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授業の目標
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・電子材料および物性の観点から各種のセンシングデバイスの動作原理の理解を深める。
・実際の計測機器や計測システムを逆問題の系と見なしたときの諸問題について理解を深める。
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到達目標
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・主に半導体を用いたセンシングデバイスについて、電子物性の観点から動作原理を説明できる。
・光および電子技術に基づいた応用センシングシステムおよび応用計測システムの具体例について説明できる。
・計測システムを線型方程式の逆問題としてとらえ、基礎的な問題を解くことができる。
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身につく能力
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＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
○【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
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授業の概要
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リモートセンシング、ヘルスモニタリング、生体計測、物質分析などの様々な分野において利用されているセンシングデバイスについて、高度な電子物性およびデバイスの知識に基づいて理解することを目指す。また、センシングデバイスが実際の計測機器やシステムにおいてどのように利用されているのかについて理解を深める。さらに、計測システムを逆問題の系と見なしたときの諸問題について、その解決方法を含めて理解する。
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授業の計画
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第１週 センサおよびセンシングの基礎
第２週 電気・電子計測の基礎Ⅰ：測定と誤差
第３週 電気・電子計測の基礎Ⅱ：測定データの表し方
第４週 半導体センサⅠ：量子論の基礎
第５週 半導体センサⅡ：半導体材料の基礎
第６週 半導体センサⅢ：フォトダイオードと太陽電池
第７週 半導体センサⅣ：各種太陽電池と再生可能エネルギー
第８週 計測システムと逆問題Ⅰ：解の鋭敏性
第９週 計測システムと逆問題Ⅱ：最小二乗法と疑似逆行列
第１０週 計測システムと逆問題Ⅲ：正則化法
第１１週 計測システムと逆問題Ⅳ：特異値分解
第１２週 計測システムと逆問題Ⅴ：スパースモデリング
第１３週 センシングシステムへの展開の事例Ⅰ：偏光カメラ
第１４週 センシングシステムへの展開の事例Ⅱ：単一画素イメージング
第１５週 課題演習
第１６週 定期試験
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授業時間外学修の指示
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・毎回の授業の前に、配布資料を読んでおくこと。
・毎回の授業の後に、配布資料の穴埋め個所を記入し、完成させておく。
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成績評価の方法
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原則として定期試験の評点の合計に対して６割以上を達成したものを合格とする。ただし、レポートなどを考慮して加点を行うことがある。
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テキスト・参考書等
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参考書：塩山 忠義 『センサの原理と応用』 森北出版 ￥2,530＋税
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履修上の留意点
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資料
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備考
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