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Panasonic improves two image sensor technology, Organic-Photoconductive-Film CMOS and APD-CMOS [技術]

パナソニックが、二つのイメージセンサー技術を発表しました。
有機薄膜を用いた広ダイナミックレンジCMOSセンサー技術グローバルシャッター技術、そしてアバランシェ・ブレークダウンを利用した増感CMOSセンサー技術です。

富士フイルムの素材を用いた有機光電変換膜の方が注目を集めているようです。
プレスリリースに掲載された模式図を見ると、BSIのシリコンPDセンサーと基本構造は同じです。簡単には、キヤノンのDual Pixel CMOSをBSIにして、組になる画素の受光面積比を1:10にした構造と言えるでしょう。また、配線図は、スーパーCCDハニカムSRIIを彷彿とさせますね。

個人的に驚いたのは、アバランシェ・ブレークダウンを利用したセンサーです。「2016 International Solid-State Circuits Conference」では、「A 1280×720 Single-Photon-Detecting Image Sensor with 100dB Dynamic Range Using a Sensitivity-Boosting Technique. M. Mori, Y. Sakata, M. Usuda, S. Yamahira, S. Kasuga, Y. Hirose, Y. Kato, T. Tanaka Panasonic, Nagaokakyo, Japan」として発表しています。
アブストラクトがまだ公開されていませんので素材などの詳細が分かりませんが、NHKがパナソニックと共同研究中で、Imagerマニアさんが2014年時点で3年後(2017年?)の実用化を目指していると報告された結晶セレンを使ったセンサーだと思われます。
研究段階から実用化へと開発が進んだのでしょう。実用的な感度を持つSuper35 8Kセンサーも夢ではありませんね。
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コメント 4

中村@つくば

リニアな増幅のAPDでゲイン10000倍というのはあまり聞いたことが無いので大変興味深いです。HPKのAPDだと大体数十から100倍位。それをピクセル化して、10000倍でというのだからすごいです。写真より科学分野からの引き合いの方が大きい気がします。私もぜひ試してみたい。
Single Photonが読めて飽和しないと写真用としては完全なせんさーで、後は開口率と光電効率だけが改善点になります。
有機センサーより断然興味があります。
by 中村@つくば (2016-02-04 08:45) 

hi-low

> 中村@つくば さん
もしセレン結晶なら、Imagerマニアさんが報告されたNHK技研公開時のポスターでは、波長450-530nm辺りの量子効率は80%程度で充分に実用的です。
http://file.imager.no-mania.com/20140531_026.jpg
また、回路の上に結晶薄膜をつくるので、透明電極を使えば開口率100%が可能なはずです。

高速フレームレートでのSingle Photon Detectionが2次元センサーで可能になれば、2値化してフレーム積算することでノイズレスで信頼できる輝度値の画像を作れます。また、SIMやSTORMなどの超解像法の時間分解能も、飛躍的に向上しそうです。

とにかく妄想が膨らんでしまうセンサーです。

by hi-low (2016-02-04 09:40) 

imagerマニア

パナソニックのHPでも発表し、ISSCCでも発表し、有機撮像素子と同じ程度に露出したはずなのに、
確かに世間(一般的な新聞及びwebメディア)ではこのAPDセンサ(?)を取り扱っている媒体を見かけないのは不思議ですね(逆に有機の120dBのワイドダイナミックレンジセンサの記事は日経新聞でも見かけました)。

 自分でblogに書いておきながら、hi-lowさんにここで取り上げて頂くまで、NHKの多結晶セレンのセンサとこのパナソニックのセンサが結びついてなかったです(^^;)
やはり同じものですかね。

 今年のNHK技研公開ではそろそろまた(ポスターだけで無く)ブース展示されるのではないかと思うので、色々聞いてみたいと思います。
by imagerマニア (2016-02-07 11:46) 

hi-low

> imagerマニア さん

多分、メディアの担当者が、APDの価値を理解できていないのでしょう。中村@つくばさんが指摘されたように、性能によっては、科学分野のエリアイメージセンサーが一気にAPD-CMOSセンサーに変わる可能性があります。

有機膜センサーとAPD-CMOSセンサーは、共に肝心の受光素材が公表されていません。共同研究・開発でパナソニックの担当はセンサー回路のため、センサーは発表できても素材の詳細は出せないのかなと思っています。

プレスリリースではなく、学会発表要旨や論文を早く読みたいです。

by hi-low (2016-02-07 14:37) 

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