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CMU、奥行き新しいイメージセンサ技術を開発

August, 14, 2015, Menlo Park--Microsoftのビデオゲーム用Kinectコントローラなどの奥行き検知カメラは、普及が進んでいる3Dセンサ。カーネギーメロン大学(CMU)とトロント大学が開発した新しいイメージング技術は、こうしたカメラの大きな欠点、明るい光、特に太陽光では機能しないという欠点に対処するものである。
 決め手は、カメラが実際に必要とする光だけを集めることにある。研究チームは、このようなデバイスのプログラムに役立つように数学的なモデルを作成した。カメラとその光源がともに効率的に動作し、無関係な外来光、つまり「ノイズ」を除去する。そうでなけば、場面の輪郭検出に必要なシグナルが押し流されてしまうからである。
 このモデルに基づいたプロトタイプは、レーザプロジェクタとロールシャッタカメラとを同期させ、レーザが場面をスキャンすると、そのレーザによって照射される点からの光だけをカメラが検出するようにした。
 これによってカメラが非常に明るい光、つまり高反射、高散乱光の下で動作可能になる。例えば、点灯した電球の形状をと捉えることができる、また煙を通して見ることができる。それだけでなく、極めてエネルギー効率がよくなっている。このような特徴の統合により、このイメージング技術は、多くのアプリケーションに適している。例えば、医療イメージング、輝く部分の検査、月や惑星の探査に使用されるロボットのセンシングなどである。また、この技術はほとんどのスマートフォンに容易に組み込める。
 このカメラは、ドットまたはラインのパタンを場面に投影することによって動作する。これらのパタンが変形される仕方、光がカメラに反射して戻ってくるまでの時間に応じて、場面の3D輪郭を計算することができる。
 問題は、このような機器がローパワーで動作するコンパクトなプロジェクタを使用することであり、したがってカメラが場面の周辺光を捉えると、その弱いパタンは押し流され、検出できなくなる。しかし、プロジェクタが場面をレーザスキャンすると、レーザビームで照射されたスポットは、短時間であっても明るくなる、とコンピュータ科学教授、Kyros Kutulakos氏は説明している。
(詳細は、www.cmu.edu)