富士胶片与松下合作开发出有机CMOS图像传感器技术

       富士胶片公司和松下公司已开发出一项有机CMOS图像传感器技术，使用有机光电转换层，可制造出性能超越传统图像传感器^（1）的新型传感器。将这项技术应用于数码相机图像传感器和其他成像设备，可扩大其动态范围^（2），增强感光性^（3），在避免高光过曝的同时，保留图像暗部的生动色彩和丰富细节。

 

 

       影像行业一直在努力不懈地探索提高图像传感器分辨率的技术，并取得了丰硕的成果，但为了进一步提升画质，仍须扩大动态范围，增强感光性度，并防止像素间的干扰或混色。长期以来，松下致力于利用自身的半导体技术提升其高性能图像传感器的画质，而富士胶片则在探索新型图像传感器的过程中，开发出了具有高吸收率的有机光电转换层，来代替传统图像传感器中的硅光电二极管^（4）。

 

 

       此次合作，结合运用了富士胶片的有机光电转换层技术与松下的半导体技术，较终开发出相较于传统图像传感器表现更为出色的有机CMOS传感器。该新型传感器拥有业内较高^（5）的88dB动态范围，感光性达到了传统图像传感器^（1）1.2倍，并拥有更宽范围的入射光角度^（6），使得生产感光性更好、更便捷、画质更佳的数码相机成为可能。

 

 

       富士胶片和松下计划将该技术应用于监控用摄像头、车载摄像头、移动设备和数码相机等各类产品中。在6月11日于日本京都举办的2013VLSI技术研讨会（VLSI2013）和6月15日于美国犹他州举办的2013国际图像传感器研讨会上，两家公司展示了这项研究成果。

 

 

       *（1）与松下的图像传感器相比较

       *（2）感光范围，即可感知的“较暗”至“较亮”的范围

       *（3）图像传感器的感光性指的是电信号的转换率。感光性越高，越能清晰地捕捉昏暗场景。

       *（4）一种感知入射光的光探测器，能将光转换为电信号

       *（5）根据松下截至2013年6月11日的数据

       *（6）产生有效的电信号转换的入射光角度范围

 

 

       新型有机CMOS影像传感器技术概览

       传统图像传感器由捕捉光线的硅光电二极管、金属连接件、分色滤镜和微透镜组成。这项新型有机CMOS图像传感器技术使用高吸收率的有机光电转换层代替硅光电二极管,将感光层的厚度降至0.5微米,也就是硅光电二极管厚度的几分之一。

 

 

       有机CMOS图像传感器与传统图像传感器比较图
 

 

       1、动态范围达到业内较高的88dB ，在避免高光过曝的同时，保留图像暗部的生动色彩和丰富细节

 

 

       利用松下的半导体技术，新传感器的信号饱和值（7） 与传统传感器相比提升了四倍，加上新开发的消噪电路，可使动态范围达到业内较高的 88dB，不仅能避免生高光过曝，还能保留暗部的生动色彩和丰富细节。

 

 

       *（7）能够处理的较大数量的电信号。电信号超过此值会导致高光过曝。

 

 

 

       2、感光性比传统传感器高1.2倍，即使在暗光条件下也能捕捉清晰的影像。

       每个像素里的晶体管和金属连接件,应用了松下的半导体技术，表层覆有运用富士胶片有机材料技术开发的光电转换层。在传统传感器中，金属连接件和遮光层的存在限制了对入射光的吸收，而有机CMOS图像传感器技术通过在传感器上涂覆有机层，使其可以接收所有光线，感光性比传统传感器提升了1.2倍，即使在暗光条件下也能捕捉清晰的影像。

 

 

 

 

       3、入射光角度扩大到60度，忠实再现色彩。

       由富士胶片开发的高吸收性有机感光层，厚度降至0.5微米，仅为硅光电二极管厚度的几分之一。传统硅光电二极管较小厚度也有3微米，限制了其入射光角度只有30-40度。有机CMOS影像传感器技术成功减小感光层厚度,使入射光角度扩大到60度,更加有效地利用入射光，防止颜色干扰，重现真实色彩。这一提升也为镜头设计提供了更大的灵活性，利于缩小相机总体尺寸。

 

 

       4、可实现更广阔的应用范围。

       富士胶片已开发出一项无机薄膜生产加工技术，该技术能有效防止水分及氧气对有机胶片的渗入从而保全其性能。这项技术已通过包括温度、湿度、电压及光照在内的压力环境下的可靠性测试，为有机CMOS图像传感器的多元化应用铺平了道路。

 

 

       关于富士胶片公司

       富士胶片公司是富士胶片集团旗下的主要运营公司之一。自1934年成立以来，公司日益壮大，如今在影像领域已拥有众多先进技术。富士胶片现正将这些先进技术应用到其他新的事业领域，包括医疗•生命科学、印刷、文件处理、高性能材料，光学元器件和数码影像等。富士胶片一直致力于运用先进、独特的技术，通过提供较高品质的商品和服务，进一步提高人们的生活质量。更多信息请访问：http://www.fujifilm.com

 

 

       关于松下公司

       松下公司是世界领先的电子厂商。自1918年成立以来，公司在全球范围稳步扩张，如今在全球范围营运着500家以上的附属公司，全体净销售额截止2013年3月31日突破7.3万亿日元。公司致力于通过创新追求新的价值，为其客户努力创造更美好的生活。更多信息请访问：http://panasonic.net/