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2013 年度 実績報告書

背景光の変動に強い微弱光を用いた高精度・高速三次元形状計測システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 23360147
研究機関東京大学

研究代表者

池田 誠  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00282682)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード光切断法 / 三次元形状計測 / 検波 / 光走行時間法 / ROI / ピクセル読み出し回路共有 / 二進木探索
研究概要

平成25年度は、背景光以下の微弱光を高速に取得するイメージセンサシステム構築に向けて、(1)光切断法においてシート光を2進木探索―線形探索の併用により高速化する手法に対して、カラムごとに最低電圧検出回路を設けることで高速化する手法の検討を行い、イメージセンサプロセスを用いたチップの試作を行った。(2)また検波を用いた背景光抑圧型光切断法に基づく三次元形状測定に関しては、2ピクセルの読み出し回路を共有することで、In-Phase(0度)およびOut-Phase(90度)の信号を同時に取得するピクセル構成を考案し、それに基づくイメージセンサシステムの構築を行った。本手法では、背景光除去だけでなく、光走行距離法(ToF)による形状計測も可能となるため、ToF法によりおおよその距離を見積もったうえで、近距離の物体のみ光切断法を用いて精度よく形状計測を行う。さらには、近距離の物体のみに限定した距離測定(RoI)を行うことでより高速な形状測定の実現を目指したものとなっている。本手法では、読み出し共有を行わないことで、解像度の高い二次元画像の取得も可能な構成となっており、高速・高解像度3次元映像(形状+テクスチャ)に向けた検討も可能な構成となっている。以上(1)、(2)いずれもイメージセンサ専用プロセスに基づいた設計となっており、シミュレーションにより目的とする性能(30fps)程度での形状取得の可能性の検証を行っている。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Structured Light 3-D Acquisition System with a CMOS Image Sensor for Background Suppression and Frequency and Phase Detection2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yabe, Makoto Ikeda
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: Vol. 2, No.2 ページ: 154, 160

    • 査読あり
  • [学会発表] ビニング読み出し処理と高速エッジ検出によるToF法および光切断法に基づく3次元撮像用CMOSイメージセンサ2014

    • 著者名/発表者名
      松島多佳彦, 池田誠
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年総合大会
    • 発表場所
      新潟大学,新潟市
    • 年月日
      20140318-20140321
  • [学会発表] デュアル・イメージャコア・チップを用いた高速テクスチャマッピング手法の提案2014

    • 著者名/発表者名
      R.Ishikawa, M. Ikeda
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年総合大会
    • 発表場所
      新潟大学,新潟市
    • 年月日
      20140318-20140321
  • [学会発表] ピクセル面上での最小電圧回路を用いた線位置検出2014

    • 著者名/発表者名
      H. Yabe and M. Ikeda
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年総合大会
    • 発表場所
      新潟大学,新潟市
    • 年月日
      20140318-20140321
  • [学会発表] A CMOS Image Sensor for In-Pixel Background Suppression and Frequency and Phase Detection for Structured Light 3-D Acquisition Systems2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yabe and M. Ikeda
    • 学会等名
      International Image Sensor Workshop(IISW)
    • 発表場所
      Snowbird Resort, Utah, USA
    • 年月日
      20130612-20130616
  • [学会発表] CMOS Image Sensor for 3-D Range Map Acquisition With Pixel-Parallel Correlation In Region of Interest2013

    • 著者名/発表者名
      T. Mastsushima and M. Ikeda
    • 学会等名
      International Image Sensor Workshop(IISW)
    • 発表場所
      Snowbird Resort, Utah, USA
    • 年月日
      20130612-20130616
  • [産業財産権] イメージセンサ2013

    • 発明者名
      池田誠他
    • 権利者名
      池田誠他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-256973
    • 出願年月日
      2013-12-12

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公開日: 2015-05-28  

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