OminiVIsion、140dBのダイナミックレンジと暗闇撮影可�Δ淵�メラモジュール
�Z載カメラ�x場が��発になっている。ON Semiconductorやソニーセミコンダクタソリューションズなどが�Z載向けに��を入れている中、OmniVisionはダイナミックレンジが140dBと広い最�j(lu┛)250万画素（HD）のCMOSセンサと、�Z�軍梓凝戮��屬屋徹任任盪１討任�るカメラモジュールを?y┐n)���化した（�?）。
図1 �Z外向けO(ji─n)X03C10と�Z内向けO(ji─n)VM9284 CMOSカメラ 出�Z：OmniVision Technologies
「クルマ向けのCMOSイメージセンサ�x場では世�c2位に甘んじている」（OmniVision Technologiesの�Z載����担当のシニアマーケティングマネジャーのKevin Chang��(hu━)）同社は、トップをとれないクルマ向けに��を入れている。CMOSイメージセンサと言っても�Z外向けと�Z内向けとでは仕様が��く違うため、2�|類のセンサを開発した。�Z外向けでは、画素数だけではなく、ダイナミックレンジの広さが��要で、しかもLED信��(gu┤)機やクルマのLEDランプ表��、LEDサイネージなどを読みとれなくては困る。LEDのフリッカ�敢�ができていないCMOSセンサは、信��(gu┤)�Y識を��しく読みとれないことになる。
ダイナミックレンジの広さは、暗いトンネルや地下の駐�Z場などから外の��るい�陵曚慮気任侶平Г鮓�る場合、暗い所も��るい所も同様にくっきり見たい（図2）。しかし、��るい場所では絞りを小さく絞り、暗い場所では絞りを開く。そこで、ダイナミックレンジを�屬欧襪燭瓩砲蓮���るい場所の景色と暗い場所の景色の画�機淵侫譟璽燹砲鬚修譴召貪���な絞りで撮影し、それらのフレームを�_ねる、という作業を行う。この作業はもちろん�]時間で処理するため、人間の�`には暗い所も��るい所も��切れなく見える。
図2 広いダイナミックレンジ（HDR）と低いフリッカを両立 出�Z：OmniVision Technologies
暗い所と��るい所の差が�j(lu┛)きすぎると、その中間の��るさの最適な絞りのフレームを撮影し�_ねる。1�Q�iに発表したビデオ信��(gu┤)処理プロセッサOAX4010では（参考�@料1）、フラーム画�気�3���_ねて120dBのダイナミックレンジを�u(p┴ng)たが、今�vの����「OX03C10」（図3）は4��の画�気鮃臉�することによって、140dBという値を�u(p┴ng)たとしている。このためにCMOSイメージセンサチップに画�欺萢�プロセッサチップISPを3次元に�_ね合わせた。このためホストCPUへは4レーンのMIPI CSI-2あるいは12ビットのDVPインターフェースを通して画�汽如璽燭鬚修里泙淌樵�できる。
図3 新����OX03C10のIC構成 出�Z：OmniVision Technologies
また、フリッカ抑�U(ku┛)は今�v、ISP�笋妊▲襯乾螢坤爐箸靴��△┐討い襦�フリッカ（チラつき）は、もともとLEDランプのドライバICによる。LED照��では、LEDチップを100個�Zく�H数並�`、直�`に接��しているが、6~8個��度直�`に接��したストリング�`を並�`に10�`��度接��している。ストリング�`のLEDを順次点滅させていくことで消�J電��とコストの削��(f┫)を図っている。このため、電子�v路は順番に�]期間に点滅させているのだが、人間の�`には��てのLEDチップが光っているように見える。人間は光の残�気鮓�ているからだ。
ストリング�`ごとに順番に点滅しているLEDランプは、イメージセンサの電子�v路が30��/秒あるいは60��/秒のフレームの中に、点�iしていないLEDのストリング�`が来た時間は点�iしていないと捉えてしまう。1�Q�iのISPでは、そのLEDドライバのタイミングを�Dり込まないように、ISP�笋離織ぅ潺鵐阿鮃�夫していた。今�vは1フレームで4��の画�気鮖�ったが、それぞれの画�気瓦箸縫侫螢奪�を検出し、フレーム内のフリッカマッピングを作成し、画�気鮃臉�する際にフリッカを����するアルゴリズムを適��した（図4）。
図4 HDRの画�気鯆_ね合わせる時にフリッカを����するアルゴリズムを使う 出�Z：OmniVision Technologies
新����はこれだけではない。�Z内向けのCMOSカメラモジュールもリリースした。この「OVM9284」カメラモジュールは、運転�vの顔に940nmの�Z�軍粟�を照�o(j━)し、�`が閉じようとしているかどうかを検出したり、よそ見運転をしているかどうかを検出したりする。
ここでは、画�C����を�k度に読み出すグローバルシャッタ��(sh┫)式を��いた。�k般には���Vしているものを�^す場合には1行ずつ走�hしていくローリングシャッタの��(sh┫)が低コストのためよく使われていた。運転�vの顔はあまり動かないためローリングシャッタでも差し�Г┐覆い里世�、�Z�軍阿硫��気鮖�るためには�軍粟�を顔に照�o(j━)する��要があり、ローリングシャッタだと長時間照�o(j━)しなければならない。すると消�J電��が�j(lu┛)きくなってしまう。このため1�vの照�o(j━)で1フレームをとるグローバルシャッタを��いた。
図5 消�J電��が低く、小型の�Z�軍哀�メラモジュール 出�Z：OmniVision Technologies
�Z内向けだと、運転�vはカメラをずっと向けられていることを嫌がる��向があるため、カメラモジュールはできるだけ小さくしたい。ただし、小さくすると発�Xしやすくなるため、消�J電��の小さい��(sh┫)式を��(li│n)ぶことになる。このカメラモジュールの�j(lu┛)きさは6.5mm×6.5mm×6.2mm（高さ）と小さく、しかも消�J電��は��合��より50%低いとしている（図5）。レンズ、信��(gu┤)処理�v路内�鼎�CMOSセンサ、MIPI/DVPの出��インターフェースチップをウェーハレベルでスタックしてパッケージングした。このままリフローハンダも可�Δ世箸いΑ�
参考�@料
1. OmniVision、フリッカ抑�U(ku┛)と広いダイナミックレンジを両立させたISP (2019/05/16)
