2015 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロメータ分解能を有する高精度光飛行時間型撮像素子に関する研究
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15H05524
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
安富 啓太 静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (50621661)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Time-of-Flight / 撮像素子 / 3次元計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで距離分解能が乏しいとされていたTime-of-Flight距離撮像素子を、新たなTOF距離計測方式と高速な電荷変調素子により、マイクロメータ分解能まで向上させることを目的としている。
本年度は、３出力型ラテラル電界制御型電荷変調素子を搭載したTime-of-Flightイメージセンサを開発した。これによって、光源の揺らぎに起因する雑音がキャンセルされ、これまでの1出力型の排出制御型電荷変調素子に比べて分解能向上が期待される。さらに、光の利用効率も３倍となり、フレームレートも向上できる。開発した撮像素子を評価した結果、低い周波数のジッタ成分が抑えられ、距離分解能が向上できることが明らかとなった。特に１００枚平均化した場合には、50um以下の距離分解能も得られている。
また、イメージングの際に重要となるスキュー補正について、高速で取扱いが容易な全電子式のカラム並列スキュー補正回路を開発した。これまでの光源を利用したスキュー補正の方式では、補正値を得るまでに補正用の光学系と多くの計測点が必要であるため、１素子の補正に十数時間かかっていた。これに対し、新たに開発した全電子式のスキュー補正回路では、位相検出器と遅延制御回路を全カラムに組み込むことで、素子内で完結した補正が行えるため、数十マイクロ秒での補正が実現できる。評価の結果、補正後のスキューも実用上で問題ないレベルが得られている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の後半で取り組む予定であった全電子式のスキュー補正技術についても第一段階の開発を終えており、当初よりも計画が進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在の距離分解能は低い周波数のジッタ成分で律速されている。今後は、更なる高距離分解能化を進めるため、この雑音の発生部分を究明するとともに、このジッタ成分の抑圧する手法を検討する。
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Research Products
(6 results)
