裏面照射型CMOSが、携帯でも普及、写メの画質向上

| コメント(0) | トラックバック(0)
iPhone 4 のカメラで採用され、携帯電話用素子としても有名になった「裏面照射型CMOSイメージセンサー」を、SONYが携帯電話向け部品としてに品化しました。
裏面照射型、1/2.8インチ 1641万画素のCMOSイメージセンサーを来年1月から出荷するそうです。

今後、携帯のカメラは、解像度向上だけでなく、高感度化し、暗さに強くなり、ノイズも低下しさらに高画質化しそうです、

裏面照射型CMOSイメージセンサーの特徴
裏面照射型イメージセンサーは、CCDイメージセンサーの高画質と、CMOSイメージセンサー高速性もつCCDとCMOSの良いとこ取りのような製品です。
特徴は、
  • 暗いところに強い、高感度に強い
  • 画像がきれい(ノイズが少ない)
  • ダイナミックレンジが広い
  • CCDより高速
  • 高感度な分だけ、シャッタースピードを速くすることができ、手ぶれしにくい。
  • 斜めに入ってくる光を受けきれず発生する欠損(ケラレ)が少ない
  • 高速なので、フルハイビジョン動画やハイスピード動画、超高速連写(連写秒40コマのデジカメもあります)などの大量のデータを高速に転送する必要がある撮影も可能
といった感じで良いことばかりですが、製造に手間がかかるので、値段がやや高めなのが弱点です。

裏面照射型CMOSと、普通のCMOS、CCDとの構造上の違いは以下のようになっています。
普通のCMOS

CMOSの断面は、下から「シリコン基板」、「ダイオード(受光素子)」、「回路」、「カラーフィルタ」、「オンチップレンズ」という構成になっています。
受光素子とレンズの間に駆動回路があります。

↓光↓光↓光↓光↓光↓光↓光↓
レンズ
カラーフィルター

回路
(層が厚い)

ダイオード(受光素子)

基板


COMSの回路は厚く線も多いので、CCDより厚くなり、光の通過の障害になっています。
このため、CMOSは処理速度は速いが画質はイマイチという評価が定着しています。

画質改善のため、回路に透明度の高い配線を用いるなどの改良が続いています。

裏面照射型CMOS


回路
(層が厚い)

ダイオード(受光素子)

基板

普通のCMOSのように基板の上に受光素子と回路を形成します。
ここまでは、普通のCMOSと同じですが、次に、補助基盤を上につけます。
補助基盤をつけたら、基板を削ってゆき、8ミクロンくらいの薄さにして、下側(裏側)にカラーフィルターとレンズを付け裏面から受光します。
補強基板

回路
(層が厚い)

ダイオード(受光素子)

カラーフィルター
レンズ
↑光↑光↑光↑光↑光↑光↑光↑

ダイオード(受光素子)に直接光が届くので、回路越しに受光するより高感度で鮮明になります。しかし、、シリコン基板を削る工程が難しいので最近まで製品化されてこなかったようです。
受光面積を従来型より広くとれる。

普通のCCD

↓光↓光↓光↓光↓光↓光↓光↓
レンズ
カラーフィルター
回路
ダイオード(受光素子)

基板


普通のCMOSと同じ構造ですが、回路が薄いので、光をあまり阻害しません。
表面照射型CMOSセンサーのシリコンから配線層までの厚さは約730μmくらいだそうです。

CCDは信号がシリコンの中を伝わっていくため、シリコンに電圧を与える電極があれば動作します。一方、基板内を電荷から。CMOSは、画素配線や転送ゲート電極部などが必要です。
こうした構造上の違いのため、CMOSだと、回路層は1層で済みますが、CMOSの場合は回路層は、2層3層になります。CCDのほうがCMOSより回路を薄くできる理由です。

しかし、電荷の移動を使うCCDは、回路を薄くできる反面、シリコンの中をバケツリレーのように電荷を順次転送していく方式のため、高速動作は苦手です。
このため、CCDは高画質だが処理速度が遅いという評価が定着しています。

ソニーの裏面照射型CMOSは、20ルクスの低照度でも、フラッシュなしで撮影できるそうです。
20ルクスは、マンションの薄暗い廊下や階段の明るさで、何とか文字が読める程度の明るさです。

国土交通省の
マンション共用部の照度指針>
平均水平面照度(地上面)
JIS基準
共用玄関
共用メールコーナー
エレベーターホール
エレベーターのかご内
50 ルクス以上
(小さな文字が読める)
50 75 ルクス
(共同住宅共用部全般)
共用廊下、共用階段 20 ルクス以上
(なんとか文字が読める)
駐車場、自転車置場
オートバイ置場
通路、児童遊園
広場、緑地等
ルクス以上
(なんとか顔が見える)


トラックバック(0)

トラックバックURL: http://www.konure.com/mt4/mt-tb.cgi/796

コメントする

最近のブログ記事

SORACOM,HLR持ちeSIM対応
SORACOMが自前のHLRを持ち、自…
準天頂衛星4機体制に
h2{ font-size:12…
Windows 10 mobile終了
Windows 10 mobileの新機…
カスタム検索

月別 アーカイブ