挨拶
ロボットフォトニクス専門委員会紹介と本セミナーの狙い

(国研)産業技術総合研究所　村井 健介 氏

フォトニック結晶レーザーとLiDARセンシングへの応用

京都大学　大学院工学研究科　講師　メーナカ デ ゾイサ 氏
京都大学　大学院工学研究科　教授　野田 進 氏

本講演では、高ビーム品質・高出力動作（＝高輝度動作）が可能でかつ、高機能性をも実現可能な新たな半導体レーザーとして注目されているフォトニック結晶レーザーと、そのLiDARセンシングへの応用について紹介する。まず、面垂直出射型の高輝度フォトニック結晶レーザーについて説明し、その特徴を活かした小型LiDARの実現、およびスマートモビリティへの展開等について紹介する。続いて、オンチップで、電気的な2次元ビーム走査や、フラッシュ照射・多点照射等の様々なビーム形状の出射が可能な高機能複合変調フォトニック結晶レーザーについて述べるとともに、本レーザーを活用した新たな非機械式3次元LiDARへの展開について紹介する。

サーマルダイオード赤外線センサ『MelDIR』

三菱電機(株)　花岡 美咲 氏

赤外線センサMelDIR（メルダー）は、波長8 µmから14µmの長波長赤外線を検出波長帯とし、人間や動物などからの熱放射を捉える事ができる。Silicon-on-Insulator（SOI）層に形成したpn接合のダイオードを温度センサとして用いており、入射赤外線をBuried Oxide（BOX）層で吸収、温度上昇によるダイオードの出力変化を利用して赤外線を検出している。当社独自方式であるこの検出方法を用いた赤外線センサMelDIRを2019年より民生向け製品として販売を開始した。現在、画素数80×32（MIR8032B1）と画素数80×60（MIR8060B1）のセンサを製品化しており、画像として識別可能な温度差（温度分解能）は100 mK、フレームレートは4Hz（MIR8060B1は8Hzも選択可能）で駆動できる。主なアプリケーションとしては、家庭向けエアコンの制御やプライバシーに配慮した人の状態監視システムに適用されている。本講演では、赤外線センサMelDIRとアプリケーションの紹介と共に、将来製品に向けた開発技術として、非接触温度計測の評価と歩行者認識技術の検証事例について紹介する。

水中光無線通信が切り拓く水中の未来

東京海洋大学　助教 後藤 慎平 氏

GPSなどの電波航法が使えない深海での次世代通信手法として、近年、「光」が注目を集めている。従来の通信手法である音響に比べ光は高速かつ大容量であることから、海底ステーションと水中ロボット間でのデータ送受信や位置測位などにおいて、新たなソリューションになると期待が高まっている。国内外でも研究が進められており、東京海洋大学においてもさまざまな方式の水中光無線通信の研究に取り組んできた。2020年～2022年にかけて行った研究では、模擬環境おいて船舶と水中ロボット間で光無線通信と光トラッキングを同時に行う実験に成功した。一方で、水中では光の減衰による影響が大きく、使用するデバイスの性能が通信の質を左右することから、光通信に不可欠なキーデバイスの開発にも取り組んでおり、数位年以内の実用化を目指している。
今後、水中での「光」を用いたソリューションはさまざまな展開が期待される。本講演では、これまでに取り組んできた水中光無線通信の研究紹介と最新の光学デバイスの開発状況について紹介する。