原理,構造,動作方式,諸特性からシステム概要まで

CCD/CMOSイメージ・センサの基礎と応用【PDF版】

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コンテンツコード DP36268
著者 米本 和也
発行元 CQ出版社
価格(ライセンス料金) 2,268円
仕様 A5判 270ページ PDF 約9Mバイト
発行日 2011/08/01
更新日 2011/08/03
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解説

 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

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

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