CMOSセンサ技術の全体像

第1部:CMOSイメージセンサの基礎技術

(2025年9月10日 9:30〜11:30)

　CMOSイメージセンサの基礎から最新技術の中から、理解し扱う上で必要な普遍的な基礎技術を解説します。加えてイメージセンサ独特の性能評価技術の初歩についても学びます。

1. CMOSイメージセンサの動作原理
   1. 光電変換から電荷の検出まで
   2. 画素の基本動作
   3. AD変換の基本構成と出力
2. イメージセンサの性能
   1. 感度
   2. ノイズ
   3. ダイナミックレンジ
   4. その他の特性、機能
3. カメラ信号処理の基礎
   1. カメラ信号処理の基本フロー
   2. 各処理のポイント
4. 動かし方
   1. ブロック構成図
   2. 端子構成例
   3. レジスタ設定
   4. ラズベリーパイを使った実例
   5. Pythonスクリプトでカメラを制御

第2部:CMOSイメージセンサとデジタルイメージング〜最新技術動向と応用技術

ー撮像技術がデジタルとの融合≪3D、DX≫、 高性能、異次元、異能へと進化するー

(2025年9月10日 12:30〜17:30)

　撮像技術が劇的に進化中だ。本セミナーは、その劇的変化をセンサとシステムの両面から紹介し、近未来の撮像技術を鳥瞰する。CMOSセンサの基礎技術をおさえた上で、だ。 　進化の鍵は3Dと、DX=デジタル進化。 センサ3Dの代表例は3D積層センサ。センサDXの代表例はスマホ用高性能画素余り時代の撮像法で、4倍の画素で4つの機能を担う。センサ3D+DXには複数の画素出力がデジタル値のセンサがある。DPSは理想的高性能で近未来の旗手候補。SPAD:フォトン1個を撮るフクロウ越えの超高感度、LiDAR:コウモリ式3D測距、EVS:恐竜式網膜=変化を撮る、など。 　カメラ3D+DXのオモシロ例は少数派だがライトフィールドカメラ。実体3D撮像や単板多色撮像を実現。 カメラDXの代表例は究極のスマホ対一眼カメラの下剋上。 あの小さな部品カメラが巨大な35mmセンサを画質で上回る戦略は集団戦法。司令塔は二百億トランジスタのプロセサ。これらは、カメラモジュールと高性能プロセサで実現されるエンベッデドビジョン=機器組込み型知能カメラの代表例で、撮像技術の進化の象徴である

1. CMOSイメージセンサ :性能進化から機能進化へ
   1. CMOSイメージセンサ (CIS) の性能進化と成熟
      • CISの性能進化、表面照射型から裏面照射積層型へ
      • CISの基本性能成熟、残された課題
   2. CISの機能進化:画素の進化 人間の眼を超える
      • 残された課題の解決
      • 3D測距、波動情報の撮像
      • 挿話: 画素余り時代の高性能撮像方式
   3. CISの機能進化:積層で進化 異次元撮像
      • 超高速撮像、Vision SoC、グローバルシャッタ 画素の小型化
      • 挿話: DPS 画素出力が、デジタル
      • 理想、異能、異次元撮像の実現
2. CMOS撮像システムの機能進化
   1. イメージングとコンピューティングの融合
      • コンピューテイショナルイメージング
      • センサフュージョン (融合) で機能進化
      • ライトフィールド撮像
   2. 3D撮像-システム編
      • 挿話: スマホ、一眼カメラに下剋上
3. おわりに