Jitter reduction techniques for high-range precision time-of-flight range imagers
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19H02194
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
Keita Yasutomi 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (50621661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯久保 正弘 東北大学, 歯学研究科, 教授 (80302157)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | Time-of-Flight / イメージセンサ / 3次元計測 / 距離撮像装置 / ３次元計測 / 工業計測 / 歯科応用 |
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| Outline of Research at the Start |
光飛行時間型(Time-of-Flight: TOF)による距離撮像カメラは、距離分解能（距離精度）が数ミリメートルと乏しく、物体認識用途に限られている。この距離分解能を数10マイクロメートルまで高めることができれば、計測分野への応用展開が可能となり、TOF法の強みである小
型・高速性を享受した新たな3次元計測デバイスの創出につながる。本研究では、現在距離分解能を律速する要因となっているゲート信号の時間ゆらぎ(ジッタ)を低減する手法を確立し、TOF距離撮像装置としての極限的な距離分解能達成を追究する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, for achieving the extremely high range precision using time-of-flight (TOF) range imagers, we have proposed and demonstrated jitter reduction techniques to reduce column-driver jitters, which is the dominant factor in range precision.
The first technique, DRPS, uses an additional light source to generate a column-parallel reference. It has demonstrated a range precision of 52um (single frame) and 27um (10 frames average). The second technique, CI-RPS, uses pseudo photocurrent generated by charge injection. CI-RPS does not require additional light sources and any optical components. The prototype chip has demonstrated a range precision of 55um (single frame) and 38um (10 frames average).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光の飛行時間（TOF: Time-of-Flight)を利用した距離イメージングは、リアルタイム処理や装置の小型化、安価なシステムの構築などから、ジェスチャや物体の「認識」のために開発されている．これを「計測」のための応用まで広げるためには，TOF距離撮像素子の距離精度の改善が欠かせない．本研究では，50umを超える距離精度を実現するためのTOF距離撮像素子のジッタ低減手法を提供するものである．
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Report
(4 results)
Research Products
(15 results)
