CMOSイメージセンサといえばソニーが��(d┛ng)いが、ソニーはiPhoneをはじめとするスマートフォンでは圧倒的に��(d┛ng)い。しかし�O動�Z��には��く弱い。�O動�Z��とは要求性�Δ���(r┫n)常に違うからだ。スマホは人�颪鬚�れいに撮ることが主�`的なため��るく撮れ、画素数は�Hい��(sh┫)がきれいに映る。しかし�O動�Z��だと画素数が�Hすぎてもいけない。数�殴瓠璽肇訐茲凌祐屬籏Zを検出することが優先される。遠��(sh┫)にある����を検出するには画素数よりもSN比（Signal to Noise ratio）が高い��(sh┫)が好ましい。画素数が�Hくても遠��(sh┫)の����の映�気�SN比が劣化しては使えないからだ。もちろん、�O動�Z����では使���a(b┳)度環境が�Kいため、高�a(b┳)でも動作を確保できることもスマホとは違う。

ダイナミックレンジも広げる��要がある。例えば、トンネル内から出口の景色を見る場合や、その逆にこれからトンネルに入る�iのトンネル内の様子は暗すぎて見えないことが�Hい。このため、暗い所と��るい所の両��(sh┫)とも良く見えるようにするためダイナミックレンジを広げなければならない。人間の眼の限�cを��える��要がある。CMOSセンサでは画�気鯆_ね合わせ処理するLSIをその�Zくに設��し、暗い所の映�気���るい所の映�気領���(sh┫)を撮影し、�_ねるという処理を映�欺萢�プロセッサで行えばダイナミックレンジを広げることができる。

ON Semiは、ダイナミックレンジが広く、しかもSN比が劣化しにくい新型CMOSイメージセンサ「AR0233」の量��を開始した。このCMOSイメージセンサチップは、ダイナミックレンジが140dBと広く、フリッカーも抑えている。解�掬戮�260万画素。ダイナミックレンジを広げるため、4�v露光しそれらの画�気鯆_ね合わせることで、暗い所も��るい所も同時に�z��な画�気鰓u(p┴ng)ることができたという。もう�kつの��長であるフリッカーは、LEDドライバがLEDあるいはLEDストリングスを順番に時分割で点滅させていくために��きる現��(j┫)。カメラでは�k瞬の高�]画�気鯊�えるために��きるが、人間の眼は高�]に捉えられないためにごまかされている。

図1　 ON Semiconductor Intelligent Sensing Group, Automotive Solutions DivisionのVP and General ManagerのRoss F. Jatou��(hu━)

加えて、「CMOSイメージセンサだけでは�O動運転はできない。濃��や吹雪など人間の眼で見えない映�気鯊�えることができないからだ。このため電�Sの反�o(j━)で����を検出するレーダや、�{(di┐o)�`を�R定するLiDAR（Light Imaging and Ranging）なども�W(w┌ng)��する」とON Semiconductor Intelligent Sensing Group, Automotive Solutions DivisionのVP and General ManagerのRoss F. Jatou��(hu━)(図1)は述べる。ON Semiはそれぞれの新しい半導��チップをリリースした。

レーダは通常ミリ�Sを使って直進性を?q┗)���するが、電�Sは周�S数が高くなればなるほど到達�{(di┐o)�`は�](m└i)くなるという性��がある。つまり、360度に渡って����(sh┫)位で飛ぶ低周�Sから高周�Sに進むにつれ、指向性が��(d┛ng)まると共に到達�{(di┐o)�`が�](m└i)くなる。そこで、電�Sを発�o(j━)するアンテナを�H数設けて、位相と振幅を変えることで狙うべき電�Sのビームの形を調�Dするビームフォーミング�\術も����する。ビームフォーミングはもともと飛行機を検出する�豢���のレーダで使われ、かつては機械的に空間をスキャンしていた。しかしアンテナを機械的にぐるぐる�vす��(sh┫)式だと風�Uに弱くさびに�椶泙気譴討い拭�このため電子的にスキャンする平�Cアンテナに�々圓垢襪茲Δ砲覆辰拭�

NR4401は、SiGeプロセスでWLP（wafer level package）に納められたICで、4×4のMIMOアンテナで電�Sを送�p信する。このチップは、�kつのレーダで長�{(di┐o)�`および�](m└i)�{(di┐o)�`の����を検出することが��長で、ある�T味�O動�Zに��化したビームフォーミングのミリ�SICである（図2）。今後、アンテナ共振�_(d│)を半導��パッケージ内�陲忘遒���けるAiP（Antenna in Package）�\術も検討の余地があるとしている。

図2　79GHzの�Z載レーダ��SiGeチップ　出�Z：ON Semiconductor

LiDARもレーダと同様、����の反�o(j━)を�W(w┌ng)��するが、�{(di┐o)�`を�Rる点がレーダとは異なる。LiDARではレーザの送�p信を�W(w┌ng)��する。やはり空間にある����を検出するため、空間をスキャンする����が��要となる。��来はグーグルカーの屋根の�屬砲阿襪阿��vる��(sh┫)式のLiDARが使われているが、機械式のLiDARもやはり長期使��で錆や�L(zh┌ng)�fによる�C耗の問��が残る。

そこで、ON Semiは、�p信�笋�2次元フォトダイオードアレイを��いた。「SPAD（Single Photon Avalanche Photo Diode）アレイ」と�}ばれるこのイメージセンサはIRレーザ光の����での反�o(j━)を�W(w┌ng)��して光の�]度から����との�{(di┐o)�`を�R定した�T果を2次元�Cでの����を捉えることができる（図3）。光を発するレーザ�笋�3次元的に奥行きを含めてスキャンするため、2次元画�気留�行きは色の違いで表現する。少なくとも�p光�笋蓮��R�{(di┐o)�T果をスキャンすることなく表現できるため、機械的な操作は不要になる。

図3　LiDARの�p光�笋�2次元にすることで機械的なスキャンは不要になる　出�Z：ON Semiconductor

今後、発光�笋任�VCSEL（表�C発光レーザ）のように小さなレーザを数�恩捗言僂任�れば、発光�笋盖ヽＥ�な走�hは不要になり、可動�霾�はなくなる。ただし、この場合は�j(lu┛)出��レーザではないため�](m└i)�{(di┐o)�`の����検出に�里泙襪任△蹐Α�

参考�@料
1. LEDをフリッカーなしで認識できる�Z載��CMOSセンサをON Semiが開発 (2015/10/27)