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書籍詳細

映像情報メディア基幹技術シリーズ 9)

  CMOSイメージセンサ

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相澤清晴 東大教授 工博 編著

浜本隆之 東京理科大教授 博士(工学) 編著

黒田隆男 元パナソニック(株) 工博 著

中村淳一 アプティナ・ジャパン合同会社 工博 著

高橋秀和 キヤノン(株) 著

川人祥二 静岡大教授 工博 著

太田淳 奈良先端科学技術大学院大教授 博士(工学) 著

発行年月日:2012/08/06 , 判 型: A5,  ページ数:282頁

ISBN:978-4-339-01269-9,  定 価:4,968円 (本体4,600円+税)

現在,撮像素子の主流は,かつてのCCDからCMOSに変わった。本書では,CMOSイメージセンサについて包括的にまとめ,一望できるように解説した。また,期待される高機能化や新展開への取り組みについても触れた。

【目次】

1 イメージセンサの基礎
1.1 イメージングとイメージセンサの機能要素
1.1.1 イメージングの目的
1.1.2 画像情報とイメージセンサの機能要素
1.2 イメージセンサのための半導体デバイス物理とデバイス要素
1 イメージセンサの基礎
1.1 イメージングとイメージセンサの機能要素
1.1.1 イメージングの目的
1.1.2 画像情報とイメージセンサの機能要素
1.2 イメージセンサのための半導体デバイス物理とデバイス要素
1.2.1 シリコンデバイスの物理
1.2.2 センサデバイス要素
1.3 イメージセンサの代表的方式と歴史
1.3.1 MOSセンサ
1.3.2 CCDセンサ
1.3.3 CMOS センサ
1.4 画像情報の構造
1.4.1 イメージセンサから得られる画像情報
1.4.2 要素のディジタル化の画像信号への影響
1.5 イメージセンサの基本特性
1.5.1 強度情報関連
1.5.2 位置情報関連
1.5.3 時間情報関連
1.5.4 波長情報関連(色情報関連)
1.6 イメージングシステム
1.6.1 カラー化方式
1.6.2 色補間処理
1.6.3 イメージングシステムの構成

補足
1.色温度
2.被写体照度と面照度
3.kTC雑音
4.相関二重サンプリング

2.CMOS イメージセンサの概要
2.1 CMOS イメージセンサの開発経緯
2.2 CMOS イメージセンサの特長
2.2.1 周辺回路のオンチップ集積化
2.2.2 増幅型画素
2.2.3 X-Y アドレス方式
2.2.4 低消費電力
2.3 CMOS イメージセンサのアーキテクチャ
2.4 CMOS イメージセンサの構成要素
2.4.1 固定パターン雑音抑圧回路
2.4.2 画素
2.4.3 高輝度被写体に対する偽信号の抑圧回路
2.4.4 オンチップA-D 変換器
2.4.5 PGA
2.4.6 信号の流れ
2.4.7 出力回路
2.4.8 ワンチップカメラ
2.5 CMOS イメージセンサの応用
2.5.1 携帯電話用カメラ
2.5.2 デジタルカメラ
2.5.3 デジタルビデオカメラ
2.5.4 高速カメラ
2.5.5 車載用カメラ
2.5.6 監視カメラ
2.5.7 医療用カメラ
2.6 展望
2.6.1 レンズの回折限界
2.6.2 画素微細化に対する取組み
2.6.3 今後の展望

3.高画質化技術
3.1 高画質化技術と画素縮小化
3.1.1 画素縮小化の流れ
3.1.2 高感度化技術
3.1.3 低雑音化技術
3.1.4 飽和電荷拡大技術
3.1.5 高解像度化技術
3.2 画素技術
3.2.1 埋込みフォトダイオード
3.2.2 完全電荷転送
3.2.3 深いフォトダイオード
3.2.4 反射防止膜
3.2.5 素子分離
3.2.6 正孔蓄積型フォトダイオード
3.2.7 フォトダイオード面積拡大
3.2.8 画素ソースフォロワ改良によるランダム雑音低減
3.2.9 低背化
3.2.10 カラーフィルタとマイクロレンズ
3.2.11 光導波路構造
3.2.12 裏面照射型
3.3 読出し回路技術
3.3.1 差動型雑音除去回路
3.3.2 クランプ型雑音除去回路
3.3.3 増幅型カラム雑音除去回路
3.3.4 高利得2 段雑音除去回路
3.4 将来展望

4.A-D 変換と広ダイナミックレンジ・高速化技術
4.1 はじめに
4.2 イメージセンサへのA-D 変換器集積化技術
4.2.1 イメージセンサ上でのA-D 変換アーキテクチャ
4.2.2 画素並列A-D 変換方式
4.2.3 カラム並列A-D 変換方式
4.3 広ダイナミックレンジ化技術
4.3.1 ダイナミックレンジ拡大の基本原理
4.3.2 非線形蓄積によるダイナミックレンジ拡大
4.3.3 蓄積時間分割(多数回サンプリング)によるダイナミックレンジ拡大
4.3.4 複数蓄積容量(複数変換ゲイン)
4.3.5 その他の方法
4.4 高速化技術
4.4.1 高速読出し
4.4.2 グローバル電子シャッタ
4.4.3 ビニング読出し

5.高機能化技術
5.1 高機能イメージセンサの概要
5.2 撮像機能の拡張
5.2.1 動画像圧縮イメージセンサ
5.2.2 空間可変サンプリングイメージセンサ,多重解像度イメージセンサ
5.2.3 適応画素イメージセンサ
5.2.4 アナログビジョンチップ
5.2.5 単一画素カメラ
5.3 システム応用
5.3.1 汎用なディジタル画像処理用イメージセンサ
5.3.2 三次元距離計測用イメージセンサ
5.3.3 時間相関検出用イメージセンサ
5.3.4 可視光通信用イメージセンサ
5.3.5 動きベクトル検出用イメージセンサ
5.3.6 複眼撮像システム用イメージセンサ
5.4 人工視覚
5.4.1 失明と人工視覚
5.4.2 人工視覚の方式
5.4.3 画像入力技術と人工視覚
5.4.4 高性能化・高機能化
5.4.5 今後の展望

引用・参考文献
索引

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