紫外光から近赤外光までの幅広い色域撮像を可能とする広ダイナミックレンジ撮像素子

宽动态范围图像传感器，可实现从紫外光到近红外光的宽色域成像

• 批准号: 11J02392
• 负责人: 川田 峻
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J02392/
• 关键词: 可視光; 近赤外光; 紫外光; 広色域; 色再現; 広ダイナミックレンジ; 撮像素子

本研究は、RGB画素と無彩色画素の組み合わせによる広色域における高精度な色再現手法を創出することが目的である。前年度までに、すでに開発済みであったRGB画素と可視波長帯域に対して高い感度を持つ画素を有し高感度広ダイナミックレンジ性能なWhite-RGBイメージセンサについて、被写体の反射スペクトル推定に基づいて高精度に色再現が可能であることが明らかとなった。また、紫外光から近赤外光までの広波長帯域に感度を有する高感度広ダイナミックレンジイメージセンサを開発し、波長200nmから1100nmまでに高い感度を有することが明らかとなった。色再現については、色分解能を持たない無彩色画素を含む・含まないそれぞれの場合について、光ショットノイズによる画素信号の揺らぎに起因する色再現性ばらつきの評価を行った。その結果、無彩色画素を含む信号処理の方が無彩色画素を含まない処理と比較し、蛍光灯程度の明るい光源からろうそく程度の暗い光源のもとで、色の均一な面の再現色均一性が少なくとも約3.5dB改善することが明らかとなった。本結果は、映像情報メディア学会技術報告及び博士論文として纏めた。一方、広波長帯域に感度を有するイメージセンサについては、波長254nmの紫外光を含む光源を用いて、分光分析機器の実機動作10年を想定した照射ストレス試験後も、感度の変化がないことを確認した。本結果は、International conference on solid state devices and materialsにて報告を行った。本研究では、まず、無彩色画素情報を利用して被写体の反射スペクトルを高精度に推定する手法を見出した。これに基づいて色を再現し、sRGB規格で規定された色域において、現在主流となっているRGB3原色による色再現に替わり、高感度な無彩色画素を利用した高品質な色再現手法の可能性を見出した。

This study は, RGB pixels と without color pixels の group み close わ せ に よ る hiroo color gamut に お け る high-precision な color reproduction technique を hit す る こ と が purpose で あ る. Before the annual ま で に, す で に open 発 済 み で あ っ た RGB pixels と visible wavelength 帯 domain に し seaborne て い high sensitivity を hold つ pixels を have し Gao Gan degrees hiroo ダ イ ナ ミ ッ ク レ ン ジ performance な White - RGB イ メ ー ジ セ ン サ に つ い て, written の reflection ス ペ ク ト ル presumption に base づ い て high-precision に color reappearance may が で あ る こ と が Ming ら か Youdaoplaceholder0. ま た, ultraviolet か ら near red outside light ま で の 帯 domain に hiroo wavelength sensitivity を have す る Gao Gan degrees hiroo ダ イ ナ ミ ッ ク レ ン ジ イ メ ー ジ セ ン サ を open 発 し, wavelength of 200 nm か ら 1100 nm ま で に い high sensitivity を have す る こ と が Ming ら か と な っ た. Color reproduction に つ い て は, color can decompose を た な い achromatic color pixels を including む · ま な い そ れ ぞ れ の occasions に つ い て, light シ ョ ッ ト ノ イ ズ に よ る pixels signal の 揺 ら ぎ に cause す る color reproducibility ば ら つ き の review 価 を line っ た. そ の results, no color painting contains を 処 reason の party が む signal contains no color pixels を ま な い 処 と compare し, 蛍 light degree の Ming る い light か ら ろ う そ く degree の dark い light の も と で, color の な uniform surface の reproduce color uniformity が less な く と も about 3.5 dB improvement す る こ と が Ming ら か と な っ た. This result と, the technical report of the Image Intelligence メディア Society and the び doctoral dissertation と て are bound to めた. Side, hiroo wavelength 帯 domain に sensitivity を have す る イ メ ー ジ セ ン サ に つ い て は, wavelength of 254 nm を contain む の uv light source を with い て, spectroscopic analysis machine の be maneuvering over 10 years を scenarios し た irradiation ス ト レ ス も after test, sensitivity の variations change が な い こ と を confirm し た. This result and the International conference on solid state devices and materialsにて report を lines った. This study で は, ま ず, no color pixels intelligence を using し て の is written body reflection ス ペ ク ト ル を high-precision に presumption す る way to を see a し た. こ れ に base づ い を て color reappearance し and sRGB specifications で さ れ た color gamut に お い て, now the mainstream と な っ て い る RGB3 primary に よ る color reappearance に for わ り, Gao Gan な achromatic color pixels を using し た な high quality color reproduction technique possibility の を show the し た.

项目成果

White-RGBイメージセンサを用いた仮想カラーフィルタ情報の追加による被写体のスペクトル推定精度の改善

使用 White-RGB 图像传感器添加虚拟滤色器信息，提高物体光谱估计精度

• 发表时间: 2013
• 作者: S.Horike;T.Fukushima;S.Kitagawa;他;岡野夕香里;川田 峻
• 通讯作者: 川田 峻

Color reproductivity improvement with additional virtual color filters for WRGB image sensor

通过适用于 WRGB 图像传感器的附加虚拟滤色器提高色彩再现性

• 发表时间: 2013
• 作者: Shoko Abe;Tomohiro Nakamura;川田 峻
• 通讯作者: 川田 峻

WRGB LOFIC CMOSイメージセンサを用いた青緑及び黄色領域を含む全色域の色再現性の向上

使用 WRGB LOFIC CMOS 图像传感器提高整个色域（包括蓝绿和黄色区域）的色彩再现性

• 发表时间: 2011
• 作者: 阿部祥子;中村知裕;川田峻
• 通讯作者: 川田峻

A Wide Dynamic Range CMOS Image Sensor with 200-1100 nm Spectral Sensitivity and High Robustness to Ultraviolet Light Ex posure

具有 200-1100 nm 光谱灵敏度和对紫外线照射具有高鲁棒性的宽动态范围 CMOS 图像传感器

• 发表时间: 2013
• 作者: 阿部祥子;中村知裕;Satoshi Nasuno
• 通讯作者: Satoshi Nasuno