NHK技研,フレキシブルなイメージセンサーを開発

NHK放送技術研究所(NHK技研)は,薄くて曲げられるシリコンイメージセンサーを開発した(ニュースリリース)。

従来の平面構造のイメージセンサーは撮像面と結像面ずれ(収差)が発生し,映像の周辺部でぼやけが生じる。また,撮影の視野を広げるほど,収差の影響は大きくなる。通常は,多数のレンズを組み合わせて光を複数回屈折させることによりこの収差を補正しているが,カメラが大きくなってしまう課題があった。

これに対し,イメージセンサーを結像面に合わせて湾曲させることで,少ないレンズ枚数で収差を補正できるこの方式では,広視野撮影での高画質化や,カメラの小型・軽量化が可能となる。そのため技研では,小型でぼやけの少ない広視野な放送用カメラの実現を目指し,薄くて曲げられるシリコンイメージセンサーの研究を進めてきた。

通常のイメージセンサーは硬くて厚いシリコン基板を使っているため曲げることができない。今回,シリコン基板とシリコンデバイス層の間に薄い酸化膜を挿入した特殊な構造を用いることで,厚いシリコン基板を化学反応によって取り除くことができ,厚さがわずか0.01mmの薄いシリコンイメージセンサー(320×240 画素)を作製することに成功した。

最大で曲率半径10mmの円筒状まで湾曲させても撮影でき,また,湾曲していない平面構造のイメージセンサーと比較して横方向の収差が大幅に改善することも確認したという。

技研では今後,カラー化を進めるとともに,縦横両方向の収差改善に向けて凹面状に湾曲したイメージセンサーの作製技術を確立し,2030年頃までに小型・軽量で高画質な広視野カメラの実用化を目指すとしている。

なお,この発表に関しては編集部が「技研公開2024」で取材を行なっているので,そちらもご覧いただきたい。

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