有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサによる、8K高解像度、高性能グローバルシャッタ撮像技術を開発
＜要旨＞
パナソニック株式会社（以下、パナソニック）は、8K画質を実現する、3,600万画素の高解像度で、60fpsの高速フレームレート読み出し、かつ、45万電子の高飽和と、感度変調機能を有するグローバルシャッタ（注1）撮像が可能なCMOSイメージセンサ技術を開発しました。本技術では、光電変換を行う有機薄膜と電荷蓄積および読み出しを行う回路部を完全独立に設けた積層構造とし、この回路部に、高速ノイズキャンセル技術と高飽和化技術を新たに開発・搭載しています。また、有機薄膜に加える電圧を制御し、感度を変更できる有機センサならではの構成を用い、グローバルシャッタ機能を実現することで、業界で初めて、これらの性能を同時に実現しています。(※)
＜効果＞
本技術により、例えばスタジアムにおける、日差しの強いフィールドと日陰になる観客席といった明暗差の大きなシーンでも、8K高解像度での撮影を行うことが可能となります。
また、グローバルシャッタ機能を活用し、動体の歪みのない瞬時切り出し、複数のカメラを用い多視点撮像を行う「マルチビューポイントカメラ」での各カメラ間の同期を取った撮像や、マシンビジョン・ITS監視など、高速かつ高解像度が求められる分野への活用が期待されます。
加えて、本センサ独自の、有機薄膜へ加える電圧の制御のみで感度変調（注2）可能な機能を活用し、従来、撮影条件毎に異なるNDフィルタ（注3）を手動または機構的に装着することが必要であったシーンにおいても、電圧制御のみで、無段階に感度調整が可能なNDフィルタ機能を実現できます。
＜特長＞
本開発は、以下の特長を有しています。
1. 8K解像度、60fpsフレームレート、45万電子飽和、グローバルシャッタ機能を同時実現。
2. ゲイン切り替え機能により、高感度モードと高飽和モードの切り替え撮影が可能。
3. 有機薄膜へ加える電圧制御により、無段階にNDフィルタ機能の実現が可能。
＜内容＞
本開発は、以下の技術により実現しています。
（1）光電変換機能を有する有機薄膜と、電荷蓄積および光電変換信号を読み出す回路部を完全に独立した「CMOSイメージセンサ設計技術」
（2）高解像度でも高速に画素ノイズを抑制可能な「画素内-容量結合型ノイズキャンセル技術」
（3）高飽和特性を実現可能な「画素内-ゲイン切り替え技術」
（4）有機薄膜へ加える電圧変更のみで、感度変更可能な「電圧制御感度変調技術」
＜従来例＞
従来のグローバルシャッタセンサは、フォトダイオードと電荷蓄積容量を同一画素内に設ける必要があったため、高解像度実現と明るいシーンでの撮影特性の両立に課題がありました。
＜特許＞
国内135件、外国83件（出願中含む）
＜備考＞
本技術の一部は、2018年2月11日～2月15日に米国サンフランシスコで開催される国際学会ISSCC（International Solid-State Circuits Conference）2018にて発表します。
※ 2018年2月14日、パナソニック調べ
＜用語の説明＞
注1 グローバルシャッタ
全画素同時タイミングで行うシャッタ動作。一般的なCMOSイメージセンサでは1行ごとにシャッタ動作を行うローリングシャッタ動作を用いている。
注2 感度変調
制御に応じて、光電変換効率が変更されること。有機CMOSイメージセンサでは、有機薄膜に印加する電圧を制御することで、光電変換効率を可変としている。
注3 NDフィルタ
ニュートラル・デンシティフィルタの略式名称。目で見える範囲の光を均等に吸収、発色に影響を与えることなく、光量のみを減少する機能をもつ光学フィルタ。
【お問い合わせ先】
パナソニック株式会社 全社CTO室 広報担当
Email : crdpress@ml.jp.panasonic.com
全文は以下プレスリリースをご覧ください。
▼[プレスリリース] 有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサによる、8K高解像度、高性能グローバルシャッタ撮像技術を開発（2018年2月14日）
