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2019 年度 実績報告書

光変調MEMSによる可視光と遠赤外光の同時計測

研究課題

研究課題/領域番号 17H04912
研究機関東京大学

研究代表者

高畑 智之  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任准教授 (80529652)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードマイクロ・ナノデバイス / 画像
研究実績の概要

2018年度に設計した変調器駆動部と検出器を試作するために製作方法を検討した。駆動部とフィルタ部を別々に製作し樹脂等で貼り合わせる構造とする方針で検討を進めた。
また、同一視点から同一視野角で物体の色画像と温度画像の両方を撮像できるコンパクトな同軸撮像システムについて、光学系の同軸性を検証する方法についての研究を実施した。対象とした撮像システムは同心円状のシリコンガラスハイブリッドレンズを用いたもので、これにより可視光と赤外光を空間的に同じ面に結像することができる。このレンズの後で波長分離ミラーにより分離し、それぞれを同じサイズの可視イメージャと赤外イメージャで撮影することで、両方の画像の視野角を合わせた。光学系の同軸性として、2つのイメージャの内部パラメータおよび外部パラメータが同じであることと、撮像システムから一定の距離にある被写体の色・温度画像ペアを利用して色・温度画像のマッピングを推定できることを示した。この同軸性の評価方法は、他のタイプの可視・赤外同軸撮像システムにも適用できるものである。この成果を論文誌で発表した。
2019年度の実施内容として、当初の計画では、検出器の試作と検証実験および帯域除去フィルタの透過率向上の検討を行う予定であった。しかし、検出器の試作方法の検討に時間がかかり、2020年度に繰り越した結果、検出器の試作ができない状況になったため、上述のように理論的検討中心の内容に変更した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

変調器駆動部と検出器の試作方法の検討が難航し、さらに2020年度の社会情勢の変化により試作することができなかった。一方で、可視・赤外同軸撮像システムの同軸性の評価方法についての検討を実施し、論文としてまとめることができた。この成果は本研究の最終目標である「空間的・時間的に同じポイントで可視光と遠赤外光を同時計測できることを示す」ことに資するものである。以上を総じて、順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

可視光・遠赤外光のための検出器と帯域除去フィルタについて、理論的な検討をさらにすすめる。また、アレイ化した変調器と検出器の設計と試作方法の検討を行い、可視・遠赤外の両方を同時に撮影できるイメージャの構成法を示す。このイメージャと結像光学系を組み合わせた可視・遠赤外撮像システムの実装方法と、アプリケーションを検討することで、各要素をまとめて空間的・時間的に同じポイントで可視光と遠赤外光を同時計測できることを示す。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Coaxiality Evaluation of Coaxial Imaging System with Concentric Silicon-Glass Hybrid Lens for Thermal and Color Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Takahata
    • 雑誌名

      MDPI Sensors

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3390/s20205753

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] coaxial imaging of color and thermal images

    • URL

      https://t-tkht.github.io/takahata3.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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