こんにちは
Young_ViViです
今回は裏面照射型CMOSイメージセンサーについて解説していきたいと思います
そもそもCMOSイメージセンサーって何？
CMOSイメージセンサーというのはCMOSという半導体メモリーを利用したイメージセンサーです
CMOSイメージセンサーは様々なところで使用されており、携帯のカメラやウェブカメラにも使用されています
イメージセンサーは他にもCCDイメージセンサーもありますが消費電力が少ないこと、製造コストが安いことなどからCMOSイメージセンサーを使用する機器が増えており、最近では一眼レフカメラなどにも使用されてます
表面照射型CMOSイメージセンサーの構造
今回は配線部分の話は省き簡単な構造の話をします
CMOSイメージセンサーは大きく分けて、オンチップレンズ、カラーフィルター、配線層、フォトダイオードの4層に分かれます
①オンチップレンズはチップに光を集める役割があります
②カラーフィルターは入射した光を色ごとに分類する役割があります
③フォトダイオードはカラーフィルターを通して色ごとに分類された光を電気信号にかえる役割があります
④配線層は別名、転送回路とも呼ばれており、メモリに保存したり、ディスプレイに表示さるためにフォトダイオードから電荷信号を取り出す役割があります
この①→②→③→④を通り、光は電気信号へと変換されます
正確には光を電気信号に変換しているのはフォトダイオードの部分ですが、それまでに光を集める、集めた光を色ごとに分けるなど前処理されているということです
表面照射型CMOSイメージセンサーのメリット
・ノイズが少ない
・コストが低い
表面照射型CMOSイメージセンサーのデメリット
・感度が低い
裏面照射型CMOSイメージセンサーって何?
裏面照射型CMOSイメージセンサーとは配線層とフォトダイオードを逆にすることで配線金属による入射光の散乱をなくしたイメージセンサーです
仕組みは表面照射型CMOSイメージセンサーと同じですが、裏面照射型CMOSイメージセンサーは配線層が、フォトダイオードより下の層にあるため、配線金属による入射光散乱を抑えることができます。
逆を言い返せば従来の表面照射型CMOSイメージセンサーは配線層がフォトダイオードより上にあったということです
構造が違うだけの話になりますが裏面照射型CMOSイメージセンサーにすることで、表面照射型CMOSイメージセンサーよりも感度が上がります
裏面照射積層CMOSイメージセンサーのメリット
・感度が高い
裏面照射積層CMOSイメージセンサーのデメリット
・ノイズが増加する
・コストが高い
さいごに・・
いかがだったでしょうか
表面照射型CMOSイメージセンサーと裏面照射積層CMOSイメージセンサーは仕組みは大きく変わりませんが構造を少し変えることで長所短所が正反対になります
また、フォトダイオード内の仕組みやフォトダイオードを出た後の話は非常に面白いのですが、長くなってしまいますので、またの機会にお話ししようと思います
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