http://news.panasonic.com/jp/press/data/2018/02/jn180214-1/jn180214-1.html
パナソニック株式会社（以下、パナソニック）は、8K画質を実現する、3,600万画素の高解像度で、60fpsの高速フレームレート読み出し、かつ、45万電子の高飽和と、感度変調機能を有するグローバルシャッタ（注1）撮像が可能なCMOSイメージセンサ技術を開発しました。本技術では、光電変換を行う有機薄膜と電荷蓄積および読み出しを行う回路部を完全独立に設けた積層構造とし、この回路部に、高速ノイズキャンセル技術と高飽和化技術を新たに開発・搭載しています。また、有機薄膜に加える電圧を制御し、感度を変更できる有機センサならではの構成を用い、グローバルシャッタ機能を実現することで、業界で初めて、これらの性能を同時に実現しています。(※)
＜効果＞
本技術により、例えばスタジアムにおける、日差しの強いフィールドと日陰になる観客席といった明暗差の大きなシーンでも、8K高解像度での撮影を行うことが可能となります。
また、グローバルシャッタ機能を活用し、動体の歪みのない瞬時切り出し、複数のカメラを用い多視点撮像を行う「マルチビューポイントカメラ」での各カメラ間の同期を取った撮像や、マシンビジョン・ITS監視など、高速かつ高解像度が求められる分野への活用が期待されます。
加えて、本センサ独自の、有機薄膜へ加える電圧の制御のみで感度変調（注2）可能な機能を活用し、従来、撮影条件毎に異なるNDフィルタ（注3）を手動または機構的に装着することが必要であったシーンにおいても、電圧制御のみで、無段階に感度調整が可能なNDフィルタ機能を実現できます。
＜特長＞
本開発は、以下の特長を有しています。
1. 8K解像度、60fpsフレームレート、45万電子飽和、グローバルシャッタ機能を同時実現。
2. ゲイン切り替え機能により、高感度モードと高飽和モードの切り替え撮影が可能。
3. 有機薄膜へ加える電圧制御により、無段階にNDフィルタ機能の実現が可能。
＜内容＞
本開発は、以下の技術により実現しています。
（1）光電変換機能を有する有機薄膜と、電荷蓄積および光電変換信号を読み出す回路部を完全に独立した「CMOSイメージセンサ設計技術」
（2）高解像度でも高速に画素ノイズを抑制可能な「画素内-容量結合型ノイズキャンセル技術」
（3）高飽和特性を実現可能な「画素内-ゲイン切り替え技術」
（4）有機薄膜へ加える電圧変更のみで、感度変更可能な「電圧制御感度変調技術」
＜従来例＞
従来のグローバルシャッタセンサは、フォトダイオードと電荷蓄積容量を同一画素内に設ける必要があったため、高解像度実現と明るいシーンでの撮影特性の両立に課題がありました。
＜特許＞
国内135件、外国83件（出願中含む）
＜備考＞
本技術の一部は、2018年2月11日～2月15日に米国サンフランシスコで開催される国際学会ISSCC（International Solid-State Circuits Conference）2018にて発表します。
※ 2018年2月14日、パナソニック調べ
＜用語の説明＞
注1 グローバルシャッタ
全画素同時タイミングで行うシャッタ動作。一般的なCMOSイメージセンサでは1行ごとにシャッタ動作を行うローリングシャッタ動作を用いている。
注2 感度変調
制御に応じて、光電変換効率が変更されること。有機CMOSイメージセンサでは、有機薄膜に印加する電圧を制御することで、光電変換効率を可変としている。
注3 NDフィルタ
ニュートラル・デンシティフィルタの略式名称。目で見える範囲の光を均等に吸収、発色に影響を与えることなく、光量のみを減少する機能をもつ光学フィルタ。
【お問い合わせ先】
パナソニック株式会社 全社CTO室 広報担当
Email : crdpress@ml.jp.panasonic.com
全文は以下プレスリリースをご覧ください。
▼[プレスリリース] 有機薄膜を用いたCMOSイメージセンサによる、8K高解像度、高性能グローバルシャッタ撮像技術を開発（2018年2月14日）
http://news.panasonic.com/jp/press/data/2018/02/jn180214-1/jn180214-1.html
