파나소닉이 유기 박막을 사용한 CMOS 이미지 센서를 개발합니다. 각종 전문 분야의 카메라와 일반 디지털 카메라에 쓸 것이라고 하네요.

기존의 이미지 센서는(위 사진은 이면조사 센서)는 실리콘 포토 다이오드, 금속 배선, 컬러 필터, 온칩 마이크로 렌즈로 구성되 포토 다이오드에서 광전 변환과 전하 축적을 하는데요. 포토 다이오드를 유기 박막으로 대체한 것을 유기 CMOS 센서라 부릅니다. 유기 박막은 광 흡수 계수가 커 에 2 ~ 3μm 정도의 깊이가 필요했던 실리콘 포토 다이오드를 0.5μm까지 줄일 수 있다고 합니다. 여기에선 후지필름의 유기 박막을 썼습니다.

이게 얇아지면 광선 입사각이 30~40도에서 60도로 넓어져 비스듬히 들어오는 빛을 효율적으로 받아들일 수 있게 되면서 색 재현성이 좋아집니다. 또 렌즈 설계 자유도가 늘어나 카메라 성능/크기를 개선하는 데에도 도움이 됩니다. 또 기존의 센서는 실리콘 포토 다이오드 이외의 회로 부분에 빛이 들어가지 않도록 차광막을 만들면서 수광 면적을 좁혀야 했는데, 유기 센서는 회로를 유기 박막 아래에 만들면서 수광 면적이 넓어집니다. 그 결과는 감도가 1.2배 높아지는 것이지요.

다른 특징으론 광전 변환 특성을 자유롭게 설정할 수 있다는 것입니다. 기존 센서보다 회로 면적의 제한이 적어 고기능 회로를 탑재 가능하기 때문입니다. 그리고 1화소에 감도가 다른 2셀 구성을 사용해 서로 다른 두 신호 전하 축적량에 따라 두종류의 노이즈 캔슬 구조를 구현, 기존 센서보다 100배에 달하는 128dB의 다이나믹 레인지를 실현했습니다.

이와 함께 전자 셔터 기술도 진화했습니다. 기존의 CMOS 센서는 부분을 읽어들이는 롤링 셔터가 대부분이며 전체 화소를 한번에 읽는 글로벌 셔터를 실현하려면 메모리를 추가해 롤링 왜곡을 줄여야 했습니다. 이것이 푸화 신호의 감소로 이어집니다.

파나소닉이 개발한 광전 변환 제어 셔터 기술은 유기 박막의 인가 전압을 조절해 셔터 기능을 실현한 것으로 새 소자를 추가할 필요가 없어 포화 신호량이 감소합니다. 화소 게인 전환 회로를 사용한 고 포화 화소 기술과 결합해 기존 센서의 10배에 달하는 포화 신호량을 실현한다고 합니다. 

유기 박막은 전압과 인가 시간을 바꿔 감도를 바꾸는 것도 가능합니다. 따라서 다중 노출에서 감도를 바꿔 촬영하는 감도 가변 다중 노광 기술을 실현할 수 있습니다.