| 研究課題/領域番号 |
20K04621
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
有馬 裕 九州工業大学, 産学イノベーションセンター, 教授 (10325582)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | レンズレスイメージセンサー / シリコンスルーホールチップ / レンズレス / イメージセンサー / シリコンスルーホール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
光の屈折現象や回折・干渉現象を利用しない新たな光学デバイスを開発する。複数の貫通穴（スルーホール：TH）を配列形成したシリコンチップを光学レンズの代わりに用いる。その光学装置を含めてイメージセンサーの厚さを１mm以下にできる。
実際に提案方式のレンズレスイメージセンサーを試作して、そのＴＨの開口サイズや配置を工夫することで、その視野角や解像度を設計できることを実証する。また、従来の符号化開口カメラなどのレンズレスイメージセンサー方式と比較しその優位性を明らかにすると共に、この技術を実用化する為に必要な条件等を明らかにし、その可能性を評価する。
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| 研究成果の概要 |
シリコン基板に一つの矩形スルーホールを形成したスルーホールチップをイメージセンサーチップの受光面に密着した単純構造のレンズレス撮像装置でも、それで取得されるボヤけた画像を鮮明化できることが確認できた。一つのスルーホールを介して受光する各画素間の規則的視野ズレを境界条件として、導出画像の空間的特徴量を用いたコスト関数を定義し、そのコストが小さくなる解によって、レンズレス画像が鮮明化できることが分かった。しかし、本研究期間内の実験では誤った推定箇所が部分的に残っており、十分な精度でのレンズレス画像を得ることはできなかった。コスト関数の更なる改良が必要なことが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は光の屈折や回折・干渉現象を利用しない光学装置の可能性を検証することであり、工学的意義は究極の薄型イメージセンサーを低コストで実現することである。そこで、本研究では光の屈折現象や、回折・干渉現象を利用しない新たなレンズレス手法を考案しその可能性を実証した。イメージセンサーチップ上に一つの開口部のみを設ける単純なレンズレス撮像素子構造でも、ある程度の鮮明化画像が取得できることを示した。この手法では光の屈折や回折・干渉現象を利用しないので、レンズやレンズレス用マスク等の適用が難しい、大スケールや極狭スペースでの撮像装置を容易に形成できる優位性がある。
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