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Compact omnidirectional lensless camera by sparse image sensors and compressive sensing

Research Project

Project/Area Number 20K21808
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中村 友哉  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (70756709)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 笹川 清隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50392725)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsコンピュテーショナルイメージング / レンズレスカメラ / イメージセンサ / 広視野 / CMOSイメージセンサ / 圧縮センシング
Outline of Research at the Start

近年,信号処理を駆使したレンズレスカメラ技術が注目されている.レンズレスカメラでは「結像」をアナログ符号化撮影とデジタル復号演算の組み合わせで実装する.カメラのレンズ系が不要となり,薄型撮像系が実現できる.本研究では,レンズレスカメラの設計自由度の高さを駆使して撮像光学系の構成を刷新し,撮像素子のみで構成される超小型全方位カメラを創出する.提案カメラでは,画素ごとにランダムに穴あけを施した「スパース撮像素子」を複数枚対向させて配置する.圧縮センシング法を利用して複数視野画像を一度に再構成する.提案撮像系により,小型かつシンプルな光学系での全方位画像計測の実現を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

広視野レンズレスカメラの実現のための,符号化開口化撮像素子の試作を検証を引き続き進めている.前年度の符号化開口化イメージセンサチップを用いたレンズレスイメージングの実証実験及び性能解析をさらに進め,成果を国内研究会に発表し,さらに国際会議に論文投稿した.また,これまでは信号読み出しができないチップを使用した実験を進めていたが,実際の信号読み出しが可能な符号化開口化チップの設計及び試作に再度取り組み,チップ実装及び性能評価を進めている.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

チップデバイスの試作が遅延したこと,設計不良のためデバイスからの信号の読み出しがうまく行かなかったことから,研究全体のスケジュールが依然としてやや遅れている.一方で,その後工程であるチップ開口化加工やイメージング応用については前年度からさらに進展している.

Strategy for Future Research Activity

引き続き,チップの設計及び実装,それに基づく提案イメージングシステムの実証を進める.また,提案システムについて実機構築に基づく基礎データが得られ次第,成果の外部発表を行う.

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Presentation] 超広視野レンズレスカメラのための連結型CMOSイメージセンサの設計と原理実証2023

    • Author(s)
      細川風輝,香川景一郎,笹川清隆,太田淳,中村友哉
    • Organizer
      LSIとシステムのワークショップ2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Design of a linkable self-encoding CMOS image sensor for a compact lensless camera with an ultra-wide field of view2022

    • Author(s)
      Fuki Hosokawa, Keiichiro Kagawa, Kiyotaka Sasagawa, Jun Ohta, and Tomoya Nakamura
    • Organizer
      5th International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems (IWISS2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超広視野小型レンズレスカメラのための連結可能なイメージセンサの設計2022

    • Author(s)
      細川風輝, 香川景一郎, 笹川清隆, 太田淳, 中村友哉
    • Organizer
      第22回情報フォトニクス研究グループ研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 光符号化を利用したセンシング2022

    • Author(s)
      中村友哉
    • Organizer
      大阪大学先導的学祭研究機構共生知能システム研究センター若手研究者シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Image Sensing with Optical Encoding2022

    • Author(s)
      Tomoya Nakamura
    • Organizer
      Joint Symposium on Symbiotic Intelligence and Data Futures
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 符号化光学系を駆使したコンピュテーショナルイメージング2021

    • Author(s)
      中村友哉
    • Organizer
      第77回産研学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-12-25  

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