非接触インターフェースを実現する動きセンサーＬＳＩの研究

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24560407
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 有馬 裕 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (10325582)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 電子デバイス・機器 / 集積回路 / センサー / 動き / 三次元

Research Abstract

二つの時間フレームの撮像データを保持し、それらをライン毎に並列に出力できる機能を備えた特殊なイメージ
センサーと、それら時間の異なる二つの画像パターン間における同一物を特定する為の相関処理を高速に行う回
路構成を検討・考案し、それらをシングルチップに集積する「動きセンサーLSI」の機能設計および回路設計をい、チップレベルのフロアプランを完成させた。更に、一部の要素回路のレイアウトパターン設計も行った。試作するセンサーLSIの製造プロセスは0.35μm CMOSの標準ロジックプロセスを用いる。H25年度にファンドリーサービスで試作する予定。
今回設計した「動きセンサーLSI」は、今までに試作しその動作が検証されている三次元距離センサーLSIのアーキテクチャを活用して、三次元センサーとしても機能するよう回路構成を工夫した。これにより、「動き」と「三次元位置」の二種類のリアルタイム情報で使いやすい非接触インターフェースを実現することを目指す。
試作する「動きセンサーLSI」の主な性能は、画素数は256×128程度（詳細レイアウト設計の結果縮小される場合がある）、チップサイズは25平方mm、センサーLSIの動作周波数は50MHz以上とし、消費電力は200mW。三次元のフレームレートは毎秒30フレーム以上を実現できる見込。
LSIアーキテクチャおよび回路構成の考案ならびに機能設計は研究代表者が担当し、それに基づく具体的センサーLSIの回路設計およびレイアウト設計は三次元距離センサーLSIの設計経験を有する研究支援員と研究代表者が教育指導する大学院生が担当した。また、PCとのインターフェース機能を備えたセンサーLSI評価用ボードの設計を研究支援員が行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度の目標であった動きセンサーLSIの設計は、三次元位置検知機能を盛り込む工夫を行った上で、ほぼ完成した。その他、評価環境等もほぼ整えることができ、LSIの試作と評価をスムーズに実施できる準備が整った。
設計がほぼ完了したので、センサーLSIの一次試作は、H25年度の早期に実施でき、その評価および問題点の抽出とその対策や改良検討をH25年度内に実施できる見込となった。

Strategy for Future Research Activity

試作する動きセンサーLSIの機能・性能を評価し、その問題点と改善すべき課題等を抽出すると共に、その解決策を検討し、その対策を施した改良型のセンサーLSIを設計し、再度試作（二次試作）し評価する。そして、そのセンサーLSIを用いた非接触インターフェース機器を試作してその可能性を評価する。
H25年度までに、改良型センサーLSIの設計を行い、最終年度（H26年度）には、その二次試作を行う。試作したセンサーLSIを組込んだ非接触インターフェース機器の試作は、H25年度から開始し、H26年度迄には様々な状況での評価を実施し、当該センサーLSIによる非接触インターフェース実現の可能生・有効性について明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

H24年度の残額（約69.7万円）は、ファウンダリーによるLSI試作費用および評価用治具用の部品費用としてH25年度に使用する。