2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁気ビーズと集積化磁気センサを利用した細胞観測・順送り運搬システムに関する研究
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25420317
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
木村 孝之 茨城大学, 工学部, 准教授 (50302328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増澤 徹 茨城大学, 工学部, 教授 (40199691)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 磁気センサ / 集積化センサ / 微細コイル / 位相限定相関 / CMOS / ホール素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度はまず、磁気ビーズの観測を行った。新しく設計した磁気センサにおいて、これまで通りの感度を得られたことを確認出来た。この磁気センサを元に磁気ビーズの観測実験を行った。その結果、帯磁した磁気ビーズの緩和時間の測定により磁気ビーズの観測を確認出来た。しかし、磁気ビーズからの磁束の測定値(～2mV)に対して磁気センサからのノイズ(4mVp-p)が大きいため、追加の信号処理が必要となった。そのため、磁気センサで発生するこのノイズの発生原因と除去方法に関して検討を行った。その結果、磁気センサ内に使用されているソースフォロアのMOSFETで発生する１／ｆノイズが原因で有る事がわかった。このノイズを低減するためにMOSFETの面積を増やす等の試作を行ったが１００倍以上の大面積化が必要となり、現行の６μｍ程度のセンサピッチに収めることは物理的に不可能であった。そのため、１／ｆノイズの除去に有効なCDS(correlated double sampling：相関２重サンプリング)の導入を試みた。その結果、１／ｆノイズを600μV程度まで抑える事が可能であることが明らかとなった。
続いて順送り制御に必要な位置検出方法の見直しを行った。これは磁気センサで発生していたノイズの低減が難しいため、ノイズを含む情報に対して位置検出を正しく出来るかを再評価する必要があったためである。その結果、平成２６年度に実現した離散コサイン変換(DCT)による位置検出方法はノイズの影響を大きく受けることが確認され、方法の見直しをする必要が生じた。検討の結果、POC(Phase Only Correlation：位相限定相関法)が有効で有る事が明らかとなった。さらにLPF(Low Pass Filter)を用いる事で検出精度を向上した。その結果、検出信号のピーク値の４０％の振幅のノイズを含む画像に関して、検出誤差±１画素を許容した場合の位置検出割合は９９％以上であった。
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