明暗差の大きなシーンでも8Kで撮影可能に

パナソニック、8K/60fps/広ダイナミック/グローバルシャッターを同時実現した有機CMOSセンサー

編集部:押野 由宇
2018年02月14日
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と60fpsの高速フレームレート読み出し、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ー撮像が可能なCMOSイメージセンサー技術を開発したことを発表した。

画素構成比較図。左がBSI(裏面反射)型シリコンセンサー、右が有機センサー

本技術では8K解像度、60fpsフレームレート、45万電子飽和という高飽和特性による広ダイナミックレンジ化、グローバルシャッター機能を同時実現。さらに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なほか、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を可能とした。

本技術により、スタジアムなどの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る。

8Kセンサーの広ダイナミックレンジ撮像例。左が従来シリコンセンサー、右が有機センサー

また、グローバルシャッター機能を活用し、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も活用できる。

ほか、本センサー独自の有機薄膜へ加える電圧の制御のみで感度変調可能な機能を活用し、従来、撮影条件毎に異なるNDフィルタを手動または機構的に装着することが必要だったシーンでも、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る。

従来のグローバルシャッタセンサーは、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った。

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・搭載する。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ーならではの構成を用い、グローバルシャッター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たとする。

本技術の一部は、2月11日〜2月15日に米国サンフランシスコで開催の国際学会ISSCC 2018にて発表される。

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