2021 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Coded Differential Spectroscopy
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20K21816
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
舩冨 卓哉 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20452310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安國 良平 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40620612)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 分光撮像 / 適応的サンプリング / イベントカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分光計測は宇宙観測や細胞観察など，幅広い分野で活用されている．その中でも，計量化学の分野で吸光度から物質量の計量を行う場合には，外乱の影響を排除するため波長微分した分光分布が用いられている．本研究課題は分光分布の波長微分値を取り出す新しい原理の分光計測手法の開発に挑戦する．波長微分値は一般的に，波長軸に沿って一様にサンプリングされた分光分布を計算処理することによって取得される．これに対し本課題では，光学系の工夫と情報処理の融合により分光分布とその波長微分を直接計測する新しい原理の分光計測手法の開発に挑戦する．
今年度は，分光透過率を電子制御可能なフィルタとDynamic Vision Sensorを活用し，分光分布を適応的にサンプリングする手法を検討した．フィルタの分光透過率を時間的に変化させることにより，センサに入射する光量が分光分布に応じて変化する．Dynamic Vision Sensorは光量の増減を適応的に出力するセンサであり，分光分布の変化に応じて適応的なサンプリングが可能となる．
本構成では，Dynamic Vision Sensorを用いた撮像が可能である．従来の分光撮像では波長範囲を一様にサンプリングするため計測時間・データともに膨大となるが，その多くは解析に無用である．一方，本手法では分光分布の変化に応じて適応的にサンプリングすることが可能となるため，解析に有用なデータのみを効率よく取得できることが見込まれる．上記装置を試作し，原理検証のための実験を行った．
また，分光器を用いた分光計測を空間的に走査する分光撮像にも取り組んだ．空間走査に時間を要するため，撮像が照明変化の影響を受けるが，走査を少し余分に行うことでその影響を大幅に軽減する手法を開発した．
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