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ダイナミックレンジ120dB 3次元積層型CMOSイメージセンサーを開発：画素ごとにLOFICを2段設ける
東北大学の研究チームは、120dBというダイナミックレンジと光量適応信号選択機能を実現した「3次元積層型CMOSイメージセンサー」を開発した。単位面積当たりの飽和電子数は276.8ke-/μm2を達成している。
単位面積当たりの飽和電子数は276.8ke-/μm2を達成
東北大学大学院工学研究科電子工学専攻の瀧澤康平大学院生と未来科学技術共同研究センター・大学院工学研究科の黒田理人教授らによる研究チームは2025年12月、120dBというダイナミックレンジと光量適応信号選択機能を実現した3次元積層型CMOSイメージセンサーを開発したと発表した。単位面積当たりの飽和電子数は276.8ke-/μm2を達成している。
研究チームは今回、露光中にフォトダイオードからあふれた光電荷を蓄積するための「横型オーバーフロー蓄積容量（LOFIC）」を画素ごとに2段設けることで、広いダイナミックレンジを実現した。また、光量に応じて適切な信号のみを選択的に読み出す光量適応信号選択機能を搭載し、トレードオフの関係にあった「ダイナミックレンジ」と「読み出し信号数」の両立を可能にした。
開発したCMOSイメージセンサーは、ピクセルサイズが5.6μm角で648×488画素のイメージセンサーチップと、容量密度が高い積層容量チップを3次元積層した構造となっている。これによって、単位面積当たりの飽和電子数はこれまでにない数値を達成した。
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