パナソニックが、有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサによる広ダイナミックレンジ化技術を開発

業界初＊1、ダイナミックレンジ123dBの明暗差を鮮明かつ時間ずれなく撮影が可能に

（大阪）- （ビジネスワイヤ） -- パナソニック株式会社は、有機薄膜^＊２を用いたCMOSイメージセンサを用いて、明暗差の大きいシーンを、従来比^＊3100倍のダイナミックレンジまで、時間差なく撮影できる、広ダイナミックレンジ化技術を開発しました。光電変換を行う有機薄膜と回路部での電荷蓄積機能を独立に設計可能な特長を活かし、従来は困難であった、ダイナミックレンジ123dBの明暗差のあるシーンの撮像においても、明るいところ^＊4で白とびなく、暗い被写体でも鮮明で質感豊かな映像を再現します。

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    ＊1 ： 2016年2月3日、当社調べ ＊2 ： 富士フイルム株式会社が開発した有機薄膜を使用 ＊3 ： 当社製シリコンCMOSイメージセンサとの比較において ＊4 ： 真夏の炎天下における開放シャッタ時、逆光時など   本技術により、特に逆光やライト照射下に被写体があるような明暗差の大きいシーンの撮像においても、情報欠けなく、より豊かな色階調の再現ができるようになります。さらにこれまでのような露光時間を変えて順次撮影したデータを合成することがないため、高速に動く被写体の高精度な撮像が可能となります。これまで適用が困難であった高速で広ダイナミックレンジが求められるシーンを捉えるカメラやセンシング用途への適用が期待できます。

本開発は、以下の特長を有しています。

光電変換機能を有する有機薄膜と、信号読み出し回路部を完全に独立させることで、広い入射光線角度（60度）、高感度、高飽和、信号処理回路の高機能化が可能。 当社独自の「明暗同時撮像構造」を導入することで、従来のチップサイズのままで、完全同時撮像時のダイナミックレンジ123dB（従来のイメージセンサ^＊3比100倍）を実現。 また、これらは以下の技術により実現しています。

    （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。 （２） 有機CMOSイメージセンサの高飽和性と感度設定の自由度を活かし、１画素内に明暗２つの感度検出セルを備えた1画素2セル構成技術。 （３） 暗い被写体撮像時のＳ／Ｎ特性向上のため、画素リセット時のノイズをキャンセル可能な容量結合型ノイズキャンセル技術。 従来のイメージセンサでは、露光時間の異なる複数のデータを順次撮影後、撮影した複数の画像をデータ処理し合成することで、ダイナミックレンジの拡大を図っていましたが、時間差のある複数画像データを処理するため、動きのある画像は歪んでしまうという課題がありました。

本技術に対し、当社は国内58件、外国44件（出願中含む）の特許を有しています。

本技術の一部は、2016年1月31日～2月4日に米国サンフランシスコで開催された国際学会ISSCC（International Solid-State Circuits Conference）2016にて発表しました。





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