| 研究課題/領域番号 |
19H02187
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
石鍋 隆宏 東北大学, 工学研究科, 准教授 (30361132)
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| 研究分担者 |
黒田 理人 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40581294)
柴田 陽生 東北大学, 工学研究科, 助教 (70771880)
若生 一広 仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (90500893)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 分光イメージング / 液晶バンドパスフィルタ / 高感度CMOSイメージセンサ / 液晶エタロン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、高精細な分光画像を高速に取得できる分光イメージング技術の実現が医療、農業など様々な分野において期待されている。本研究は、高い透過率を有する高速波長可変分光フィルターと、高感度・広ダイナミックレンジ・広光波長帯域を有するグローバルシャッタCMOSイメージングセンサ技術を確立し、高速に高精細分光画像が取得可能な、超小型・リアルタイム分光イメージングシステムを構築する。本研究成果により、ウェアラブル端末による運転者の生体情報の取得など新たな応用の創出が期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、小型リアルタイム分光イメージングの実現に向けて、液晶中に形成したナノサイズの高分子ネットワークの構造制御を基に液晶の屈折率を偏光無依存でかつ高速に制御する手法を確立し、液晶ファブリ・ペローエタロンを用いた高速波長可変分光フィルタを実現した。また、画素内に形成した容量密度キャパシタに光電荷を蓄積する横型オーバーフロー蓄積容量と画素信号を一時保持するアナログメモリを用いることで、近赤外域における高光感度とグローバルシャッタ機能を両立する技術を確立し、高感度・高速分光イメージングシステムの構築に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、液晶中に形成した高分子ネットワークの構造制御により、偏光無依存でかつ高速な屈折率制御技術を確立し、液晶ファブリ・ペローエタロンによる高速波長可変分光フィルタを実現した。更に、CMOSセンサにおいて、全画素が一斉に露光期間を設けるグローバルシャッタ方式を実現する画素構造を構築し、その高速撮像を達成した。本研究成果は、液晶による精密な光制御において重要な知見であり、CMOSセンサの応用工学についての学理構築に資するものである。高精細な分光画像をリアルタイムで取得する高感度・高速分光イメージングシステムの構築は、運転者の生体情報の取得など新たな応用の創出等、様々な分野への波及が期待される。
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