LiDAR is a sensor technology that directly measures distance and generates 3D depth information. 

By providing both object shape and spatial location without complex image processing, LiDAR has emerged as a key sensing modality for applications such as autonomous driving, robotics, and emerging physical AI systems. 

Among various LiDAR solutions, direct time-of-flight (dToF)–based solid-state LiDAR has gained significant attention because it can be implemented using semiconductor components, including VCSEL-based scanners and CMOS dToF sensor ICs, enabling compact form factors and cost-effective solutions. 

High-resolution 3D perception requires both fine spatial resolution and precise distance measurement, which strongly depend on the architecture and performance of the dToF sensor. 

This seminar will introduce the fundamentals of solid-state LiDAR technology and discuss recent advances in dToF sensor IC design aimed at improving resolution and ranging precision. 

近年、情報過多社会の進展に伴い、人間の意思決定や行動において無意識下で働く「情動」や「潜在認知」の影響が注目されている。しかし、これらの内面的状態は従来、主観的評価に依存しており、客観的かつ定量的に把握することは困難であった。

本講演では、スマートフォンやカメラ映像などの非接触センシング技術を用いて、心拍変動（HRV）や顔色変化、微細な表情といった生理・行動指標を取得し、情動状態を可視化する「情動イメージング」の概念とその技術的基盤について紹介する。

さらに、取得されたマルチモーダルなデータを統合的に解析することで、ストレス反応や認知バイアスなどの潜在的な心理状態を推定し、個人のメタ認知を促進する介入技術への応用可能性についても議論する。モビリティ分野におけるイメージセンサとセンシング技術の可能性に関する関連性に関しても述べる。 

グラフェンは炭素原子がハニカム状に結合した原子層材料であり、従来のバルク材料では実現できない優れた光・電子特性をもつ。特に、紫外からテラヘルツ周波数に及ぶ広帯域電磁波検出が可能であること、キャリア移動度がシリコンの約100倍と大きいことから、光センサへの応用が期待されている。しかし、量子効率が2.3%と低いことから高感度化が課題であった。我々は、光ゲート効果と呼ばれるグラフェンに特徴的な高感度化手法を開発した。

光ゲート効果はグラフェンと光増感層を組み合わせることで、光増感層の光応答をグラフェンによって増幅することで高感度化を実現する。

これまで様々な光増感層を用いることで、紫外、可視、短・中・長波長赤外線波長域の各波長域で高感度グラフェン光検出器を実証してきた。さらに、グラフェン光ゲートダイオードにより、世界初のグラフェン赤外線イメージセンサを実現し、可視イメージセンサも実証している。近年では、メタサーフェスと2次元材料を融合した構造によって、特定の波長や偏光の検出を可能にする高機能赤外線センサを開発している。

本講演では、赤外線波長域を中心としたグラフェン光センサについて述べる。