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原理,構造,動作方式,諸特性からカメラシステムまで

改訂 CCD/CMOSイメージセンサの基礎と応用

米本 和也 著
A5判 344ページ
定価3,456円(税込)
JAN9784789845410

2018年10月10日発行

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 カメラは,スマートフォンを例にとれば2個,3個と組み込まれているように,すでに身近な存在で,用途は鑑賞のためのビデオ撮影や写真撮影が主です.一方で,スマートフォンを含め自動車や監視を始めとしたモノの認識から距離や形の計測へと応用が拡大しています.そのカメラに使われている電子の目とも呼ばれるイメージセンサは,その性能を決定づけるキー・デバイスです. そのイメージセンサは身近にありながら初歩から本質まで道筋をたてて解説する書籍が少ないのは,それを構成するテクノロジーが半導体と電子回路にとどまらず,光学,信号処理と深く関係し,場合によっては確率統計論まで必要となるなど,ノウハウの塊であるからのように思われます.
 本書は,イメージセンサの動作原理から性能や機能までを解説し,応用にも触れることで,ベテラン技術者でも間違えやすいイメージセンサの本質を理解してもらうことに心血を注ぎました.また,この技術に携わったり応用するにあたって,新たな創造をしたり問題を解決するなどの助けとなることを期待しています.専門外の方でも知識欲を満たす一助になれば本望です.

注:本書は2003年に出版された「CCD/CMOSイメージ・センサの基礎と応用」に,大幅に加筆修正を加えました.


 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 イメージセンサの誕生
1-2 ソリッド・ステート・イメージセンサ
1-3 CCDイメージセンサの実用化
1-4 CMOSイメージセンサの登場

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 撮像の原理
2-2 イメージセンサの種類
2-3 想像以上に多い用途

光電変換から信号出力までの動作原理,各種方式
第3章 CCDイメージセンサの基本原理
3-1 4つの基本動作
3-2 転送方式のいろいろ
3-3 走査方式への対応
3-4 画素の構造と動作

CCDイメージセンサの比較から原理,特徴
第4章 CMOSイメージセンサの基本原理
4-1 CCDイメージセンサとの比較
4-2 基本構造と動作
4-3 固定パターン・ノイズ
4-4 画素構造のバリエーション

感度,SNなどの性能の本質について
第5章 イメージセンサの性能
5-1 基本性能
5-2 表立って現れにくい特性

電子シャッタなどの必須機能からカメラ以外への応用技術まで
第6章 基本的な機能から応用技術
6-1 撮像における基本機能
6-2 撮像機能や特性を利用した応用技術
6-3 光学系と信号処理(絵作り)

Appendix イメージセンサ技術に関連する基礎知識
用語解説
A-1 P型,N型シリコンとポアソン方程式
A-2 光の強さに関すること
A-3 ISO感度(標準出力感度)
A-4 空間サンプリングにおける開口とMTF,折り返し
A-5 kTCノイズ
A-6 光ショット・ノイズの分布に関して
A-7 光学フォーマットと有効画角
A-8 物理定数と単位



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