Functional biomedical imaging with multi-aperture and multi-tap CMOS image sensors

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01497
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: Kagawa Keiichiro 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30335484)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津村 徳道 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (00272344) ; 小室 孝 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10345118)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: CMOSイメージセンサ / マルチタップ画素 / 空間周波数領域イメージング / マルチ露光レーザースペックル血流イメージング

Outline of Final Research Achievements

The architecture of the programmable space- and time-division multiplexed integrated camera and multi-aperture multi-tap CMOS image sensor as its core device for real-time imaging has been established. An 2x2-aperture four-tap CMOS image sensor that can perform the multi-band spatial frequency domain imaging (SFD) and multi-exposure laser speckle contrast blood flow imaging (MELSCI) concurrently has been designed and fabricated. Its operation was confirmed experimentally.

Free Research Field

CMOSイメージセンサ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

カメラに用いられるイメージセンサは用途に応じて必要とされる多様な情報を，制御された光投影と連携して様々な方法で一度に撮影することが求められる．生体イメージングはその最たる例である．例えば，組織の代謝・3次元構造，体液のかん流などの同時計測による総合判断が求められるため，同一部位を構造光照明やコヒーレント照明を用いて複数の計測法により同時計測するマルチモーダルイメージングが不可欠である．本研究は，投影光学系との密接な連携とマルチモーダル計測に対応した，高いプログラム性をもつ新規の集積化カメラアーキテクチャおよびコアデバイスであるイメージセンサの新規アーキテクチャを提案・実証したことに意義がある．