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2014年01月19日

button_15.jpg  Googleが無線チップ&生体センサー内蔵の「スマートコンタクトレンズ」を開発、血糖値モニタリング

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 Googleが1月16日、「スマートコンタクトレンズ」プロジェクトを発表しました。同社は電子回路を内蔵したコンタクトレンズで涙の成分を監視することで、糖尿病患者の血糖値モニタリングに役立てようとしています。

 同社は現在、小型の無線チップとグルコースセンサーを内蔵したコンタクトレンズを開発し、テストを行っています。プロトタイプは涙に含まれるグルコースを1秒に1回という高頻度でスキャンできるそう。グルコースの値(血糖値)が特定のしきい値を超えた場合にそのことを知らせるLEDライトを内蔵することも検討中しています。

 すでに複数の臨床試験を行っており、これらの結果はプロトタイプの改良に役立てられているとのこと。SFのような話ですが、医療の現場、そして日常生活の中にこうしたデバイスが浸透する日も遠くないのかもしれません。

(ねとらぼ 1月17日)
2013年07月02日

button_15.jpg  富士フイルムとパナソニック、ダイナミックレンジ88dBの有機CMOSセンサ開発

富士フイルム(Fujifilm Corp)とパナソニック(Panasonic Corp)は、イメージセンサの受光部に、光を電気信号に変換する機能を持つ有機薄膜を用いることで、従来のイメージセンサを超える性能を実現する有機CMOSイメージセンサ技術を開発した。
 
この技術をデジタルカメラなどのイメージセンサに使用することで、さらなるダイナミックレンジの拡大や感度アップなどを実現し、明るいところで白トビなく、暗い被写体でも鮮明で質感豊かな映像を可能にする。
 
近年、イメージセンサでは、画素数を増やす継続的な技術開発が進められている。これにより、イメージセンサの解像度は大きく向上しているが、さらに画質を高めるためには、ダイナミックレンジの拡大、感度の向上、各画素間の混色の低減なども合わせて求められる。これに対して、パナソニックは、半導体デバイス技術を駆使して、イメージセンサの高画質化技術を磨き、高性能イメージセンサを提供してきた。また、富士フイルムは、受光部にシリコンフォトダイオードではなく、光の吸収係数が大きい高信頼性の有機薄膜を開発し、新しいイメージセンサの技術構築を進めてきた。
 
今回、富士フイルムとパナソニックは、富士フイルムの有機薄膜技術とパナソニックの半導体デバイス技術を融合し、従来のイメージセンサを超える性能を実現する有機CMOSイメージセンサ技術を共同開発。新開発の有機CMOSイメージセンサ技術は、業界最高の88dBの高ダイナミックレンジ、従来比約1.2倍の感度、広い入射光線範囲を実現し、カメラのさらなる高感度化・高画質化・小型化を可能にする。
 
今後、両社は、この有機CMOSイメージセンサ技術を、監視・車載カメラ、モバイル端末、デジタルカメラなど幅広い用途に提案していく。
 
有機CMOSイメージセンサ技術の概要
 
従来のイメージセンサは、受光部のシリコンフォトダイオード、金属配線、カラーフィルタ、オンチップマイクロレンズで構成されている。新開発の有機CMOSイメージセンサ技術では、シリコンフォトダイオードに代えて、光吸収係数が大きい有機薄膜を採用。シリコンフォトダイオードの数分の1、0.5μmまで受光部の薄膜化を可能にした。これらの構造により、以下の特長を実現した。
 
(1) 業界最高の88dBのダイナミックレンジにより、白トビなく、暗い被写体も鮮明で階調豊かな映像が取得可能
パナソニックの半導体デバイス技術により、信号の飽和値を従来のイメージセンサよりも4倍に向上し、さらにノイズを抑える回路を新開発することで、業界最高の88dBのダイナミックレンジを実現。これにより明るいところで白トビなく、暗い被写体も鮮明で階調豊かな映像を取得できる。
 
