2005 Fiscal Year Annual Research Report
時間相間イメージセンサの実用化開発と新しいパターン計測技術への応用研究
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17360189
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
安藤 繁 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (70134468)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠田 裕之 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 助教授 (40226147)
奈良 高明 東京大学, 大学院情報学環, 講師 (80353423)
小野 順貴 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (80334259)
来海 暁 大阪電気通信大学, 総合情報学部, 助教授 (30312987)
西 一樹 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (00208125)
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| Keywords | イメージセンサ / 相関計測 / CMOS / 画像センシング / 光計測 / 光通信 / 位置姿勢計測 / 白色干渉 |
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| Research Abstract |
本研究は,平成11年度から科学研究費の補助により基礎研究を進めてきた時間相関型イメージセンサのさらなる発展と展開を目的とする。ここで時間相関型イメージセンサとは、入力光パターンと全画素共通の参照信号との時間相関を各画素ごとに生成し出力する,申請者の提案による新規で独自な集積化半導体デバイスであり、能動的手段により入力光パターンに時間変調を与え,それをセンサ上で復調するという新しい画像計測の原理を与えるものである。本年度の成果は以下のようにまとめられる。
1)多重極タグによる位置・姿勢推定
背面に反射板を接着させた偏光板により空間的な偏光パターンを持つタグを作成し,これを偏光面が回転する直線偏光光で照明することで,多重極タグと呼ぶ時空間光強度パターンを生成する.この多重極タグの持つ性質を明らかにし,時間相関イメージセンサにより撮像することで,タグの位置・姿勢を推定するシステムを構築した.
2)時空間変調による光通信
通常モードでは通信対象を面的に探索し、対象を発見し通信を確立すると数ピクセルの縮小領域を高フレームレートでスキャンすることで,より高速な通信帯域を持つ通信を実現するシステムを構築した,本手法では,1)光強度の振幅・位相に情報を符号化すること,2)縮小操作によるフレームレートの増大,により広帯域での光通信が可能となった.
3)実時間白色干渉イメージャ
白色干渉計にピエゾアクチュエータを用いたミラーの微小振動と時間相関イメージセンサを組み合わせることにより、微細構造物の三次元形状計測および任意断面実時間モニタリングを実現した.
4)オプティカルフロー推定
時間相関イメージセンサの参照信号として正弦波を用いた複素正弦波変調撮像法により得られる強度画像と相関画像の間にオプティカルフロー恒等式が成立することを導いた.これにより,時間差分を必要とせず1フレームにてオプティカルフローの復元が可能となった.
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