2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24686046
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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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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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | センシング / 撮像素子 / 高速撮像 / 複眼 / 計算機イメージング |
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| Research Abstract |
処理とセンシングを融合した新しい概念の超高速撮像システムの基本素子である,時間多重複眼撮像素子高速電子振り分け構造の基本設計を行った.ゲート間隔・幅・形状および,不純物濃度について,デバイスシミュレータを用いて設計を行い,2つの蓄積部をもつ高速振り分け構造を設計・試作した.シミュレーションにより,シャッタの最短オン/オフ時間(復元処理後の時間分解能)は,1ナノ秒以下であることを確認した.さらに,実験的に最適条件を探るために,異なる条件の画素を試作した.画素構造は,低ノイズ化,低暗電流が可能な4トランジスタ方式に基づく.撮像素子は,5×3の個眼から成る複眼構造をもつ.個眼は64×54画素から成り,任意の電子シャッタパターンを所定回数繰り返し出力して画素を駆動した後に,取り込み終了信号を出力する,制御部をもつ.今年度は,まず1ナノ秒の時間分解能を達成するために,撮像素子上に500MHzで動作するPLL (phase lock loop)を設け,クロック反転機能を搭載することで,実効lnsの時間分解能を実現する方法を実装した.PLLは研究室現有のIPを利用し,電子シャッタパターンを記憶・生成するために,高速動作可能なリングバッファを,回路シミュレータを用いて設計した.画像読み出し部として,カラム並列に動作する低ノイズ・高ダイナミックレンジADC (analog-to-digital converter)を搭載し,画像を19ビット・30フレーム毎秒で読み出すことができる.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
電荷変調にDOMを用いる予定であったが,光量損失が大きく,シャッタ効率があまり高くないという課題があるため,2箇所の蓄積部をもつ振り分け転送方式の設計に最初から取り組んだ。その結果,光量損失の無い1ns以下の時間分解能をもつ電子シャッタを実現できることをシミュレーションにより確認した.
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度試作したイメージセンサの動作確認および特性計測を進めるとともに,イメージセンサの改善を行う.具体的には,時間分解能を向上するとともに,高速カメラに必要な,連続撮影の外部トリガ停止機能を追加する.また,画像復元アルゴリズムおよび光学ハードウェアを含めたカメラシステムを構築する.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度末の不測の支出に備えるために,少額の助成金を残したが,幸いにしてそのようなことは起こらなかったため,その分を繰り越すことになった.繰越分は,光学素子または電子部品の購入に充てる.
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