製品情報

イメージセンサー

2x2 On-Chip Lens Solution

モバイル向けイメージセンサーの新しい画素構造

2x2 On-Chip Lens(OCL)ソリューションは、高速フォーカス・高解像度・高感度・高ダイナミックレンジを実現する、イメージセンサーの新しい技術です。

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従来の技術では、4画素にまたがる形でオンチップレンズを配した構造(後述)に起因した、画素毎の感度ばらつきが大きな課題となっていましたが、今回、デバイス構造の最適化と新たな信号処理技術の開発で、高画質かつ高機能なイメージセンサーの開発に成功しました。

画素の構造

イメージセンサーの画素上には、オンチップレンズと呼ばれる集光レンズが配置されています。
従来のオンチップレンズは画素毎にそれぞれ置かれていましたが、2x2 OCLでは隣接する同色4画素で1つのオンチップレンズを共有しています。

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これにより、以下のメリットを実現しました。

全画素で位相差検出可能

従来の、専用の位相差検出画素を使用する方式は、その画素自体が撮像の機能を持たないため、ごく一部の画素しか検出画素として使用できませんでした。
2x2 OCL方式は、撮像用の画素を検出画素としても使用可能なため、全画素で位相差を検出することが可能です。
これにより、小さい被写体でも高精度にフォーカスを合わせることができます。

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位相差検出性能(フォーカス性能)の向上

低照度でのフォーカス性能

低照度で安定したフォーカス性能を得るためには、複数の位相差検出画素から得られた情報を積算し、ノイズの影響を排除する必要があります。
2x2 OCLは、前述のように全画素で位相差検出可能であり、より多くの情報を積算できるため安定したフォーカス性能が得られます。

  • 従来技術

  • 2x2 OCL

被写体の形状や模様に依存しないフォーカス性能

従来の位相差検出方式では画素を左右に分割して検出していたため、水平方向に模様が変化しない被写体を苦手としていました(例:水平方向のエッジから成る被写体など)。
2x2 OCLは左右に加え上下でも検出が可能になったため、あらゆるシーンで位相差を用いた高速オートフォーカスが可能です。

以下の図に、さまざまな角度のエッジを持つ被写体の位相差検出特性を示します。

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Quad Bayer構造のカラーフィルター配列

隣接4画素が同色のカラーフィルターであるQuad Bayer配列を採用することにより、高感度と高解像度のどちらのニーズにも対応します。また、High Dynamic Range (HDR)撮影もサポートしています。

高解像度

独自の信号処理機能で配列変換することにより、高解像度撮影が可能です。

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高感度

隣接する同色4画素の信号を加算することにより、低ノイズで明るい写真や動画の撮影ができます。また、光の利用効率を高める2x2 OCLの設計・製造技術により、さらなる感度向上を実現しています。

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High Dynamic Range (HDR)

独自の露光制御技術と信号処理機能により、リアルタイムでのHDR出力が可能です。

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