じじぃの「科学・地球_121_半導体とは何か・イメージセンサーは電子の目」

【海外の反応】「おいおい全部日本製じゃん!?」世界中で9割のシェアを占める日本製カメラに外国人が仰天!!何故、日本のカメラがそれほど人気になるのか?

動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=UWFEv24QXrA

CCTV 420TVL 1/3" Sony CCD CXD3142R

Research firm claims Sony had nearly half of the image sensor market share in 2019

Feb 17, 2020 Digital Photography Review
Sony's Semiconductor Solutions Group held nearly half of the image sensor market share in 2019, according to Japanese research firm Techno Systems Research (TSR). The detail was spied by PulseNews, which points out that Sony's 49.1% market share greatly eclipsed the second biggest market share, 17.9%, held by Samsung.
https://www.dpreview.com/news/4196473264/research-firm-claims-sony-took-nearly-half-of-the-image-sensor-market-share-in-2019

CCDとCMOS~撮像素子の違いや特徴を解説

ヴィスコ・テクノロジーズ株式会社
CMOSとは「相補性金属酸化膜半導体/ Complementary Metal Oxide Semiconductor」のことで、Nチャンネル型MOS FETとPチャンネル型MOS FETを組み合わせた相補型の論理回路のことです。動作時に必ずどちらか一方のトランジスタがオフになるため、一般的には消費電力が小さいといわれています。
CMOSは、メモリやCPUなど今日のLSIの主流となっており、最もポピュラーな半導体構造といえるでしょう
https://www.visco-tech.com/newspaper/column/detail18/

半導体が一番わかる』

内富直隆/著 技術評論社 2014年発行

イメージセンサーは電子の目 より

最近注目の集積回路といえばイメージセンサーです。固体撮像素子と飛ばれ、撮影したい対象物が発した光をレンズなどでセンサーの受光平面に結像させて、その像の明暗を電荷量に変換して、それを順次読み出して電気信号に変換します。
受光素子(フォトダイオード)で発生した電荷を読み出すときに、電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Device)と呼ばれる回路を用いることから、CCDイメージセンサーとも呼ばれます。
受光するフォトダイオード電荷を転送するCCD列はインターライン型構造といって垂直方向に配置され、その垂直転送CCD列と接続するように水平方向に信号を転送するCCDが配置されています。また、フォトダイオードとその画素に対応する垂直CCDの間には、一定のタイミングで開閉して信号を送るためのトランスファーゲートが置かれています。イメージセンサーに光が当たったときの信号の読み出し方法について見てみましょう。
まず、光のない状態でトランスファーゲート閉じておきます。光を受けたとき、フォトダイオードには光の明暗に依存して電荷がたまります。次にトランスファーゲートを開けて、フォトダイオードにたまった電荷を垂直転用CCDに送ります。そこで、トランスファーゲートを閉じます。
垂直転送用CCDの電荷を一マス分だけ転送し、一番端の画素の電荷を各列に接続した水平転送用CCDに送ります。水平転送用CCDには転送用のパルスを送り、それと同期して順次水平画素を読み出します。残った垂直転送CCDについても次々と同じことを繰り返すことによって、エリア内のすべての画素が順次走査され、画像として出力されることになります。
CCDはCMOS構造の一種で、酸化膜上に電極を付けて隣同市の電極に異なる電圧を与えることでポテンシャル井戸を作り、画素ごとの電荷をバケツリレーと同じ要領で順次送り出します。いわば、縦と横のバケツリレーを迅速に行う回路です。ビデオカメラでは、露光・転送・読み出しには毎秒30から60回このような動作を行う必要があります。