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原稿種別: 表紙
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Cover1-
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
フリー
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原稿種別: 目次
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Toc1-
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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川人 祥二
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-7
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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最近、発展の著しい低ノイズイメージセンサの開発の動向を概観し、極低ノイズ化のために使われている技術を解説する。特に、最近報告されている0.3電子未満のノイズレベルの実現や、1電子相当のノイズレベルと4桁以上のダイナミックレンジを同時に達成する技術を紹介し、それらの技術の得失を議論する。本講演は、2月に開催されたISSCCのフォーラム(Advanced IC Design for Ultra Low-Noise Sensing)における講演("Low Noise Image Sensors")の内容に基づき、日本語にてほぼ同様な内容を講演するものである。
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竹本 良章, 小林 賢司, 月村 光弘, 高澤 直裕, 加藤 秀樹, 鈴木 俊介, 青木 潤, 近藤 亨, 齊藤 晴久, 五味 祐一, 松田 ...
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-8
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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3次元積層技術を用いた多層フォトダイオードCMOSイメージセンサによるマルチバンドイメージングを実証した.このイメージセンサは,フォトダイオードアレイを有した複数の基板を積層し,それぞれのフォトダイオードアレイを独立して駆動する事で,最適化した駆動条件でそれぞれの画像を取得できる.また積層構造を活かし,これまでの2次元構造で用いられたようなRGB (Red, Green, Blue)画像に限らずIR(赤外)画像も同時に取得するといったマルチバンドイメージングが実現可能である事を確認した.この際にそれぞれのフォトダイオードアレイでRGB画像とIR画像を同一デバイスで同時に撮像可能であり,RGB画像の画質劣化を引き起こす事もない.このような特徴を活かし,これまでのIRイメージセンサとRGBイメージセンサを組み合わせたシステムと比較し,より小型・安価かつ多機能なシステムの実現が期待される.
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春日井 太一, 韓 相萬, チャン ハン, 高澤 大志, 青山 聡, 安富 啓太, 香川 景一郎, 川人 祥二
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-9
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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本稿では,埋め込みフォトダイオードの高速ロックインピクセルを使用した4タップのラテラル電界(LEF)制御型電荷変調素子を有するTOF距離画像センサを提案する.複数の出力端子を有することで,1フレームでの背景光除去機能およびレンジシフト機能の実現が期待される.今回、4タップ1ドレインのセンサを試作した.提案するセンサの特性評価を行い,80%程度の高い変調率と2.1〜3.2mmの高距離分解能を得たので,報告する.
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為村 成亨, 宮川 和典, 大竹 浩, 久保田 節, 菊地 健司, 沖野 徹, 廣瀬 裕, 加藤 剛久, 寺西 信一
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-10
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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塩素ドープ結晶セレン光電変換膜を適用した積層型CMOSイメージセンサを開発した.結晶セレンの結晶粒径や膜表面の平坦性は撮影した映像の画質に大きく影響するため,今回,結晶セレンに塩素をドープすることで結晶粒径を微細化し,膜の平坦性を大きく向上出来ることを示した.また,塩素ドープ結晶セレンを適用することで,局所的な電界集中に起因した白キズの発生を低減できることを実証した.
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薄田 学, 坂田 祐輔, 山平 征二, 春日 繁孝, 森 三佳, 廣瀬 裕, 加藤 剛久, 田中 毅
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-11
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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微弱な光により発生する光電子をアバランシェ増倍して出力する,電荷増倍型のCMOSイメージセンサを開発した.本イメージセンサは,低欠陥のシリコン基板内部に光電変換部と電荷蓄積部を分離して配置し,その間にp-n接合からなるアバランシェ増倍部を設けることで,光電子のみを10^5倍に増倍して読出し回路へ出力する構造を実現している.これにより,照度0.01luxの薄暗い環境下で自然なカラー撮像を実現した.また,印加電圧を制御して増倍率を調整することで,明るい環境でも暗い環境でも撮像を可能にし,ダイナミックレンジ100dBを達成した.本センサは,アバランシェフォトダイオード(APD)とトランジスタとを同一基板内に積層しており,APD搭載で世界最小3.8μm画素サイズのメガピクセルCMOSイメージセンサを実現している.
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新井 俊希, 安江 俊夫, 北村 和也, 島本 洋, 小杉 智彦, ジュン スンウク, 青山 聡, Ming-Chieh HSU, 山下 雄 ...
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-12
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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サイクリック系3段ADCを用いた画素サイズ1.1μmの3,300万画素240枚/秒3次元積層構造CMOSイメージセンサを開発した.裏面照射型で3次元積層構造を,ハイブリッドスタッキング技術を用いることで,画素部とアレイ状に配置したAD変換器を画素エリア内部で接続した.3段パイプラインのサイクリック-サイクリック-逐次比較AD変換器により,変換時間周期を0.92μsに高速化した.3段AD変換器の構成とハイブリッドスタッキング技術により,3,300万画素において240枚/秒の高フレームレートを初めて実現した.画素速度7.96ギガ画素/秒の高速読み出しを実現しつつ,ランダムノイズ3.6電子とセンサ消費電力3.0ワットを達成した.
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鈴木 学, 鈴木 将, 邵 繁, 黒田 理人, 徳岡 信行, 川口 泰範, 冨永 秀樹, 須川 成利
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-13
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
フリー
光感度の向上と低消費電力化を達成した,画素領域周辺部にオンチップ記憶メモリを有する高速度CMOSイメージセンサとそれを搭載した最高撮影速度1000万コマ/秒の高速度ビデオカメラについて報告する.また,それを用いた高速現象の撮影について述べ,撮影例を報告する.
