パナソニック、画像センサ-有機材で光感度100倍
2016/07/25
2016/03/11 日経産業新聞より
『パナソニックは自動運転技術などに使う新型の画像センサーを開発した。材料に一般的なシリコンではなく有機材料を使い、光の感度をシリコン製の１００倍に高めたのが特長だ。夜間に高速で動く対象や光の強い照明なども鮮明に撮影できるという。同社は自動車分野で成長を目指しており、車載カメラなど向けに数年後の搭載を目指す。
開発したのは「有機ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサー」。基礎技術は富士フイルムと共同で２０１３年に確立した。ＣＭＯＳセンサーは一般的にシリコンを材料に使う。シリコンの場合、光を電気に変換する部分と電気を蓄積する部分が一体で、回路を自由に設計しにくい。
開発した有機材料型は、電気への変換と蓄積をそれぞれ別の部分で行うため、回路を設計しやすい。薄い有機材料の膜が光を電気に変換し、下部の回路が電気信号を読み出す仕組み。膜の面積が広いため、光を取り込める角度もシリコンの２倍の６０度と広い。暗い場所でも鮮明な映像を撮影できる。
ただ有機材料を使うと光を電気に変換する際にノイズが生じやすい。撮影できる明るさの範囲（ダイナミックレンジ）を広げながら、ノイズを抑えることが課題だった。
今回、ノイズを抑えながら大容量の電気信号を取り込める回路を新たに設計。画素の構成も変えることで、明るい撮像から暗い撮像まで対応できるようにした。ダイナミックレンジは同社製のシリコンのＣＭＯＳイメージセンサーに比べて、１００倍に広げた。
明るさの範囲を広げるとともに、明暗の差が激しい対象も撮影しやすくした。有機材料の膜が電圧を調整することで、取り扱う信号の量を増やせるようにした。
シリコンの場合、信号をため込むためには画素に新たな素子を追加する必要がある。扱う信号の量が限られるため、照明などを撮影すると画像が白く飛んでしまう。同社のセンサーは「たとえば対向車のヘッドライトを撮影しても、画像が白くぼやけることがない」（先端研究本部デバイス研究室の村上雅史氏）。
パナソニックはフルハイビジョンの１６倍の解像度がある「８Ｋ」映像に対応した画像センサーを開発するなど、センサー分野に注力している。有機センサーはソニーや韓国サムスン電子も開発しているが実用化は世界的に例がない。今後数年で製品化にめどをつけたい考え。自動車だけでなく、放送用カメラなどにも活用する。
同社は２０１９年３月期に自動車関連の売上高を１５年３月期実績比８割増の２兆１０００億円に引き上げる計画。自動車の安全技術でキーデバイスとなる車載用の次世代画像センサーを有力製品に育てていく。』
コメント→パナソニックから朗報である。イメージセンサーが実用化されて久しい。これまでもCCDからCMOSへのシフト、表面照射から裏面照射へのデバイス思想転換等ドラスティックな変化は何度かあったが今度は無機から有機へのシフトが起きそうだ。ダイナミックレンジ100倍をシリコン材料で実現しようと思えば現状の光電変換効率を大幅にアップする必要がありまず不可能だろう。今回のものづくり革命が近未来の常識を置き換え、また他社も同様の路線に乗ってくることは間違いないだろう。現状の路線とは異なる路線に乗り換える勇気は企業にとって大きな冒険だと予想する。しかし日本のものづくりを世界にアピールするチャンスでもある。冒険することに躊躇しないで突き進んでほしい。有機半導体に光あれ！
