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2017年2月10日

パナソニック、CISで近赤外線域撮像を可能とする電子制御技術を開発

 パナソニックは2017年2月9日、イメージセンサの同一画素内で、近赤外線域の感度を電気的に変えることが可能な電子制御技術を開発した。この技術は独自の積層型構造を有する有機薄膜(積層型有機薄膜)を用い、この積層型有機薄膜へ加える電圧を変えることにより、イメージセンサの感度波長域を全画素同時に電子制御できるものとなっている。これにより、可視光/近赤外線域での撮像をフレーム単位で切り替えることができるようになる。
 有機CMOSイメージセンサは、光を電気信号に変換する機能を有機薄膜で、信号電荷の蓄積と読み出しを行う機能を下層の回路部で、それぞれ完全独立に行う構成となっている。こうした独自構造により、高感度、ワイドダイナミックレンジ、グローバルシャッタ機能といった特長を有している。今回、このような有機CMOSイメージセンサの特長を維持したまま、撮像波長を可視光域から近赤外線域まで拡げるとともに、近赤外線域の感度を電気的に制御する機能を新たに付加する技術を開発した。
 今回、可視光域と近赤外線域に感度を有するそれぞれの有機薄膜に抵抗比を設けて直接積層した。そして、この積層型有機薄膜に電圧を加えることで、波長感度の異なる各々の有機薄膜に加わる電圧を、抵抗比に応じて変化させる独自構造とした。この構造により積層型有機薄膜に加えた電圧は、積層した各々の有機薄膜に、抵抗比に応じて分配されることになる。特定の閾値以上の電圧を加えないと感度が発現しないという有機薄膜の特性に着目して、各々の有機薄膜に加えられる電圧が抵抗比に応じて所望の値になるように有機薄膜を設計しました。このような独自設計に基づく構造により、可視光域のみに感度を有する状態と、可視光域から近赤外線域に感度を有する状態とを一組の電極で電気的に切り替えることができるようになる。
 同技術により、これまで可視光域と近赤外線域の撮像を切り替える際に用いていた、赤外線カットフィルタと、フィルタの挿抜を行う可動部が不要となる。これにより、イメージセンサをモジュール化した際の小型化や堅牢性向上が可能となる。加えて、有機CMOSセンサの特長であるグローバルシャッターの機能も有しているため、マシンビジョンやITS監視など高速かつ高解像度な可視光/近赤外線域撮像が求められる分野への活用が期待されている。
 イメージセンサーの近赤外線域感度を高速に電子制御することで、フレームごとに感度波長域を切り換えた撮像が実現できます。このような特長を利用すると、可視光域撮像による目で見たままの画像と、近赤外線域撮像による人の目では捉えることのできない埋もれた画像情報とを、わずか1フレームの差で交互に取得することが可能になります。ひとつのイメージセンサーで高速に動く被写体の色情報と近赤外線を用いた不可視情報を取得できることから、産業・監視用途のカメラへの応用が期待されます。

URL=http://news.panasonic.com/jp/press/data/2017/02/jn170209-1/jn170209-1.html


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