CCD/CMOSイメージ・センサの基礎と応用【オンデマンド版】
原理,構造,動作方式,諸特性からシステム概要まで
米本 和也 著
A5判 272ページ
定価2,860円(税込)
JAN9784789852555
2003年8月10日発行
CCDイメージ・センサおよびCMOSイメージ・センサは,ディジタル・カメラやビデオ・カメラを初めとして,昨今では携帯電話やパソコン/PDAなどにも搭載されるようになり,爆発的な普及を見せています.
本書では,CCDイメージ・センサの基本的な原理から,さまざまな構造とそれぞれの動作方式,各種特性の意味と技術的展望について,図解を多用して具体的に解説しています.また,システム・オン・チップに対応し,幅広い応用が可能となることで注目されるCMOSイメージ・センサについても,同様に詳しく解説しています.
目次
撮像素子の誕生からCCD/CMOSイメージ・センサまで
第1章 イメージ・センサの歴史
1-1 イメージ・センサの登場
1-2 半導体イメージ・センサ
1-3 CCDイメージ・センサの実用化
1-4 CMOSイメージ・センサ
光電変換と走査による撮像の基本概念
第2章 イメージ・センサとは何か
2-1 基本概念を知ろう
2-1-1 受光
2-1-2 信号の取り出し
2-1-3 映像信号の伝送
2-1-4 光電変換と走査
2-2 イメージ・センサの種類はたくさんある
2-2-1 光電変換の材料
2-2-2 走査方式
2-2-3 画素が受動か能動か
2-3 想像以上に多い用途と将来の夢
2-3-1 あらゆる場所で使われる
2-3-2 特殊な用途
光電変換から信号出力までの手法と特徴
第3章 CCDイメージ・センサの基礎
3-1 どうやって動くのだろう
3-1-1 光電変換
3-1-2 電荷の蓄積
3-1-3 電荷の転送(CCDの原理)
3-1-4 電荷の検出
3-2 転送方式と走査方式を理解しよう
3-2-1 フレーム・トランスファ方式
3-2-2 インターライン・トランスファ方式
3-2-3 フレーム・インターライン・トランスファ方式
3-2-4 走査方式と読み出し転送動作
3-2-5 その他の転送方式
3-3 画素の構造と動作はどうなっているのか
感度とダイナミック・レンジと解像度と…
第4章 CCDイメージ・センサの特性
4-1 押さえておくべき基本特性
4-1-1 感度
4-1-2 ダイナミック・レンジ(飽和信号量)
4-1-3 解像度
4-1-4 スミア
4-1-5 残像
4-1-6 分光感度
4-2 避けて通れないノイズ
4-2-1 ランダム・ノイズ
4-2-2 固定パターン・ノイズ
4-2-3 ノイズの評価
静止画からカラー・ビデオまで多様に対応する
第5章 CCDイメージ・センサの応用技術
5-1 動かしかたと出てくる信号
5-1-1 端子構成例
5-1-2 駆動タイミングと信号出力
5-1-3 信号出力の全体像
5-2 特徴的機能と特殊な撮像方式
5-2-1 電子シャッタ
5-2-2 手振れ補正
5-2-3 瞳補正
5-2-4 広ダイナミック・レンジ撮像
5-2-5 高速度撮像
5-3 ディジタル・カメラ用CCDイメージ・センサの違い
5-3-1 2種類のCCDイメージ・センサ
5-3-2 動作タイミング
5-4 信号の料理のしかた
5-4-1 白黒カメラ・システムと信号処理
5-4-2 単板式カラーCCDイメージ・センサと信号処理
5-4-3 ディジタル・カメラの信号処理
5-4-4 絵作り
構造と動作の基礎から固定パターン・ノイズの解決まで
第6章 CMOSイメージ・センサの特徴と技術
6-1 CMOSイメージ・センサの特徴…CCDイメージ・センサと比較して
6-1-1 構造と動作方式の違い
6-1-2 製造プロセスとシステム・オン・チップ
6-1-3 特性と電源
6-1-4 蓄積の同時性
6-1-5 混色
6-2 固定パターン・ノイズの解決
6-2-1 固定パターン・ノイズの発生原因
6-2-2 各種の画素構造
6-2-3 固定パターン・ノイズを抑圧する方法
ワンチップ・カメラ,画像処理から機能組み込みの技術
第7章 システム・オン・チップ
7-1 Camera on a Chip
7-1-1 ワンチップ・カメラの構成
7-1-2 システム・オン・チップのありかた
7-2 映像を再現する以外の機能
7-2-1 エッジ検出
7-2-2 パターン・マッチング
7-2-3 解像度可変と注視
7-3 広ダイナミック・レンジ撮像
7-3-1 デュアル・サンプリング
7-3-2 対数変換
7-3-3 蓄積容量変調方式
7-3-4 画素内A-Dコンバータ+複数回サンプル
7-3-5 画素内アナログ処理方式
7-4 画像処理
7-4-1 適応イメージ・センサ
7-4-2 アナログ2次元DCT画像圧縮
7-4-3 空間フィルタ
7-5 3Dセンシング
7-5-1 三角測量
7-5-2 光度判定
7-5-3 光路差
7-6 その他の機能
7-6-1 動体検出
7-6-2 グローバル・シャッタ
7-6-3 カラー分離フォト・ダイオード
7-6-4 Foveated Image Sensor
Appendix オプト・デバイス関連の基礎知識
A-1 P型,N型シリコン
A-2 ポアソン(Poisson)方程式(電流密度方程式,電流連続方程式)
A-3 光学サイズと有効画角対角
A-4 光強度と感度
A-4-1 光強度の定義
A-4-2 各種基準の関係
A-4-3 色温度
A-4-4 量子効率と感度
A-4-5 ディジタル・カメラの感度
A-4-6 赤外カット・フィルタの分光透過率
A-5 画素開口のサンプリングによるMTFと折り返し
A-6 kTCノイズ(リセット・ノイズ)の雑音電圧
A-7 CDS回路のフィルタ特性
A-8 サンプル&ホールド回路と閾値バラツキ
A-9 2次元離散コサイン変換と1次元変換の関係
A-10 物理定数
用語解説
索引