裏面照射を置き換える？ パナソニックが有機薄膜とAPDのCMOSセンサーを発表：車載半導体（4/4 ページ）

[朴尚洙，MONOist]

アバランシェフォトダイオードで光電子を1万倍に増倍

　今回は、有機薄膜センサーの他に、受光部のフォトダイオードにAPDを導入したAPD-CMOSセンサーも発表している。こちらの開発は、パナソニックのオートモーティブ＆インダストリアルシステムズ社が担当した。

　従来のCMOSセンサーでは、光電変換によって生成される光電子は、撮像時の明るさに比例する。暗い場所では発生する光電子が少ないので、ノイズレベルに近くなって鮮明な撮像ができなかった。そこで、光電変換で生成された光電子を増倍させるために、微弱な光（少ない光子量）から大きな電気信号を取り出せるAPDを設け、増倍された多量の光電子を蓄積領域に蓄積できるようにした。APDの導入により、暗い場所の少量の光電子を1万倍に増倍できる。APDによる光電子の増倍は、カラーフィルタを透過した色情報を持つ光電子にも適用されるため、APD-CMOSセンサーであれば暗い場所でも高感度で撮像可能だ。パナソニックでは、星明かり程度の照度（0.01ルクス）で、高感度のカラー撮像を確認している。

CMOSセンサー（左）とAPD-CMOSセンサー（右）の受光部の構造比較（クリックで拡大） 出典：パナソニック

CMOSセンサー（左）とAPD-CMOSセンサー（右）の照度0.01ルクスでの撮像比較（クリックで拡大） 出典：パナソニック

　また、APDへの印加電圧を制御すれば、光電子の増倍を制御できる。明るい場所では光電子をそのまま、暗い場所では光電子を1万倍に増倍して出力することができ、さらには明るさに応じて感度を可変して、星明かりと街灯が混在する明暗差の大きいシーンの鮮明な撮像も可能になる。

増倍なしとありを切り替えることで、明るい場所から暗い場所まで撮像が可能になる（クリックで拡大） 出典：パナソニック