シャック・ハルトマン波面センサ用いた動的光線空間の撮影及び処理に関する基礎研究
| Project/Area Number |
22K17909
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
都竹 千尋 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20884240)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | シャック・ハルトマン波面センサ / ホログラフィ / 動的光線空間 / 光線空間 / 光線追跡 / 画像復元 / ディープラーニング |
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| Outline of Research at the Start |
シャック・ハルトマン波面センサは，マイクロレンズアレイとその後側焦点距離に配置された撮像素子からなる光学機器である．これまでの研究では，マイクロレンズアレイ＋撮像素子というカメラに類似した構造を積極的に活かした取得・処理方法が検討されておらず，光線群の明るさを記録するカメラとして応用されることがなかった．そこで本研究では，様々な位置・方向から入射される光線群の明るさ（光線空間）をリアルタイム撮影するカメラシステムを提案する．すなわち，動きを伴う光線空間（動的光線空間）を撮影できる光学系を波面センサに実装し，撮影した動的光線空間の処理について基礎研究する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，シャック・ハルトマン波面センサの光学系がマイクロレンズアレイと撮像素子で構成されることに着目して，実空間を飛び交う動的な光線群の明るさ（動的光線空間）を記録するカメラシステムの構築を目指すと共に，光線群に含まれるリッチな時空間情報に対する三次元信号処理の体系化を目的とする．本研究で提案するカメラは空間方向のサンプリングが疎であるものの，角度及び時間方向のサンプリングが密であり，従来のプレノプティックカメラと真逆の性質を持つ．このようなカメラで撮影された動的光線空間の応用を念頭に，2023年度は，ホログラフィックステレオグラム用いて動的光線空間を実機表示する研究に取り組んだ．本実機システムは，焦点距離75[mm]と35[mm]の凸レンズを組み合わせたフーリエ光学系からなる．動的光線空間から計算したフーリエホログラムを空間光変調器に表示し，これにコヒーレント参照光を照射することによって，三次元像が空中結像する．焦点距離25[mm]のレンズを備えたカメラで三次元像を観測したところ，奥行きに依存した視差及びぼけ感が観測された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2023年度計画は，SH波面センサで撮影した動的光線空間の処理及び応用に取り組む予定であったため，順調に計画が進んでいると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度に当たる2024年度は，動的光線空間の撮影及び表示の高精度化を目指す．具体的には，2023年度に構築した光学システムでは収差に代表される様々な歪が生じるため，これを打ち消すように，カメラで観測した三次元像をホログラムにフィードバックするシステムを構築する．このようなシステムはカメラインザループと呼ばれ，静的ホログラフィに対して有効であることが知られている．本システムにおいては動的な三次元像をフィードバックすることになるため，このような動的システムに適用できるように進めていく予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
