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非常に明るいシーンでも高速に変化する被写体を正確に捉えるとともに、動き方向の検出も可能に
従来比約10倍の明るさまで忠実に画像を撮像できる
有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサ向け高機能グローバルシャッタ技術を開発

 パナソニック(株)は、有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサにおいて、従来に比べ約10倍の明るさまで忠実に画像を撮像できるグローバルシャッタ技術を開発した。
 光電変換を行う有機薄膜と、信号の電荷蓄積を行う回路部を独立に設計可能な構造上の特長を生かし、これまでグローバルシャッタ機能で制約されていた飽和信号量を拡大させ、明るいシーンでも高速な被写体を正確に捉えることが可能。
 さらに、有機薄膜へ印加する電圧を変化させることでシャッタ感度を制御し、1枚の画像内で対象物の動きを色の濃淡で表現することができることから、動き方向の検出(モーションセンシング)が可能となる。
 同技術により、例えば回転するプロペラのような動く被写体の撮像時に、従来のシャッタ機能で発生していた画像歪みが生じることなく、動きを正確に捉えることができる。
 また、被写体速度に合わせた撮影による動体・文字認識や、動き方向の検出が可能。
 これまで適用が難しいと考えられてきた高速被写体撮影など新たな用途への展開・拡大が期待される。

◆特長
1.光電変換部と回路部を独立設計可能な有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサ設計技術
 従来のイメージセンサは、受光部のシリコンフォトダイオード、金属配線、カラーフィルタ、オンチップマイクロレンズで構成されており、光を電気に変換する機能、かつ、信号電荷を蓄積する機能は、共にシリコンフォトダイオードで行われていた。
 一方、有機CMOSイメージセンサでは、光を電気信号に変換する機能を、シリコンフォトダイオードに代えて有機薄膜で、信号電荷を蓄積し、電気信号の読み出しを行う機能を下層の回路部で、完全独立に行っているため、以下の特長を実現できる。  
 ・入射光線範囲を60度に拡大、忠実な色再現性を可能に。
 ・有機薄膜、回路部を完全独立に設計し、カメラの高機能(高飽和)を実現。
2.有機薄膜の感度制御によりグローバルシャッタ機能を実現する『光電変換制御シャッタ技術』
 従来のイメージセンサでは、画素内にメモリを設けることでグローバルシャッタ機能の実現を図っていたため、画素内に追加したメモリ部が光電変換部面積を圧迫し、グローバルシャッタ機能搭載時には飽和信号量が減少してしまうという課題があった。
 開発した「光電変換制御シャッタ技術」では、有機薄膜に印加する電圧を調整し、光電変換効率を制御することのみでシャッタ機能が実現可能であり、画素内に新たな素子追加をする必要がなく飽和信号量が減少することがない。
 さらに画素ゲイン切替え回路による「高飽和画素技術」により、従来のグローバルシャッタ機能を有するCMOSイメージセンサ比約10倍の飽和信号を実現できる。
 また従来のようなローリングシャッタ動作もセンサ駆動の設定切り替えだけで実現可能。
 同技術により、明暗差の大きいシーンにおいて、画質劣化やシャッタ歪みのない画像取得や、フラッシュバンド、LEDフリッカといった画質課題解決を可能とする。
3.露光毎の感度を可変とする「感度可変多重露光」技術
 従来の多重露光撮像では複数枚の画像を同時に取得するが、同一感度設定の画像取得しかできなかった。
 一方、同社では、有機薄膜に印加する電圧や印加時間を変化させることで感度を可変にできる、従来シリコンセンサでは実現できない特長を活かした「感度可変多重露光技術」を新たに開発した。
 同技術の開発により、1回の撮像で動体速度に合わせた最適露光が得られることによる動体・文字認識や、時間に応じた感度濃淡を付けた撮像を行うことにより動き検出時の進行方向情報の取得が可能になる。
 同技術は、動体検知や動き方向のセンシングを可能とする。

パナソニック(株)
http://www.panasonic.com/jp/

2016年2月15日発信

 
 
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