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武藤 隆, 戸塚 洋史, 坪井 俊紀, 吉田 大介, 松野 靖司, 大村 昌伸, 高橋 秀和, 櫻井 克仁, 市川 武史, 譲原 浩, 井上 ...
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-14
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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我々は,消費電力の増加を抑制し,AD変換時間の短縮と広ダイナミックレンジ化を実現するデュアルゲインアンプ型シングルスロープ列ADC(SSDG-ADC)を搭載したAPS-Hサイズ2.5億画素CMOSイメージセンサを開発した。SSDG-ADCは,画素の信号レベルがある閾値レベルより低いときは列回路に設けられたアンプのゲインを高ゲインに設定し,閾値レベルより高いときは低ゲインに設定する手法である。その結果,シングルスロープ列AD(SS-ADC)に対して,AD変換時間を75%短縮し,6dBのダイナミックレンジ拡大を実現した.
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白石 圭, 篠塚 康大, 山下 知憲, 杉浦 和英, 渡邊 尚人, 岡元 立太, 芦谷 達治, 古田 雅則, 板倉 哲朗
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-15
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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本稿は1.2e-のテンポラルノイズを実現する低電力、8メガピクセルのモバイル向け3D積層CMOSイメージセンサを報告する。提案CMOSイメージセンサは低ノイズPGAと低消費電力SS-ADCで構成される。PGAはコンパレータベース・スイッチトキャパシタ構造を採用しており、マルチサンプリングにより高利得時にテンポラルノイズを低減させる。さらに低消費電力化のため、SS-ADCに先読み機能を搭載することで、不必要時にカラム回路の電力を遮断することを可能とした。試作したCMOSイメージセンサは32倍増幅時に1.2e-のテンポラルノイズ、5.97nW*e-/pixel/sのFoMを20fpsで実現した。
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萩原 義雄, 小山 友作, 田中 孝典, 久米 敦子, 草野 陽佑, 有田 真唯, 齋藤 匡史, 岡田 佳久
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-16
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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本紙では、動作時間を低減したTDC技術をシングルスロープ(Single Slope)型ADCに適用したtdcSS(=time-to-digital converter Single Slope)型ADCを提案し、当該技術をイメージャのカラム部に適用した1800万画素CMOSイメージセンサを開発した。開発したADCは、TDCの動作期間をほぼゼロとすることで、108MHz動作でのSS型ADCと同じ消費電力で、1.728MHz動作でのSS型ADCと同じスピードを実現する。本デバイスのADCは、0.58W at 60fpsを可能とする。
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満仲 健, 芦田 伸之, 齊藤 晶, 飯塚 邦彦, 鈴木 哲仁, 小川 雄一, 藤島 実
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-17
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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生体分子に束縛される水の誘電緩和に注目し、120GHz及び60GHzの発振器アレイを用いて、生体系の水を評価するCMOSのバイオセンサICを実現した。生体分子を含む水の性質を誘電緩和に着目して評価するため、バイオ検査で利用されるラベルを追加する必要がない、ラベルフリーのバイオセンサとして利用できる。今回はデモとして、大腸菌コロニーの培養をモニタし、ライブ・バイオセンサとしての利用可能性を示した。
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武藤 秀樹
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-18
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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超高速および高電圧イメージセンサのデバイス・シミュレーションのための物理モデルおよびアルゴリズムについて報告する.超高速イメージセンサの解析においては,ゲート電極によって発生する電磁場の伝播遅延が無視できない.電磁場の伝播と電荷の生成を同時に考慮するために,量子電磁力学で導入された中西-ロートラップ場と等価な電荷生成消滅場を導入し,FDTD法を用いて電磁場の伝播を計算する.また,35Vを超える電圧を電極に印加する高電圧イメージセンサを解析する場合には,ほとんど全ての変数に関して4倍精度実数を用いる.それぞれの有効性を示すため,いくつかの計算例について報告する.
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堺 俊克, 瀬尾 北斗, 高木 友望, 久保田 節, 大竹 浩, 古田 守
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-19
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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我々は,次世代の超小型・高画質なカラーカメラを目指して,光の3原色のそれぞれにのみ感度を持つ有機光導電膜3層を積層した単板カラー撮像デバイス(有機撮像デバイス)の研究・開発を進めている.本報告では,有機撮像デバイスの原理および有機撮像デバイスの試作・開発状況について述べる.
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村上 雅史, 西村 佳壽子, 宍戸 三四郎, 高瀬 雅之, 三宅 康夫, 玉置 徳彦, 佐藤 好弘, 井上 恭典
原稿種別: 本文
セッションID: IST2016-20
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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光電変換機能を有する有機薄膜をSi基板上に積層した有機CMOSイメージセンサを開発した.光電変換した信号電荷を収集し、Si基板に伝導する有機薄膜の下部電極を大小分割した6μm□の1画素2セル構造と,画素内に設けた容量結合型のノイズキャンセル回路と電荷蓄積容量により,時間ずれのない1回の撮像で120dBを超えるワイドダイナミックレンジ撮像を可能にした.また、有機薄膜に印加する電圧により光電変換効率を制御する技術により,3μm□の画素において1回の撮像で動体・文字の認識や動き方向を検出する独自のグローバルシャッタを実現した.
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原稿種別: 付録等
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App1-
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
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原稿種別: 付録等
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App2-
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
フリー
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原稿種別: 付録等
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App3-
発行日: 2016/03/04
公開日: 2017/09/22
会議録・要旨集
フリー