(2)従来の約1.2倍の感度を実現し、暗いところでもクリアな映像が撮像可能
パナソニックの半導体デバイス技術で形成した、画素内のトランジスタや金属配線などの上に、富士フイルムの有機材料技術により開発した有機薄膜を積層。従来のイメージセンサでは、各画素に金属配線や、フォトダイオード以外の部分に光が入射するのを防止する遮光膜を形成する必要があったため、受光部分の面積が制限されていたが、有機CMOSイメージセンサ技術では、全面に有機薄膜を形成することが可能なため、センサ面上で受ける光をすべて有機薄膜で受光することができる。これにより、従来の約1.2倍の感度を実現し、暗いところでもクリアな映像を撮ることができる。
 
(3)入射光線範囲を60度へ拡大し、忠実な色再現性を実現
富士フイルムが開発した、光吸収係数が大きい有機薄膜により、受光部の有機薄膜の厚さをシリコンフォトダイオードの数分の1、0.5μmまで薄膜化した。従来のシリコンフォトダイオードでは、深さ方向に3μm程度必要なため、30〜40度程度に光線入射角が制限されていたが、有機CMOSイメージセンサ技術では、薄膜化により60度の広い入射光線範囲を実現。斜めから入射する光を効率良く利用することができ、混色のない忠実な色再現性を可能にする。またレンズの設計自由度が増し、カメラの小型化にもつながる。
 
(4)高信頼性を実現し、幅広い用途で利用が可能
富士フイルムは、有機薄膜を保護する無機薄膜を成膜するプロセス技術を開発し、有機薄膜への水分および酸素の浸入を阻止することで、性能劣化を防ぐことを可能にした。温度、湿度、電圧、光などのストレス印加による信頼性試験をクリアし、幅広い用途で有機CMOSイメージセンサの利用が可能。
 
2013年06月26日

button_15.jpg  曲がる有機イメージセンサー、医療からセキュリティまで幅広い分野に応用

 有機光エレクトロニクスセンサーの印刷技術を持つフランスのIsorgは、ディスプレイ開発メーカーである英国のPlastic Logicとの間でパートナーシップを構築し、プラスチック基板に搭載したフレキシブル有機イメージセンサーの開発を手掛けていくと発表した。
 
 Isorgは、2010年にCEA-Leti(フランス原子力庁電子・情報技術研究所)からスピンオフして設立された新興企業である。存在検知やジェスチャー認識などの用途向けに、単一素子または数種類の素子による有機センサーの開発を手掛けている。一方、Plastic Logicは、画素数が最大で数百万に上るフレキシブルディスプレイに向けた、アクティブマトリクス式有機バックプレーンの分野で優れた実績を持つ。このためIsorgとPlastic Logicは、フレキシブル型イメージセンサーを開発する上で、互いを補完する実績と技術を備えているといえる。
 
 フレキシブルなアクティブマトリクス式有機ELディスプレイ(AMOLED)は近年、最新型の携帯電話機などのように曲面を持つ電子機器において、重要な技術として関心を集めている。それに伴い、同一の基板上にイメージセンサーを作り込む技術への注目も高まっている。
 
 両社は、フレキシブルイメージセンサーの共同開発にあたり、Isorgが開発した技術をベースとして採用している。プラスチック基板上に形成した有機薄膜トランジスタバックプレーンに、有機光検出器を印刷するというものである。最初に完成した試作品は、アクティブ領域が4×4cmで画素数94×95、画素幅は175×200μm、画素ピッチは375μmだという。
 
 Isorgが通常、有機光検出器で使用する材料は、PEDOT-PSS*1)である。この材料を使うと、低コストのプラスチック基板またはガラス基板上に、常温常圧で形成することができるので、高コストとなる高温かつ真空状態での処理が必要ない。
 
 *1)PEDOT-PSS:水分散ポリチオフェン誘導体。ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムの混合物である。
 
 Plastic Logicは、バックプレーン設計や製造プロセス、材料などを、Isorgの有機光検出器に合わせて最適化したという。こうして実現したフレキシブルな透過型バックプレーンは、デジタルイメージセンシング技術をベースとした幅広い用途への適用が期待されている。
 
 Isorgによると、適用が見込まれる分野としては、スマートパッケージングや、医療機器向けセンサー、生物医学診断、指紋のスキャニングによるユーザー認証などが挙げられるという。
 
(以上、EDN Japanの記事から)
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