画素内圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサに関する研究
| Project/Area Number |
15J10262
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Electron device/Electronic equipment
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
望月 風太 静岡大学, 自然科学系教育部, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | CMOSイメージセンサ / 超高速撮影 / 圧縮センシング / 超高速撮像 / コンピュテーショナルイメージング / 超高速イメージセンサ / 圧縮サンプリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
画素内時間圧縮型マルチアパーチャ超高速イメージセンサ（以下、MA高速センサ）を用いたToF距離画像撮影を実験により実証した。2015年度で既に1つのパスのみを考慮した実証を行ったが，本年度はマルチパス光が発生する環境下での実験を行った．実験では測定対象物(鏡)と超高速カメラの間にアクリル板を置くことで，物体反射光とは別にアクリル板で光が反射しマルチパス光となる．超高速カメラとしては，本研究で開発したマルチアパーチャ方式の超高速イメージセンサを用いた．距離分解能0.75m，距離レンジ24mで，物体反射光とマルチパス光の分離を実現した．本実験結果は” Optics & Photonics Japan 2017”にて発表した．
続いて像面マルチアパーチャ方式画素内時間圧縮型超高速イメージセンサ（以下、FPMA高速センサ）のシミュレーション検証を行った。FPMA高速センサでは、MA高速センサと異なりシングルアパーチャで超高速撮影が可能である。シミュレーション検証により、主に最適な画素ブロック構成の検討を行った。その結果，画素内に多くの蓄積部数を持つほど、多くのフレーム数を高い再構成精度で撮影できることが明らかになった．
FPMA高速センサの試作を行った。センサは2×2のサブ画素で構成する画素ブロックを持ち，各サブ画素は任意のシャッタパターンで発生電荷を高速変調する．画素には試験的に2種類のLEFMを用い，それぞれ3つか4つの蓄積部を持つ．シミュレーション上では，どちらも1 ns以下の時間分解能が実現できた．また，シャッタパターンを生成する回路も新たに設計した．こちらはシミュレーション上で最大1 GHz (1 Gfps相当)以上の速度で動作した．本試作センサにより，1 Gfps以上の超高速撮影が実現できることが期待される．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
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[Presentation] Ultra-high-speed computational CMOS image sensor2016
Author(s)
Futa Mochizuki, Keiichiro Kagawa, Shin-ichiro Okihara, Min-Woong Seo, Bo Zhang, Taishi Takasawa, Keita Yasutomi, and Shoji Kawahito
Organizer
2016 International Symposium toward the Future of Advanced Researches in Shizuoka University
Place of Presentation
静岡大学(静岡県浜松市)
Year and Date
2016-03-03
Related Report
Int'l Joint Research
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