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モバイル端末・車載・監視用カメラのためのイメージセンサ傾き測定法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11933
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61010:知覚情報処理関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

西 一樹  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00208125)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード光軸歪み / 傾き計測 / MTF / コントラスト / 傾斜エッジ法 / シャインプルーフの原理 / ディストーション / カメラ / イメージセンサ / 解像度
研究開始時の研究の概要

モバイル端末・車載・監視用カメラはもはやデジタル社会に不可欠なツールである。小型化されたカメラモジュールは光学アライメント調整が難しく、組み立て精度不足により画質低下を招くことが問題になっている。特にレンズ・イメージセンサ間の僅かな傾きにより生じる「片ボケ」(画像上でボケが不均一になる現象)は画質上無視できない問題である。
本研究では、テストチャートの撮影と画像解析だけでセンサの傾きを高精度に検出可能な方法として、テストチャート・レンズ・イメージセンサ間の幾何学的配置と画像の振幅・位相の関係を利用することにより、キャリブレーションフリーな測定系を実現し有効性を検証する。

研究成果の概要

モバイル端末・車載・監視用カメラなどの小型カメラモジュールにおいて、レンズ・イメージセンサの組み立て時の歪みは画質低下を招く原因になっている。本研究では、テストチャートの撮影とその画像解析だけで歪みを検出する方法として、テストチャート・レンズ・イメージセンサ間の幾何学的配置と画像の振幅・位相の関係を利用する方法を提案している。光学設計ソフトを用いたシミュレーションにより本手法の有効性を確認した。カメラ実験では収差の影響が予想以上に大きいことが判明したため、それを補償する画像処理法を現在検討中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はテストチャートの撮影と画像解析だけでセンサの傾きを高精度に検出可能な方法を提案するものであり、その最大の特徴はテストチャート・レンズ・イメージセンサ間の幾何学的配置と画像の振幅・位相の関係を利用することにより、キャリブレーションフリーな測定系が実現可能なことである。技術立国として我が国の立場が危ぶまれる中、カメラ技術はいまだ世界をリードしている中、今後需要がモバイル端末・車載・監視用カメラに移ってもなお、高い品質を維持する上で本測定技術の確立は不可欠になると考える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Does the slanted-edge method provide the true value of spatial frequency response?2023

    • 著者名/発表者名
      Nishi Kazuki
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America A

      巻: 40 号: 2 ページ: 259-269

    • DOI

      10.1364/josaa.478864

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of image sensor tilt based on amplitude and phase of image2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kazuyuki、Kawamata Takumi、Nishi Kazuki
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: - 号: 3 ページ: 342-349

    • DOI

      10.1007/s10043-023-00802-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Optical simulation of lens-sensor misalignment detection based on amplitude and phase of image2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Kazuyuki、Kawamata Takumi、Nishi Kazuki
    • 学会等名
      13th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF'22)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Slanted-Edge Method for High-Accuracy Measurement of Modulation Transfer Function2022

    • 著者名/発表者名
      Miu Fujita、Kazuki Nishi
    • 学会等名
      The 4th ASEAN UEC Workshop 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ビン処理補正を考慮した傾斜エッジ法2022

    • 著者名/発表者名
      藤田美卯、西 一樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] スマートフォン画面を利用した高精度MTF計測2022

    • 著者名/発表者名
      谷口 広樹、藤田美卯、西 一樹、戸田 浩一
    • 学会等名
      第28回画像センシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜エッジ法によるMTF計測のノイズ解析2022

    • 著者名/発表者名
      WAN QUAN, 西 一樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 画像の振幅情報と位相情報を用いた撮像素子傾き計測における光学シミュレーションによる検証2022

    • 著者名/発表者名
      小林和行,川又 匠,西 一樹
    • 学会等名
      精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 正弦波チャートを用いたノイズに頑健なMTF計測2022

    • 著者名/発表者名
      谷口広樹,藤田美卯,西 一樹,戸田浩一
    • 学会等名
      精密工学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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