NAIST 奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 ~光ナノサイエンス~

光機能素子科学研究室

教員 / 連絡先
教員教授: 太田 淳
准教授: 徳田 崇
助教: 笹川 清隆,野田 俊彦
特任助教:春田 牧人
キーワードバイオメディカルフォトニックLSI,人工視覚,スマートCMOSイメージセンサ
連絡先TEL:0743-72-6051
研究室URLhttp://mswebs.naist.jp/LABs/pdslab/index-j.html

光機能素子科学研究室では,高度情報化社会・超高齢社会で中心的役割を担う画像情報を高速かつ柔軟に処理するための新しい光機能性の物質科学と素子機能創成の研究開発を目指します.
具体的には,図1に示すように半導体集積回路技術とフォトニクス技術を融合したフォトニックLSI技術のバイオ分野,医療分野への応用に取り組んでいます.バイオメディカルフォトニックLSIや人工視覚デバイスは代表的な研究分野です.

これらの研究は融合分野であるため,我々は異分野との共同研究を積極的に進めています.例えば人工視覚では,大阪大学医学部眼科と眼科機器メーカとバイオメディカルフォトニックLSIでは,本学バイオサイエンス研究科細胞構造学研究室と近畿大学医学部脳神経外科との共同研究を進めています.またこれらの研究は,JST-CREST,文科省脳科学研究戦略推進プロジェクトなど大型プロジェクトベースで進められています.

本研究室学生はほぼ全員が異分野の研究を行うことになります.そのため導入的なゼミや勉強会により円滑に研究がスタートできるように配慮されています.また学内外共同研究者らとの交流を通じて研究の視野が自ずと広がるようにも配慮されています.

Si-LSI技術を基にしたフォトニックバイオLSI.
具体的には視覚再生を目指した人工視覚デバイス(図2)や記憶メカニズム解明や機能性脳疾患治療に向けた脳内埋込型デバイスの研究開発(図3).

フォトニックLSI技術とマイクロケミストリを融合したデバイス.
具体的にはCMOS人工シナプスやフラッシュケミストリ応用に向けたSi-LSI上マイクロ流路デバイス(図4).

デカナノメータLSI世代のSystem On Chip技術に基づく高機能なCMOSイメージセンサ及びその応用システム
具体的には,偏光や電界など様々な物理量を検出するビジョンチップの研究開発.

  • 図1
  • 図2
  • 図3
  • 図4

J. Ohta, “Retinal Implants (Invited),” IEEE Int’l Solid-State Circuits Conf. (ISSCC), Feb., 2009, San Francisco, CA..

J. Ohta, “Microelectronics-based devices for biomedical applications (Invited),” LifeChips, Jan., 2009, UC Irvine, CA.

D. C. Ng, T. Tokuda, S. Shiosaka, Y. Tano, J Ohta, “Implantable Microimagers (Review),” Sensors 8, 3183-3204 2008.

D. C. Ng, T. Nakagawa, T. Mizuno, T. Tokuda, M. Nunoshita, H. Tamura, Y. Ishikawa, S. Shiosaka, J. Ohta, “Integrated in vivo neural imaging and interface CMOS devices: design, packaging, and implementation,” IEEE Sensors J, 8 (1), 121-130, 2008.

K. Kagawa, S. Shishido, M. Nunoshita, J. Ohta, “A 3.6pW/frame-pixel 1.35V PWM CMOS Imager withDynamic Pixel Readout and no Static Bias Current,” 2.6, IEEE Int’l Solid-State Circuits Conf. (ISSCC), Feb., 2008, San Francisco, CA.

T. Tokuda, K. Tanaka, M. Matsuo, K. Kagawa, M. Nunoshita, J. Ohta, “Optical and Electrochemical dual-image CMOS sensor for on-chip biomolecular sensing applications,” Sensors & Actuators: A, 135 (2), 315-322, 2007.

T. Tokuda, S. Sugitani, M. Taniyama, A. Uehara, Y. Terasawa, K. Kagawa, M. Nunoshita, Y. Tano, J. Ohta, “Fabrication and validation of a multi-chip neural stimulator for in vivo experiments toward retinal prosthesis,” Jpn. J. Appl. Phys., 46 (4B), 2811-2819, 2007.

J. Ohta, Smart CMOS Image Sensors and Applications, CRC press Boca Raton, FL, 2007.

T. Furumiya, D. C. Ng, K. Yasuoka, K. Kagawa, T. Tokuda, M. Nunoshita, J. Ohta, “Functional verification of pulse frequency modulation-based image sensor for retinal prosthesis by in vitro electrophysiological experiments using frog retina,” Biosensors and Bioelectronics, 21 (7), 1059-1068 , 2006.

J. Ohta, T. Tokuda, K. Kagawa, T. Furumiya,A. Uehara, Y. Terasawa, M. Ozawa, T. Fujikado, Y. Tano, “Silicon LSI-Based Smart Stimulators for Retinal Prosthesis,” IEEE Eng. Med. & Biol. Magazine 25 (5), 47-59, 2006.

研究室紹介

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