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Tilt measurement of image sensor for mobile camera

Research Project

Project/Area Number 21K11933
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Nishi Kazuki  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00208125)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords光軸歪み / 傾き計測 / MTF / コントラスト / 傾斜エッジ法 / シャインプルーフの原理 / ディストーション / カメラ / イメージセンサ / 解像度
Outline of Research at the Start

モバイル端末・車載・監視用カメラはもはやデジタル社会に不可欠なツールである。小型化されたカメラモジュールは光学アライメント調整が難しく、組み立て精度不足により画質低下を招くことが問題になっている。特にレンズ・イメージセンサ間の僅かな傾きにより生じる「片ボケ」(画像上でボケが不均一になる現象)は画質上無視できない問題である。
本研究では、テストチャートの撮影と画像解析だけでセンサの傾きを高精度に検出可能な方法として、テストチャート・レンズ・イメージセンサ間の幾何学的配置と画像の振幅・位相の関係を利用することにより、キャリブレーションフリーな測定系を実現し有効性を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In compact camera modules for mobile phones, in-vehicle cameras, and surveillance cameras, distortion during lens/image sensor assembly is a cause of image quality degradation. In this study, we propose a method to detect distortion only by capturing a test chart and analyzing the image, using the relationship between the geometric arrangement between the test chart, lens, and image sensor and the amplitude and phase of the image. The effectiveness of this method was confirmed by simulation using optical design software. Since the aberration effect was found to be larger than expected in the camera experiment, an image processing method to compensate for it is currently under consideration.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はテストチャートの撮影と画像解析だけでセンサの傾きを高精度に検出可能な方法を提案するものであり、その最大の特徴はテストチャート・レンズ・イメージセンサ間の幾何学的配置と画像の振幅・位相の関係を利用することにより、キャリブレーションフリーな測定系が実現可能なことである。技術立国として我が国の立場が危ぶまれる中、カメラ技術はいまだ世界をリードしている中、今後需要がモバイル端末・車載・監視用カメラに移ってもなお、高い品質を維持する上で本測定技術の確立は不可欠になると考える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Does the slanted-edge method provide the true value of spatial frequency response?2023

    • Author(s)
      Nishi Kazuki
    • Journal Title

      Journal of the Optical Society of America A

      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 259-269

    • DOI

      10.1364/josaa.478864

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of image sensor tilt based on amplitude and phase of image2023

    • Author(s)
      Kobayashi Kazuyuki、Kawamata Takumi、Nishi Kazuki
    • Journal Title

      Optical Review

      Volume: - Issue: 3 Pages: 342-349

    • DOI

      10.1007/s10043-023-00802-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Optical simulation of lens-sensor misalignment detection based on amplitude and phase of image2022

    • Author(s)
      Kobayashi Kazuyuki、Kawamata Takumi、Nishi Kazuki
    • Organizer
      13th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF'22)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Slanted-Edge Method for High-Accuracy Measurement of Modulation Transfer Function2022

    • Author(s)
      Miu Fujita、Kazuki Nishi
    • Organizer
      The 4th ASEAN UEC Workshop 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ビン処理補正を考慮した傾斜エッジ法2022

    • Author(s)
      藤田美卯、西 一樹
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] スマートフォン画面を利用した高精度MTF計測2022

    • Author(s)
      谷口 広樹、藤田美卯、西 一樹、戸田 浩一
    • Organizer
      第28回画像センシングシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 傾斜エッジ法によるMTF計測のノイズ解析2022

    • Author(s)
      WAN QUAN, 西 一樹
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 画像の振幅情報と位相情報を用いた撮像素子傾き計測における光学シミュレーションによる検証2022

    • Author(s)
      小林和行,川又 匠,西 一樹
    • Organizer
      精密工学会春季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 正弦波チャートを用いたノイズに頑健なMTF計測2022

    • Author(s)
      谷口広樹,藤田美卯,西 一樹,戸田浩一
    • Organizer
      精密工学会春季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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