総人口に占める割合（高齢化率）は前年の20.1％から20.8％に上がっています。

　高齢者人口は，このまま行くと2012年に3,000万人を超え，2018年には3,500万人，2042年には3,863万人になると言われています。高齢化率は2055年に40.5％まで上がり，国民の2.5人に1人が65歳以上の高齢者となる社会が到来すると予測されています。

　このような状況の中，人々の健康を守るための診断や治療といった医療の高度化が求められています。今月号の特集では，光技術の医療分野への応用としてバイオメディカルフォトニクス分野の研究にスポットライトをあてました。本分野の研究は多岐に渡っており，今回の特集で取り上げることが出来たのは，あくまでその一部，今後も注目していきたいと思っています。

　ダボス会議の主催で知られる世界経済フォーラムが，競争力向上に向けた各国におけるIT活用の度合いなどを評価した2007〜08年版「世界IT報告書」を発表しました（4月10日付フジサンケイビジネスアイ）。

　発表によりますと，残念ながら日本の順位は前年の14位から19位にランクダウンしてしまいました。この手の格付けは，出て来た結果をそのまま受け取って良いものかどうか，何時も悩むところなのですが，やはり気になるというのが人情です。ちなみにベストテンを見ますと1位がデンマークで，2位がスェーデン，3位スイス，以下米国，シンガポール，フィンランド，オランダ，アイスランド，韓国，ノルウェーという順番になっています。日本は香港（11位）や台湾（17位）より低いという結果になりました。

　分野別順位を見ますと，日本はITの準備状況分野では「ブロードバンド通信サービスの費用」で1位，「企業の研究開発投資」で3位，IT環境分野においては「科学者・エンジニアの人材獲得」で2位などと評価が高かったのですが，その一方で「税率」では91位，「教育への支出」で85位など，低い評価となっています。またIT活用状況分野においても，企業部門の評価が高かったのに対し，政府の取り組みに対する評価は総じて低く，どうもこのあたりが順位に影響しているようです。

　行政機関へのITの導入や活用の推進は，ずいぶん前から指摘されていると思うのですが，これがなかなか進んでいないという評価なのでしょうか。IT導入に関しても言えますが，物事にはプラスの面とマイナスの面の両面があります。マイナスの面に目がいってしまう傾向の人も確実にいるでしょう。その気持ちも分からないではないのですが，国民の生活向上というプラスの面にも注目をして欲しいと思います。

編集長　川尻 多加志

6月号 特集『周期構造を有する光学系の新展開(仮題)』

▼周期系の光学入門
▼ホログラフィック光学素子を用いたディスプレイ
▼微細構造素子
▼3次元周期構造としてのフォトニック結晶
▼プラズモニック・メタマテリアル
▼擬似位相整合とSHG
▼SSG-DBRレーザとOCTへの応用

(都合により，内容に変更のある場合があります。)