2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of computational ultra-fast compound-eye image sensor and its applications to range imaging and laser processing monitoring
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15H03989
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
香川 景一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (30335484)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖原 伸一朗 光産業創成大学院大学, その他の研究科, 准教授 (50410535)
宮崎 大介 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60264800)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イメージセンサ / 超高速カメラ / 距離画像計測 / 光飛行時間 / 光加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度の計測結果により，H27年度試作の超高速CMOSイメージセンサの画素構造に問題があり，時間分解ができていないことが明らかになった．H28年の画素は低ノイズを優先した2段電荷転送構造になっており電荷転送の難易度が高かった．そこで，暗電流・リセットノイズは大きいものの，難易度の低い1段転送構造に変更した画素を設計した．また，H27年度は画素ブロックを4×2画素で構成していたが，縦・横方向の空間分解能を同じにするために，2×2画素に変更した．これにともない，内蔵タイミングジェネレータの再設計を行った．以上を変更した改良版超高速CMOSイメージセンサを設計・試作した．新方式の超高速CMOSイメージセンサによる撮像に問題があるため，旧方式のマルチアパーチャ超高速CMOSイメージセンサを用いて，圧縮センシングに基づく疎な光飛行時間ヒストグラムの取得を試みた．パルス幅5ns，波長850nmの半導体レーザ光源を用い，カメラから約0.3mの位置に表面反射によりマルチパス成分を生じる無色透明のアクリル板，1.1mまたは1.9も位置に物体としてミラーを配置した．同時に取得した15枚の圧縮画像から逆問題を解くことで32枚の時系列画像を復元し，アクリル板からのマルチパス成分をミラーからの物体光成分と区別できることを確認した．波長1064nm，パルス幅2nmの高出力半導体レーザを用い，銅および鉄のレーザ加工時に発生するプラズマのシングルショット時間分解撮影を行った．同時に，高速フォトダイオードによりプラズマ発光強度の時間変化と，顕微鏡によりプラズマの拡大静止画像を観察した．レーザの集光位置を変化させてプラズマ発光の状態を観察し，シングルショット時間分解画像，発光強度の時間変化に一定の対応関係があることを確認した．
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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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