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2016 Fiscal Year Research-status Report

高精度光飛行時間撮像素子による多重反射を利用した光学印象採得の基礎研究

Research Project

Project/Area Number 15K13973
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

安富 啓太  静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (50621661)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
KeywordsTime-of-Flight / 距離撮像素子 / 多重反射
Outline of Annual Research Achievements

本研究者は、独自のTime-of-Flight計測方式と高速な電荷変調素子によって、従来よりも高い距離分解能を得られる撮像素子について開発を進めている。本研究は、この高精度距離撮像素子の応用として、光学印象への展開の基礎技術および基礎的検討を目的としている。高い距離分解能を有するTime-of-Flight撮像素子を利用して、多重反射を利用した死角情報を取得することにより、より簡便で高精度なデバイス開発が期待できる。
提案する手法を、より高速化する上では、撮像素子が2次元アレイになっていることが好ましい。しかしながら、現在画素部に用いているラテラル電荷変調素子は負電圧が必要であり、2次元アレイにした場合で高精度化を保つために必須の画素内バッファ回路の面積が大きくなるため、深刻な感度劣化を招く。そこで、両極性ゲートによる負電圧を不要とする新たな変調構造を開発した。両極性ゲートの仕事関数差を利用するもので、テスト画素により負電圧を用いずとも従来の変調素子と同様の性能が得られることがわかった。
また、現有する装置等を用いて反射の予備実験を行ったが、画像取得が困難であった。利用するピコ秒レーザの駆動パワーと反射物の選定が適切でなかったことが原因と考えられる。そこで、高反射率の反射シートを用いて再度実験する予定である。また、必要なレーザパワーを見積もるために光線シミュレーションによるシミュレーションモデルの構築を検討している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験に関しては、予定していた高精度な距離撮像素子の不具合により、本格的な実験環境が遅れている。一方で、素子開発の側面から見て、2次元化に有用な両極性ゲートの電荷変調素子の開発が進められているため、研究全体としては「やや遅れている」に留まっていると判断するため。

Strategy for Future Research Activity

現有する装置等を用いて反射の予備実験を行ったが、画像取得が困難であった。利用するピコ秒レーザの駆動パワーと反射物の選定が適切でなかったことが原因と考えられる。そこで、高反射率の反射シートを用いて再度実験する予定である。
また、必要なレーザパワーを見積もるために光線シミュレーションによるシミュレーションモデルの構築を検討する。

Causes of Carryover

予定していた撮像素子の不具合により、より実験環境の構築を今年度前半に遅らせたためである。次年度の研究費は実験環境の構築するためには不足していたため、今年度の予算を次年度へ充てることとした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

撮像素子を駆動するための予備実験は現有の実験設備(カメラ基板、FPGA基板等)で済ませている。実験環境の構築はこれの再試作であるため、時間として本年度の前半に完了する見込みである。

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] A Lateral Electric Field Charge Modulator with Bipolar-gates for High Time-Resolved Imaging2017

    • Author(s)
      Y. Morikawa, K. Yasutomi, S. Imanishi, T. Takasawa, K. Kagawa, N. Teranishi, S. Kawahito,
    • Organizer
      Electronic Imaging 2017
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency San Francisco Airport(米国カルフォルニア州)
    • Year and Date
      2017-02-02 – 2017-02-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lock-in-Detection Based Time-of-Flight CMOS Image Sensors2016

    • Author(s)
      K. Yasutomi, S. Kawahito
    • Organizer
      The 23rd International Display Workshops in conjunction with Asia Display 2016(IDW/AD 16)
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-12-09 – 2016-12-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Clock management in high resolution Time-of-Flight range imagers2016

    • Author(s)
      K. Yasutomi, S. Kawahito
    • Organizer
      3rd International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems (IWISS2016)
    • Place of Presentation
      東京工業大学田町キャンパス(東京都港区)
    • Year and Date
      2016-11-18 – 2016-11-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 絶縁ゲート型半導体素子及び固体撮像装置2016

    • Inventor(s)
      安富啓太、川人祥二
    • Industrial Property Rights Holder
      静岡大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-090841
    • Filing Date
      2016-04-28

URL: 

Published: 2018-01-16  

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