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スパース撮像素子と圧縮センシングを融合した超小型全方位レンズレスカメラの創出

研究課題

研究課題/領域番号 20K21808
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 友哉  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (70756709)

研究分担者 笹川 清隆  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (50392725)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードコンピュテーショナルイメージング / レンズレスカメラ / イメージセンサ / 広視野 / CMOSイメージセンサ / 圧縮センシング
研究開始時の研究の概要

近年,信号処理を駆使したレンズレスカメラ技術が注目されている.レンズレスカメラでは「結像」をアナログ符号化撮影とデジタル復号演算の組み合わせで実装する.カメラのレンズ系が不要となり,薄型撮像系が実現できる.本研究では,レンズレスカメラの設計自由度の高さを駆使して撮像光学系の構成を刷新し,撮像素子のみで構成される超小型全方位カメラを創出する.提案カメラでは,画素ごとにランダムに穴あけを施した「スパース撮像素子」を複数枚対向させて配置する.圧縮センシング法を利用して複数視野画像を一度に再構成する.提案撮像系により,小型かつシンプルな光学系での全方位画像計測の実現を目指す.

研究実績の概要

広視野レンズレスカメラの実現のための,符号化開口化撮像素子の試作を検証を引き続き進めている.前年度の符号化開口化イメージセンサチップを用いたレンズレスイメージングの実証実験及び性能解析をさらに進め,成果を国内研究会に発表し,さらに国際会議に論文投稿した.また,これまでは信号読み出しができないチップを使用した実験を進めていたが,実際の信号読み出しが可能な符号化開口化チップの設計及び試作に再度取り組み,チップ実装及び性能評価を進めている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

チップデバイスの試作が遅延したこと,設計不良のためデバイスからの信号の読み出しがうまく行かなかったことから,研究全体のスケジュールが依然としてやや遅れている.一方で,その後工程であるチップ開口化加工やイメージング応用については前年度からさらに進展している.

今後の研究の推進方策

引き続き,チップの設計及び実装,それに基づく提案イメージングシステムの実証を進める.また,提案システムについて実機構築に基づく基礎データが得られ次第,成果の外部発表を行う.

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] 超広視野レンズレスカメラのための連結型CMOSイメージセンサの設計と原理実証2023

    • 著者名/発表者名
      細川風輝,香川景一郎,笹川清隆,太田淳,中村友哉
    • 学会等名
      LSIとシステムのワークショップ2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Design of a linkable self-encoding CMOS image sensor for a compact lensless camera with an ultra-wide field of view2022

    • 著者名/発表者名
      Fuki Hosokawa, Keiichiro Kagawa, Kiyotaka Sasagawa, Jun Ohta, and Tomoya Nakamura
    • 学会等名
      5th International Workshop on Image Sensors and Imaging Systems (IWISS2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超広視野小型レンズレスカメラのための連結可能なイメージセンサの設計2022

    • 著者名/発表者名
      細川風輝, 香川景一郎, 笹川清隆, 太田淳, 中村友哉
    • 学会等名
      第22回情報フォトニクス研究グループ研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 光符号化を利用したセンシング2022

    • 著者名/発表者名
      中村友哉
    • 学会等名
      大阪大学先導的学祭研究機構共生知能システム研究センター若手研究者シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Image Sensing with Optical Encoding2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Nakamura
    • 学会等名
      Joint Symposium on Symbiotic Intelligence and Data Futures
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 符号化光学系を駆使したコンピュテーショナルイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      中村友哉
    • 学会等名
      第77回産研学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-12-25  

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