NHK、有機膜積層の3層カラー撮像素子を独自開発。光を効率的に利用し高精細撮影

NHKは、従来よりも光を効率的に利用しながら高精細な撮影が可能になるという有機膜を積層した3層カラー撮像素子を独自開発した。

高精細で小型な単板カラーカメラの実現を目指して研究開発を進めているもの。一般的な小型単板カラーカメラ用の撮像素子は、青・緑・赤のフィルターを取り付けた画素をモザイク状に並べて配置しているが、この方式では、複数の画素からの色情報を集めてカラー映像を生成するため、素子が本来持つ解像度や光の利用効率が低くなることが課題だった。

そこで今回、青色のみ、緑色のみの光を検出する有機膜を、赤色の光を検出するCMOSイメージセンサーの上に垂直方向に重ねて配置した、3層構造のカラー撮像素子を開発。

入射した光は、最初に青色の成分のみが1層目の有機膜で検出され、緑色と赤色の成分が透過します。次に緑色の成分のみが2層目の有機膜で、最後に赤色の成分がCMOSイメージセンサーで検出される。有機膜には透明な薄膜トランジスターを組み合わせてあり、各層から出力された信号を足し合わせると、カラー映像が出力できる。

こうして1つの画素で青・緑・赤すべての色情報が得られる構造により、光をより効率的に利用しながら、高精細な撮像素子が実現できるという。なお、今回開発した撮像しの画素数は横320×縦240で、画素ピッチが20μm、フレームレートが60フレーム/秒。

NHKでは、今後も撮像素子の画素微細化や多画素化などに取り組み、高精細な小型単板カラーカメラの早期実現に向けて研究開発を加速していくとしている。